Уплотнение вращающегося вала Советский патент 1981 года по МПК F16J15/44 

Иао1бретение относится к уппстнитепь- ной технике, в частности к уплотнениям врашаюшихся вапов. Преимушественно изобретение может 1ть использовано в уплотнениях подшипников скольжения, работающих на жидкой смазке. Известно кольцевое плавающее уплотнение вала, состоящее из нескольких колец, каждое из которых образовано тре мя сегментами, стянутыми кольцевыми спиральными пружинами по наружному диаметру.- В уплотнениях такого типа уменьшение внутреннего диаметра кольца во время ремонтов осуществляется путем см.ещения сегментов к центру кольца за счет снятия тонкого слоя материала на торцах сегментов 1}. Однако уплотнения этого типа, удобны в ремонте, имеют следующие недостатки: отсутсгвие гарантщ}овавной цлогности стыков с&плвнтов:спо №юстъ ремонта, вызвеВ ная необходимостью взаимной подгонки торцов всех трех сегментов одновременно при их взаимной подвижности. Известны также плавающие уплотнения, у которых между валом и уплотнительным кольцом установлены пластинчатые пружины, направленные по касателыюй к валу в сторону его вращения. Гидродинамические условия, возникающие между пружина ми и валом в вязкой уплотняемой среде, обеспечивают центр жку уплотнения относительно ваяа С23Недостатком такой конструкции является сложность крепления ппастинчатых пружин к внутренней поверхности кольца. Этот недостаток обусловлен тем, что в описанной конструкции,нет других базовых поверхностей для крепления этих пружин. Известно также уплотнение корпуса подшипника содержащее с винтош 1ми канавками, в которых заподлицо с Ы1утренней расточкой обоймы установлены поперечные перегородки, высота которых изменяется по длине канавки fЗ. Недостатком известного устройства является наличие зазора : между поперечными перегородками в винтовых канавках и вапом, что снижает эффективность воз- цействия канавок на уплотняемую среду. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является уплотнение корпуса подшипника скопьжения, которое имеет корпус, выполненный из полуколец, образующих в сборе жесткое кольцо, уста новденное на вращающемся вапу с минимальным зазором и закрепленное на корпу се подшипника. На внутренней поверхности уплотнения, смежной с вращающимся вапом, имеются кольцевые выступы, чередующиеся с коль цевыми канавками и разделенные на секции кольцевой камерой С. К недостаткам устройства относятся сложность ремонта, включающего наппавку (или замену) уплотнительньгх выступов и их последующую механическую обработку, а также недостаточная эффективность уплотнеяия. Первый из указанных недостатков обусловлен невозможностью уменьшения внутреннего диаметра уппотнения по по разъему без наплавки (замены) вые тупов вследствие жесткости поиуколец, из которых собрано уплотнение. Второй из отмеченных выше недостатков в значитель ной мере обусловлен образованием аэро- золей уплотняемой среды в зоне., уплотнения под действием закрутки газа, увлекаемого вращающимся валом. Цепь изобретения - повыщение ремонтопригодности уплотнения и его герметичности. Указанная цель достигается тем, что в уплотнении вращающегося вала, содержа щем корпус, на внутренний поверхности которого, смежной с вращающимся валом, выполнены кольцевые уппотнитепьные выступы, канавки и камеры, корпус выполнен по меньщей мере из четырех или боль шего четного количества сегментов, жест ко соединенных друг с другом, а межау стыками сегментов установлены регулиро вочные прокладки для изменения диаметра внутренней поверхности уплотнения, при этом регулировочные прокладки выпол нены с размерами поверхности, превыщаю щими соответствующие поверхности торцов смежных сегментов,, перекры вая канавки и камеры уплотнения в плоскостях разъема. В предгюгаемом варианте уплотнения регулировочные прокладки выполнены с аэродинамическими элементами для воздействия на уплотняемую среду. В другой возможной форме уплотнения кромки регулировочных прокладок со стороны вала выполнены из антифрикционного материала. На чертеже 1 изображено уплотнение, общий вид; на фиг. 2 - то же поперечный разрез; на фиг. 3 - плоская регулировочная прокладка; на фиг. 4 - регулировочная прок падка с аэродинамическими элементами; на фиг. 5 - регулировочная прокладка с аэродинамическими элементами и кромкой из антифрикционного материала. Уплотнение вращающегося вала, установленное на валу 1 с зазором 2, состоит из четырех сегментов 3, образующих в сборе жесткое кольцо. Между торцами сочленяемых сегментов установлены плоские регулировочные прокладки 4. Болты 5 фиксируют взаимное положение сегментов 3 и регулировочный прокладок 4. Четное количество сегментов позволяет разобрать уплотнение на две половины, что упрощает его монтаж и демонтаж на валу. Наличие по крайней мере двух плоскостей разъема позволяет уменьщить внутренний диаметр уплотнения в любой диаметральной плоскости без наплавки (замены) уплотнительных выступов 6 и их по следующей механической обработки, так как уменьшение тошцины регулировочных прокладок 4 с обеих сторон сегмента позволяет сместить все точки сегмента к центру уппотнения, т.е. уменьшить его внутренний диаметр. В известном уплотнении, такое уменьщекие внутреннего диаметра уплотнения в пноскости разъема полуколец принципиально невозможно из-за жесткости этих полуколец. Увеличение количества пар сегментов повышает точность подгонки внутреннего диаметра уплотнения, приближая его к форме окружности. Регулировочные прокладки 4 выполнены с размерами поверхности, превышающими соответствующие размеры поверхности торцов сегментов 3, между которыми они установлены. Имея те же внещние габариты, что и торцы сегментов 3, прокладки 4 не содержат со стороны вала вырезов, повторяющих конфигурацию уплот- нитепьных выступов 6, канавок 7, камеры 8. Вслецствие этого части прокладок 4, выхоаящие за пределы торцов сегментов 3, перекрьтают канавки 7-и камеру 8,образуя в них аксиальные перегородки 9.В необхопимых случаях (например, для 5 бё отвода зааержаннбй в уплотнении жнокости через горизонтальные перегородки) в перегородках выполнены дренажные отверстия 1О. В прокладках выполнены отверстия 11, через которые проходят болты 5. В предлагаемом варианте прокладки 4 выполнены с аэродинамическими элементами 12 для более эффективного воздействия на уплотняемую среду В. другой возможной форме уплотнения кромки регулировочных прокладок 13 со стороны вала выполнены из антифрикционного материл па (например, из АСП-пластика типа АМАН). При этом непрерывный линейный контакт прокладки с вапом предотвращает распространение масляной пленки вдоль вала при его вращении. Использование изобретения обеспечив ет упр«яцение ремонта за счет отказа от технологических зо ча сложных и трудоемких операиий и повьпиает эффективность уплотнения. Формула изобретения 1. Уплотнение вращающегося вала, содержащее корпус, на внутренней поверх1НОСТИ которого, смежной с вращающимся валом, выполнены кольцевые уплотнитель- ные выступы, канавки и камеры, о т л ичающееся тем, что, с целью повьшения ремонтопригодности уплотнения и герметичности за счет предотвращения йб6 образования аэрозолей уппотняемой жид- кости в зоне уплотнения, корпус уппотнения выполнен, по меньшей мере, из двух пар сегментов, жестко соединенных один с другим, а между стыками сегментов установлены регулировочные прокладки для изменения диаметра внутренней поверх ности уплотнения, при этом регулировочные прокладки выполнены с размерами поверхности, превышающими соответствующие размеры поверхности торцов, смежных с этими сегментами, перекрывая канавки и камеры уплотнения в плоскостях разъема. 2. Уплотнение по п. 1, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что регулировочные прокладки выполнены с аэродинамическими элементами для воздействия на уплотняемую среду. 3. Уплотнение по пп. 1 и 2, о т л иющееся тем, что кромки регулировонных прокладок со стороны вала выполнены из антифрикционного материала. Источники информации, принятые во внимане при экспертизе 1.Патент США №3076659, кп, 277-192, опублик. 1963. 2.Авторское свидетельство СССР J 573650, кл. F 16 J 15/44, 1976. 3.Авторское свидетельство СССР № 4О0759, к л. F16 J 15/44, 1974. 4, Турбогенераторы. Расчет и конструкция. Под ред. Н. П. Иванова и Р. А. Лютера, Л., Энергия, 1967, с. 269 (прототип).

(риг. i

13