Уплотнение вала Советский патент 1993 года по МПК F16J15/44 

ел

с

Сущность изобретения: в корпусе установлены оребренный внутренний плавающий элемент и наружное плавающее кольцо с кольцевым участком, охватывающее оребрение. В корпусе расположены камеры подвода и отвода уплотняющего масла с подводящими и отводящими перепускными каналами. Плавающий элемент выполнен в виде соосно расположенных кольца и втулки, соединенных по торцу радиальной пере- мычкой, и подпружинен со стороны уплотняемой среды упругим элементом. Оребрение выполнено на кольце. Кольцевой участок охвачен втулкой, уплотненной относительно корпуса вторичным уплотнением. В втулке выполнены радиальные отверстия, сообщенные с подводящими перепускными каналами в одном из крайних положений элемента. Отводящие каналы в этом положении перекрыты концевым участком втулки. 1 ил.

Изобретение относится к уплотнитель- ной технике и может быть использовано для уплотнения валов в насосах, компрессорах и турбинах.

Известна конструкция уплотнения вала, содержащая установленные в корпусе наружное и внутреннее плавающие кольца, охватывающие вал. В такой конструкции уплотнения вала за счет подвода уплотняющего масла обеспечивается запирание газа высокого давления и охлаждение обоих плавающих колец.

Недостатками такой конструкции уплотнения вала являются низкая надежность работы уплотнительного узла из-за плохих условий охлаждения плавающих колец и высокой инерционности системы подачи уплотнительного масла.

Известна конструкция уплотнения вала, принятая в качестве прототипа и содержащая установленные в корпусе оребренное внутреннее и наружное плавающее кольцо с кольцевым участком, охватывающим ореб- рение, плавающие кольца, камеру подвода и отвода уплотняющего масла и одноименные перепускные каналы в корпусе.

Однако такая конструкция уплотнения вала имеет низкую экономичность из-за необходимости обеспечения значительного перепада давления уплотняющего масла на внутреннем плавающем кольце, который практически всегда выбирается с запасом из-за инерционности системы регулирования. Это приводит к увеличению напорно- сти насосов подачи уплотняющего масла, повышению мощности привода, габаритов и веса.

,Х| 00

Ю

00

О О

Целью предлагаемого изобретения является расширение эксплуатационных возможностей за счет обеспечения минимального перепада давления уплотняющего масла на внутреннем плавающем кольце.

Указанная цель достигается тем, что в известной конструкции, содержащей установленные в корпусе оребренный внутренний плавакудий элемент и наружное плавающее кольц о с ко льщёвым участком, охватывающим оребрени ё Гкамеры подвода и отвода уплотняющего масла с подводящими и отводящими перепускными каналами в корпусе и одноименные перепускные каналы в корпусе, согласно изобретению, внутренний плавающий элемент выполнен в виде соосно расположенных кольца и втулки, соединенных по торцу радиальной перемычкой, и подпружинено со стороны уплотняемой среды упругим элементом, при этом оребрение выполнено на упомянутом кольце, а кольцевой участок наружного плавающего кольца охвачен втулкой, уплотненной относительно корпуса вторичным уплотнением, примем во втулке выполнены радиальные отверстия с подводящими перепускными каналами в одном из крайних положений внутреннего плавающего элемента, при этом отводящие перепускные ка- налы в этом положении внутреннего плавающего элемента перекрыты концевым участком втулки.

Таким образом, предлагаемая конструкция уплотнения вала обладает следующими существенными признаками:

- внутренний плавающий элемент подпружинен со стороны уплотняемого газа при помощи упругого элемента, что позволяет обеспечить минимальный перепад уп- лотняющего масла на внутреннем плавающем кольце и обеспечить подачу уплотняющего масла в камеру между кольцами в начальный период пуска;

- внутренний плавающий элемент выполнен в виде соосно расположенных кольца и втулки, соединенных по торцу перемычкой, при этом втулка охватывает кольцевой участок наружного плавающего кольца, что позволяет совместить функции уплотнительного кольца с функциями регулятора подачи и давления уплотняющего масла;

- кольцевая втулка уплотнена относительно корпуса при помощи вторичного уплотнения, например, в виде эластичного кольца, что позволяет предотвратить перетечки уплотняющего масла по периферийной поверхности кольца в маслогазовую камеру;

- в кольцевой втулке выполнены радиальные отверстия, размещенные с возможностью сообщения с подводящими перепускными каналами, что позволяет осуществить подвод уплотняющего масла в камеру между кольцами, а из нее в дросселирующие зазоры между кольцами и

0 валом;

- концевой участок втулки установлен с возможностью перекрытия отводящих перепускных каналов корпуса, что позволяет повысить давление уплотняющего масла в

5 камере между кольцами и не допустить прорыва уплотняемого газа в атмосферу.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где представлена предлагаемая конструкция уплотнения ва0 ла, продольный разрез (с двумя положениями внутреннего плавающего кольца).

Уплотнение вала содержит установленные в корпусе 1 внутренний плавающий элемент 2 и наружное плавающее кольцо 3.

5 Плавающий элемент 2 выполнен в виде соосно расположенных кольца 4 и втулки 5, соединенных по торцу перемычкой 6, Элемент 2 подпружинен со стороны уплотняемой среды упругим элементом 7, при этом

0 на кольце 4 выполнено оребрение 8. А втулка 5 уплотнена относительно корпуса 1 вторичным уплотнением 9 и в ней выполнены радиальные отверстия 10, Наружное плавающее кольцо 3 выполнено с кольцевым уча5 стком 11, который охватывает оребрение 8, а сам кольцевой участок 11 охвачен втулкой 5. Кроме того, в корпусе 1 выполнены перепускные каналы 12 и 13 и камеры подвода 14 и отвода 15 уплотняющего масла. Конце0 вой участок 16 втулки 5 установлен с возможностью перекрытия отводящих перепускных каналов 13. Втулка 5, внутренний плавающий элемент 2 и наружное кольцо 3 образуют кольцевую полость 17.

5 Уплотняющее масло под давлением, превышающим давление уплотняемого газа, из камеры 14 подвода и перепускным каналом 12 подается через радиальные отверстия 10. Из кольцевой полости 17 часть

0 уплотняющего масла подается в дросселирующий зазор между внутренним кольцом 2 и валом, препятствуя тем самым прорыву газовой среды, а часть уплотняющего масла попадает в дросселирующий зазор между

5 наружным плавающим кольцом 3 и валом и затем на слив в масляный бак (не показан), где отстаивается, разгазируется и после очистки направляется вновь в камеру подвода 14. При этом наиболее нагруженным оказывается внутреннее уплотнительное

кольцо 2 и для его охлаждения используется полный распад уплотняющего масла, которое, проходя оребрение 8, способствует максимальному охлаждению внутреннего плавающего кольца. Помимо роли уплотня- ющего кольца, внутреннее уплотнительное кольцо 2 выполняет роль регулятора расхода и давления уплотняющего масла в полости 17. При этом с повышением давления уплотняемого газа и частично под действи- ем упругого элемента 7 внутреннее плавающее кольцо 2 перемещается в сторону наружного плавающего кольца 3, перекрывая тем самым концевым участком 16 втулки 15 отводящие перепускные каналы 13, что предотвращает слив масла в камеру отвода

Формула изобретения Уплотнение вала, содержащее установленные в корпусе оребренный внутренний плавающий элемент и наружное плавающее кольцо с кольцевым участком, охватывающее оребрение, камеры подвода и отвода уплотняющего масла с подводящими и отводящими перепускными каналами в корпусе, отличающееся тем, что внутренний плавающий элемент выполнен в виде соос- но расположенных кольца и втулки, соединенных по торцу радиальной перемычкой, и подпружинен со стороны уплотняемой сре-

15 и способствует повышению давления уплотняющего масла в полости 17. С повышением давления масла в полости 17 внутреннее кольцо 4 заодно с втулкой 5 перемещается в сторону уплотняемого газа, перекрывая тем самым подвод масла по каналу 12 в полость 17 и открывая слив из нее в камеру отвода 15.

При стабилизации работы машины устанавливается положение внутреннего плава- ющего кольца 2, обеспечивающее минимальный перепад на этом кольце 2 и минимальную подачу уплотняющего масла, что позволяет расширить эксплуатационные возможности.

ды упругим элементом, при этом оребрение выполнено на упомянутом выше кольце, а кольцевой участок наружного плавающего кольца охвачен втулкой, уплотненной относительно корпуса вторичным уплотнением, причем во втулке выполнены радиальные отверстия, сообщенные с подводящими перепускными каналами в одном из крайних положений внутреннего плавающего элемента, при этом отводящие перепускные каналы в этом положении внутреннего плавающего элемента перекрыты концевым участком втулки.

7

///

fO /2 Й 3

.J/

.ЯХ;. Ч ч -. :

14 N- ч- N - ч/5 /0