Уплотнение вала Советский патент 1982 года по МПК F16J15/28 

(54) УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА

I

Изобретение относится к уплотнительной технике и касается конструкций щелевых уп- лотнений высокоскоростных валов.

Известны уплотнения вала, состоящие из корпуса и плавающего кольца с радаальными пружинящими лопастями, фиксируемыми в корпусе зпорными штифтами 1 .

Недостатком данных уплотнений является низкая надежность работы из-за невозможности установки плавающего кольца с заданным зксцентриситетом.

Цель изобретения - повыщение надежности за счет улучщення центрирования кольца при монтаже и демпфирования колебаний при работе.

Для достижения цели демпфирующее устройство выполнено в виде, как минимум, двух подпружиненных поршней со сферической головкой, размещенных в радиальных глухих отверстиях со стороны наружной цилиндрической поверхности кольца, и контактирающих с торцовой сферической поверхностью регулировочных винтов, расположенных в корпусе уплотнения.

На фиг. 1 показано уплотнение, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез на фиг. 1.

Уплотнительное устройство содержит корпус 1, в котором установлено плавающее кольцо 2, в теле которого со стороны наружной цилиндрической поверхности выполнены радиальные глухие отверстия 3, в которых размещены упругодемпферные элементы, вклю10чающие гайку 4, порщень 5 и пружину 6, осуществляющие через регулированный винт 7 механическую связь кольца 2 с корпусом 1 )ттлотнения. Гайка 4 позволяет регулировать натяг пружины 6, облегчает сборку уп15лотнения и охватывает порщень 5 с малым диаметральным зазором 14. Кольцо 2 снабжено торцовым буртиком 8, контактирующим с корпусом 1 уплотнения через фторопластовые прокладки 9. Система индикации каса20ния кольца 2 о вал 10 состоит из соединительных проводов 11 электрической цепи, ос циллографа 12, источника питания 13.

Уплотнение работает следующим образом

Перед п ском машины при неподвижном роторе производится центрирование кольца относительно вала. Пружины 6 обеспечивают радиальное перемещение плавающего кольца и за счет их подркатия выставку кольца по валу с любьПЛ заданным эксцентриситетом. Наименыш-ie протечки 5плотияемой среды через плавающее кольцо достигаются при концентр1гчном положении кольца относительно вала, т.е. при нулевом относительном эксцентриситете. С этой целью на внещнем конце, регулирово шого винта 7 устанавливают ножку индикатора часового типа с ценой деления 1 и с его помощью контролируют установку плавающего кольца с нулевым эксцентриситетом. При рдонтаже в случае невозможности использовать индикатор часового тииа располовинивание диаметрального зазора выполняют с помощью щупа. Система индикации контролирует отсутствие или наличие контакта между кольцом и валом. При наличии контакта в паре трения электрическая цепь замыкается и в ней течет ток, который вызывает перемещение на экране осциллографа. Для исключения передачи электрического сигнала через регулировочный винт 7, последний изготавливается из диэлектрика, например текстош- та.

При вращении вала 10 кольцо 2 имеет возможность незначителы ого радиального перемещенил, определяемого жесткостью пружин 6 и, гидродинамическими силами смазочного слоя и обеспечивает запирание уплотняемой полости, например газовой, при помощи уплотн по;цей кидкостц, которая, омывая коль:u::: заполняет подпоршневую камеру поршня : pir появлении зсловий, приводящих к ::о /скчивой работе кольца, размах его коле:z-:.:. ;:,.:-:г : ается за счет рассеивания энергии :. i ;;,,:-гсягемпферном згстройстве, поскольку часть „tijyfiiH эагращтается на его возбуждение. Выталкивание и всасывание жидкости через микрозазоры плунжерных пар при смещении их поршней в процессе автоколебаний плавакил.егс кольца пр1геодят к их демпфирсьанию.

При аварийном проворачивашш кольца происходит разъединение сферических поверхностей поршней 5 и винтов 7. Плавающее кольцо за счет гидродинамических сил смазочного слоя всплывает и устанавливается относительно вала с некоторым эксцентриситетом, величина которого зависит от частоты вращения ротора, срабатываемого перепада геометрии уплотнения и других факторов. И в таком режиме уплотнение остается работоспособным, но имеет при этом ухудшенную демпфирующую характеристику и увеличенные протечки уплотняющей жидкости.

Таким образом, предлагаемое устройство лишено недостатков известного и обладает более простой и технологичной конструкцией; повышенной надежностью за счет использовани демпфирующего устройства; меньшими протечками уплотняюшей жидкости (или уплотняемой среды) за счет концентричного положения кольца относительно вала; исключает износ плавающего кольца и увеличивает перепад давления на кольцо и уплотнение в целом.

Формула изобретения

Уплотнение вала, состоящее из корпуса, плавающего уплотнительного кольца, системы индикащш касания кольца о вал и устройства для демпфирования колебаний, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности за счет улучщения центрирования кольца при монтаже и демпфирования колебаний при работе, демпфирующее устройство выполнено в виде, как .минимум, двух подпржиненных порщней со еферической головкой, размещенных в радиальных глухих отверстиях со стороны наружной цилиндрической поверхности кольца, и контактирующих с торцовой сферической поверхностью регулировочных винтов, расцоложенных в корпусе уплотнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 635334 кл.. F 16 J 15/28, 1978.