Лабиринтное уплотнение вращающегося вала Советский патент 1993 года по МПК F16J15/44 

Изобретение относится к уплотнитель- ной технике и может быть использовано для бесконтактного уплотнения вращающегося вала, а в некоторых случаях для уплотнения подвижного каната многосвивной конструкции.

Цель изобретения - повышение эффективности лабиринтного уплотнения, что по- зврлит при одних и тех же конструктивных размерах уплотнения повысить его надежность,

На фиг.1 изображено принципиальное устройство лабиринтного уплотнения; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - вариант исполнения отверстий под углом к потоку.

Лабиринтное уплотнение вращающегося вала 1, как показано на фиг.1. состоит из ряда последовательно расположенных кольцевых камер 2 длиной s и гребней 3. Гребни 3 и оал 1 образуют ряд удлиненных зазоров 4 длиной 1ц и высотой Ь. В гребнях

3 со стороны потока жидкости выполнены дополнительные кольцевые камеры 5 длиной si, которые посредством равномерно выполненных по окружности диаметром d отверстий 6 соединены с зазорами 4, причем d b.

Лабиринтное уплотнение работаем следующим образом: жидкость движется вдоль вала 1 из области большего давления Р Р0 в область меньшего давления Р Р. Поток выходя из очередного удлиненного зазора 4 попадает в очередную кольцевую полость, образованную камерами 2 и 5, где за счет внезапного расширения и за счет внезапного расширения и за счет срыва с поверхности вращающегося вала 1 из-за центробежных сил заполняет весь предоставленный обьем и образует вихревое движение, сопровождающееся потерями энергии на вихреобразование. Дзлее поток растекается на две части, обратно пропорциональные по расходу гидравлическим соел С

со

о

о ю

4

противлением. Одна часть устремляется в следующий зазор 4, меряя энергию на входе за счет кромки гребня 3 и на трение в зазоре 4. Другая часть устремляется в отверстия 6 и выходит на вал 1 как на экран, теряя свою энергию на входе в отверстия 6, на трение в них и на выходе. Далее эта часть потока растекается вдоль вала 1, теряя свою энергию на трение в зазоре 4 и создавая дополнительное сопротивление первой части потока.

При выполнении отверстий 6 тангенциально оси вала со смещением А, как показано на фиг.2, часть потока, выходящая из отверстий 6, растекается вдоль вала 1 с окружной закруткой, чем увеличивает нестационарность движения в зазоре 4, а следовательно, и потерю энергии потока.

Для регулирования части потока выходящей на экран, варьируют гидравлическим сопротивлением по тракту этой части за счет изменения угла а. , как показано на фиг.З. Очевидно, что при а 90° сопротивление возрастает за счет увеличения лобового сопротивления встречной части потока, а при а 90° имеет место подсос и уменьшение српротивления.

В общем случае применение такого типа лабиринтного уплотнения значительно увеличивает гидравлическое сопротивление потоку жидкости на каждой ячейке лабиринта за счет: во-первых, увеличения длины камеры 2 до величины s + si (при величине

0

5

0

5

0

Sy прототипа) и увеличении составляющей гидравлического сопротивления, зависящей от s/b; во-вторых, увеличения гидравлического сопротивления попаданию потока в зазор 4. Из-за лобового сопротивления той части потока, которая проходит через отверстия 6; в-третьих, за счет высокого гидравлического сопротивления экрана, зависящего от соотношения d/b; в-четвертых: за счет увеличения нестационарности течения в зазоре 4 и увеличении здесь потерь на трение.

Формула изобретения

1. Лабиринтное уплотнение вращающегося вала, содержащее ряд последовательно расположенных кольцевых камер и гребней, образующих с валом удлиненный зазор, отличающееся тем, что в каждом из гребней со стороны потока жидкости одним радиусом с кольцевой камерой выполнена дополнительная кольцевая камера и равномерно расположенные по окружности отверстия, сообщающие дополнительную кольцевую камеру с удлиненным зазором, причем диаметр отверстий выполнен больше величины упомянутого зазора.

2. Уплотнение по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что отверстия в гребнях расположены тангенциально к оси вала.

3. Уплотнение по пп.1, 2, отличающее с я тем, что отверстия в гребнях выполнены под углом к потоку жидкости.

Сущность изобретения: ряд последовательно расположенных кольцевых камер и гребней образуют с валом удлиненный зазор. В каждом гребне со стороны потока жидкости одним радиусом с кольцевой камерой выполнена дополнительная кольцевая камера и равномерно расположенные по окружности отверстия, сообщающие дополнительную камеру с удлиненным зазором. Диаметр отверстий выполнен больше величины зазора. Отверстия в гребнях расположены тангенциально относительно оси вала. Отверстия выполнены под углом относительно потока жидкости. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фиг.1

А

ФиеЗ