Устройство для уплотнения вращающихсяВАлОВ Советский патент 1981 года по МПК F16J15/52 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ ВРАЩАЮЩИХСЯ ВАЛОВ

Изобретение относится к уппотнигел ной технике и может использоваться в уплотнениях вращающихся валов механизм где требуется разделение объемов с равными давлениями или средами. Известно устройство для уплотнения вращающихся валов, содержащее тгепод- вижный наружный корпус уплотнении, зак репленный на щите (крышке) механизма (насоса) , На вращающемся валу размещена втулка, которая вращается вместе с валом и может перемешаться относит& льно него в осевом направлении, и эластично связана с валом при помощи сильфона. Между неподвижным корпусом уплотнения и втулкой расположены уплотняющие элементы. Недостатками данного устройства являются наличие радиальных перемещений уплотняющих элементов и соответственно их цилиндрических и торцовых позерхностей, возникающих в результате вибр.аиии, боя или всплытия вала на мас ляном клине в подшипниках скольжения. а также недопп:тимость малейшей несоосиости (перекоса) между осями вала, корпуса и уплотняющих элйлентов, что прин водит к повышенному износу и нагр&ву соприкасающихся вращающихся и неподвижных поверхностей уплотнения, уменьшая ресурс его работы. Увеличение же зазоров ведет к ухудшению рабочик характеристик уплотнения, т.е. к уменьшению уплотняемого давления, увеличению расхода уплотняющей жидкости, увеличению габаритов уплотнения. Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик уплотненкя путем стабилизации зазоров между вращающимися и неподвижными поверхност$1ми уплотняющих элементов, уплотнения и устранения влияния вибрации, боя илц всплытия вала на масляном клине в подшипниках ркольжения на зазоры между вращающимися и неподвижными поверхностями уплотнякших элементов, а также упрощение сборки. riocTajjnenHaH цель достигается тем, что в изв.естном устройстве дпя уплотне ния вращающегося вала, содержащем неподвижный корпус и втулку, посаженную на вал с возможностью осевого пераиэшения относительно вала и герметичную эласттганую связь с валом, например при помощи силы)она, а также уплотняющие элементы, располо женные между корпусом и вращающейся втулкой , между вращающейся втулкой и корпусом размещены подшипники качения, наружная обойма которых закреплен в корпусе, а внутренняя - на внешней поверхности вращающейся втулки, причем между. внутренней поверхностью втулк и уплотняющиь валом образован зазор д компенсации их несоосности. На фиг. 1 представлено устройство д многопоточного уплотнения отвода охлаж дающего агента из ротора криогенного турбогенератора с индиввдуальной опорой общий вид; HQ фиг. 2 - то же, с располо жением уплотняющих элементов между подшипниками и закреппснием на статоре вариант;на фиг. 3 - устройсгео, закрепленное на статоре, консольный вариант. Устройство для уплотнения вращающе гося вала содержит неподвижный корпус 1 с опорой 2, вращаюпипося втулку 3, устаковленнуюю в корпусе 1 посредсгвом подшипников 4 качения таким образом, что наружная обойма подшипника закреплена в Kopnjce 1, а внутрен шя обойма посажена на втулку 3. Между корпусом 1 и втулкой 3 расположены уплотняющие элементы 5 и 6, Втулка 3 соединена с валом 7 герметично к эластично, например сильфэном 8. Между втулкой 3 и валом 7 имеется за зор 9 не менее 0,3 мм (указанная веП1гчина зазора позволяет компенсировать влияние несоосности при сборке между осями уплотн$пощего вала) и удержи-вающей втулку 3 от проворота относительно вала 7 шти})т 10. В зазоре 9 в многопоточном варианте устройства (фиг. 1) расположены эластичные уплотпяюшие кольца 11. Устройство работает следующим образом. При вращении уплотняетлого вала 7 имеет место его бой и вибрациииэ-эа неуравновешенности вращающихся детале и допусков изготовления и сборки, а также всплытия вала 7 на масляном KTjffHe в подш1тниках сколожения. Втулка вращается вместе с валом 7 за счет их соединения штифтом 1О. Радиальный зазор 9 между валом 7 к втулкой 3 не допускает их соприкосновения при радиальных перемещениях вращающегося вала 7 и несоосности вала 7 и втулки 3, допущенной при сборке. Перетечка уплотняемой среды через зазор 9 удерживается герметичн1э1м эластичным соединением вала 7 и втулки 3, например с помощью сильфона 8, Аксиальные и радиальные перемещения воспринимаются сшты{)оном 8 и не передаются на втулку 3 . Втулка 3 центрируется в корпусе 1 подшипниками 4 качения, которые обеспечивают постоянство их взаимного расположения, а следовательно, и стабилизацию зазоров между цилиндрическими и тЪрцовыми поверхностями уплотняющих элементов 5 и 6, установленвых между вращающейся втулкой 3 и неподвижным корпусом 1. Уплотняющие элементы 5 и 6 герметизуют или уменьшают протечки из уплотняемого объема. В варианте многопоточного исполнения {фиг. 1) эластичные уплотняющие кольца 11 препятствуют перемешиванию потоков уплотняемой среды по зазору 9. Использование предлагаемого устройства в уплотнениях вращающихся валов позволяет повысить эксплуатационные характеристики уплотнений различных конструкций (щелевых, лабиринтных, винтовых, лабиринтновихревых, торцовых и др.), снизить аибрации элементов уплотнани51, снизить расход уплотняющей жидкости,повысить упгютняющ.ее давление, а следовательно, уменьшить осевые габариты, упростить сборку уплотнения путем увеличения допусков на несоосность между осями уплотняемого вала и корпуса устройства. Ресурс безотказной рабо ты устройства определяется ресурсом работы подшипников качения, которые работают в режиме малой нагрузки, что обеспечивает долговечность и надежность устройства в Целом. Предлагаемое устройство позволяет также в щелевых, винтовых, лабиринтновихревых уплотнениях изготовлять корпус 1 совместно с неподвижными уплотняю- ющими элементами 5, в вращающуюся втулку 3 совместно в с вращаюшимися уплотняющими элементами 6, что ведет к уменьшению количества деталей в уплотнении (фиг. 2 и 3). Кроме того, устройство представляет собой блок (фиг. 1-3), имеющий свой корпус 1, под5Sпипники 4, уплотняющие элементы 5 и «. и свой вап в виде втулки 3, что пооиоляет независимо от уплотняемого объек та производить сборку устройства, подгон ку, притирку его узлов до установки на валу уплотняемого объекта, а также быст рую замену его запасным устройствам. Формула изобретения Устройство для уплотнения вращающихся валов, содержащее неподвижный корпус и втулку, размещенную на валу с возможностью осевого перемещения и имеющую герметичную эластичную связь. с валом, например при помощи сильфона. 5 1 5:6 к -,

Фиг.1 9 а также уплотняющие элементы, раснопо женные между корпусом и вращающ:;йся втулкой, ;отличающе еся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик, i между вращающейся втулкой и корпусом размещены поди1ипники качения, наружная обойма которых закреп лена в корпусе, а внутренняя - на внешней поверхности вращающейся втулки, причем между внутренней поверхностью последней и уплотняемым валом образован зазор для компенсации кх несоосчости Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3 039778, кл. 277-3, опублик. 1964 .