Герметизированный агрегат и способ подвода газообразного вещества в его полость и ее герметизации Советский патент 1993 года по МПК F04D13/06 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в авиационной и космической технике для заправки внутренних полостей агрегатов и их герметизации, а также в других отраслях техники. .

Целью изобретения является повышение надежности путем повышения герметичности, снижение массы и трудоемкости изготовления.

На фиг. 1 приведен пример конкретного выполнения герметизированного агрегата, продольный разрез; на фиг.2 - узел I на фиг.1; на фиг.3,4,5-стадии процесса подвода газообразного вещества в полость агрегата и ее герметизации; на фиг.б - пример конкретного выполнения герметизированного агрегата по п.2 формулы изобретения, разрез по стыку корпуса с крышкой.

Герметизированный агрегат (центробежный электронасосный агрегат) содер- жит корпус 1-е крышкой 2, соединенных фланцевым соединением, при этом на крышке выполнен паз 3, в котором размещено радиальное уплотнение 4, а на корпу

се - уплотняющая цилиндрическая

поверхность 5. На корпусе 1 выполнен штуцер б для соединения внутренней полости 7 с магистралью подвода газообразного вещества. Крышка 2 соединена с корпусом 1 винтами 8. Также в корпусе 1 размещён элек- тродвигатель 9 с рабочим колесом. Канал 10 штуцера 6 выполнен выходящим на поверхность 5, при этом расстояние 1 от торцевого края поверхности 5 до паза не меньше расстояния I от того же края до дальнего края канала в месте его выхода на поверхность 5, чтобы обеспечить изоляцию полости 7 от канала 10. Способ подвода газообразного вещества в полость герметизированного агрегата и ее герметизации производят еле- дующим образом: первоначально производят соединение штуцера 6 со штуцером 11 магистрали подвода 12, при этом между стыками штуцеров устанавливают уплотнительную прокладку 13. К магистрали подвода 12 под- ключены манометр 14 и вентиль 15.

Затем производят установку крышки 2 в положение, при котором канал 10 и полость 7 разместятся по одну сторону радиального уплотнения (при этом полость 7 изолирована от окружающего агрегат пространства уплотнением 4), в этом положении крышку 2 фиксируют при помощи винтов 8, после чего открывают вентиль 15 и производят заполнение полости 7 газооб- разным веществом, при этом давление в полости 7 контролируют по манометру 14. По достижении заданного давления в полости 7 вентиль 15 закрывают и затем производят осевое перемещение и фиксацию

5

0

5

0 5 0 5

0 5

крышки 2 в положении, при котором канала 10 и полость 7 разместятся по разные стороны радиального уплотнения 4, такая операция может быть выполнена последовательной затяжкой винтов 8 до полного закрытия стыка между корпусом 1 и крышкой 2.

После этого производят отсоединение штуцера 11 магистрали подвода 12 от штуцера 6. В процессе осевого перемещения крышки 2 отверстие канала 10, выходящее на поверхность поверхности 5 сначала перекрывается наружной цилиндрической поверхностью уплотнения 4 (эта цилиндрическая поверхность образуется за счет деформации уплотнения 4 поверхностью 5), при этом полость 7 отсоединяется от канала 10, .а затем выходное отверстие канала 10 выходит за пределы паза 3 (вследствие описанное соотношения размеров I, что обеспечивает нормальное функционирование уплотнения 4 в процессе дальнейшей эксплуатации агрегата. При этом диаметр выходного отверстия канала 10 выбирается по конструктивным соображением и должен быть меньше, чем ширина наружной цилиндрической поверхности деформированного уплотнения 4 (во избежание утечки газообразного вещества из полости 7 через канал 10 в стык между корпусом 1 и крышкой 2 в процессе осевого перемещения крышки). В данном примере штуцер 6 размещен на корпусе 1, а паз 3 - на крышке 2, однако эффект достигается и при обратном размещении - штуцер на крышке и паз на корпусе, поэтому в формуле изобретения использовано обобщение элемент пары корпус-крышка.

Данная конструкция агрегата и способ подвода газообразного вещества позволяют осуществить подвод газообразного вещества в полость герметизированного агрегата и герметизацию этой полости, при этом устраняется специальный запорный орган (по сравнению с прототипом).

Описанная конструкция агрегата обеспечивает возможность герметизации полости, однако при ее использовании возможно срезание материала уплотнения на выходном отверстии канала 10 в процессе осевого перемещения крышки. Дефекты такого рода обнаружатся при соледующем испытании герметичности полости 7 (при перемещении агрегата в вакуумную камеру), могут быть устранены заменой уплотнения и повторением подв ода и герметизации, однако это влечет дополнительные затраты времени и средств, Для предотвращения подобных явлений необходимо принимать специальные меры, например, сглаживание острых углов

выходного отверстия канала 10, или его специальное выполнение (см, пунтк 3 формулы изобретения и фиг.7). Герметизированный агрегат в данном случае подобен агрегату, изображенному на фиг.1. но отличается тем, что канал 10 со стороны выхода на поверхность 5 выполнен в виде кольцевой канавки 16 с фасками 17 на торцах 17, выходное отверстие канала в эту канавку выполнено на ее цилиндрической поверхности 18, а элемент, на котором выполнен паз 3 (в данном примере крышка 2), снабжен дополнительным пазом 19, в котором размещено дополнительное уплотнение 20, при этом расстояние В между ближайшими торцами пазов 3 и 19 не меньше ширине кольцевой канавки с фасками, чтобы обеспечить изоляцию полости 7 от щели стыком корпуса 1 и крышки 2 в процессе перемещения крышки 2. Способ же подвода вещества и герметизации полости полностью аналогичен вышеописанному. При этом уплотнение 4 не встречается на своем пути при осевом перемещении крышки выходного отверстия канала 10, так как диаметр цилиндрической поверхности 18 выбран большим наружного диаметра уплотнения 4 в недеформированном состоянии,

Уплотнение 4, первоначально находящееся справа от канала 10, при движении крышки скользит по цилиндрической поверхности 5, затем по конической поверхности правой фаски 17, потом проходит без контакта участок цилиндрической поверхности 18 и вступая в контакт в поверхностью левой фаски 17, постепенно вжимается ей в канавку 3 и занимает штатное положение, когда канавка 3 перекрыта цилиндрической поверхностью 5. При этом в том положении крышки (при ее перемещении), когда уплотнение 4 не контактирует ни с одной поверхностью канавки 16, возможно перетекание газообразного вещества через уплотнение 4, однако это перетекание происходит в небольшой по сравнению с полостью 7 объем канавки 16, так как дальнейший путь преграждает дополнительное уплотнение 20. Поэтому это незначительное перетекание не оказывает заметного влияния на состав и давление газообразного вещества в полости 7, зато такая конструкция позволяет устранить случаи срезания уплотнений. Формула изобретения 1. Герметизированный агрегат, содержащий электродвигатель, корпус, установленную на нем крышку, штуцер подвода газа с каналом,радиальное уплотнение, уплотняющее радиальный зазор пары крышка-корпус, размещенное в кольцевом

пазу на направляющей цилиндрической поверхности одного из этих элементов и уплотняющее зазор по уплотняющей цилиндрической поверхности другого элемента, при этом крышка установлена с возможностью осевого перемещения относительно корпуса с радиальной фиксацией по их цилиндрическим поверхностям, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем повышения

герметичности и снижения массы и трудоемкости изготовления, штуцер установлен на элементе, имеющем уплотняющую цилиндрическую поверхность, выход канала штуцера расположен на последней, причем

расстояние от торцевого края уплотняющей цилиндрической поверхности до паза не меньшее расстояния от того же края до дальнего края канала в месте его выхода.

2, Агрегат по п.1, отличающийся тем, что канал со стороны выхода.выполнен в виде кольцевой канавки, на торцах канавки выполнены фаски, на элементе, на котором размещено уплотнение, выполнен

дополнительный паз, в котором размещено дополнительное радиальное уплотнение, при этом расстояние между ближайшими торцами пазом не меньше ширины кольцевой канавки с фасками.

3. Способ подвода газообразного вещества в полость герметизированного агрегата и герметизации последней, включающий сообщение штуцера с магистралью подвода, заполнение полости газообразным веществом и ее запирание с последующим отсоединением штуцера от магистрали подвода, отличающийся тем, что. с целью повышения надежности путем повышения герметичности и снижения трудоемкости

изготовления, перед заполнением полости газообразным веществом производят установку крышки в положение, при котором канал и полость разместятся по одну сторону от радиального уплотнения, а после заполнения полости производят осевое перемещение и фиксацию крышки в положении, при котором канал и полость разместятся по разные стороны от радиального уплотнения.

Использование: в машиностроении для заправки внутренних полостей агрегатов и их герметизации, в частности в герметичных насосных агрегатах авиационной и космической техники. Сущность изобретения: герметизированный агрегат содержит крышку 2 и корпус 1, на котором расположен штуцер (Ш) .6 для соединения внутренней полости (П) 7 с магистралью подвода 12 газообразт ного вещества, и радиальное уплотнение (РУ)4. Канал 10 Ш 6 выполнен выходящим на поверхность 5. при этом расстояние t от торцевого края поверхности 5 до паза не меньше расстояния L от того же края до дальнего края канала в месте его выхода на поверхность 5. После соединения Ш магистралью подвода 12 крышку 2 устанавливают в положение, при котором канал 10 и П. 7 разместятся по одну сторону от радиального уплотнения, и производят заполнение газообразным веществом П 7, при этом последняя изолирована от окружающего пространства РУ4. По достижении заданного давления в П 7 производят осевое перемещение и фиксацию крышки 2 в положении, при котором канал 10 и П 7 разместятся по разные стороны РУ 4, обеспечивая герметизацию П 7. 2 с.и 1 з.ф-лы, 6 ил. (Л