Динамическое уплотнение Советский патент 1982 года по МПК F16J15/447 

1

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к динамическим уплотнениям винтового, лабиринтно-винтового, центробежного, вихревого и других типов.

Известно лабиринтно-винтовое динамическое уплотнение, состоящее из вала, вращающегося с зазором внутри неподвижной гильзы, на внутренней поверхности гильзы и наружной поверхности вала выполнены многозаходные нарезки разного направления 1.

Недостатками известного уплотнения является то, что его напор, а следовательно, и удерживаемое давление сравнительно невелики, поскольку оно работает на уплотняемой жидкости.

Известно также динамическое уплотнение лабиринтно-винтового типа, в котором нд одном валу установлены рабочий орган и затворный элемент, разъединенные расположенной между ними полостью 2.

Повышение удерживаемого давления в этом устройстве возможно практически только за счет увеличения габаритов уплотнения или скорости вращения вала, что не всегда бывает возможно.

Целью изобретения является повышение удерживаемого уплотнением давления при тех же габаритах, или, что то же, уменьшение габаритов при той же величине удерживаемого давления.

5Поставленная цель достигается за счет

того, что затворный элемент расположен со стороны уплотняемой полости, рабочий зазор уплотнения и полость между рабочим органом.и затворным элементом заполнены

Q рабочей средой с высоким удельным весом, уплотнение снабжено улавливающим рабочую среду при остановке вала устройством, которое гидравлически связано с полостью между рабочим органом и затворным элементом и/или с рабочим зазором уплот15 нения.

Улавливающее рабочую среду устройство может быть выполнено в виде двухкамерной полости с разделительным элементом, при этом одна из камер связана с полостью между рабочим органом и затворным элементом и/или с рабочим зазором уплотнения, а другая камера связана с уплотняемой полостью.

Улавливающее рабочую среду устройство может быть выполнено в виде дифференциального гидроцилиндра, а разделительный элемент в виде дифференциального поршня, который может быть нодпружинен. Для обеспечения тонкой регулировки момента подачи рабочей среды в рабочий зазор уплотнения межпоршневая полость дифференциального цилиндра может быть связана с источником регулируюшего давления, Для повышения надежности улавливания рабочей среды при остановке вала, особенно в уплотнениях винтового и лабиринтно-винтового типов при горизонтальном расположении вала, рабочий орган и затворный элемент могут быть выполнены коническими с увеличением диаметра в сторону полости между ними. На чертеже приведено динамическое уплотнение, выполненное применительно к лабиринтно-винтовому уплотнению с горизонтальным расположением вала, вариант На валу 1 и в корпусной детали 2 вьшолпены многозаходные нарезки разного направления, образующие лабиринтно-винтовое уплотнение с рабочим органом 3, которое вместе со стояночным уплотнением 4 герметизирует .зазор между валом и корпусом. В рабочем зазоре 5, а также в полости б между рабочим органом 3 и затворным элементом 7 находится рабочая среда, представляюшая собой жидкость с высоким удельным весом. Затворный элемент 7, выполненный также в виде лабиринтно-винтового импеллера, предотвращает попадание рабочей среды в уплотняемую полость 8 и перемешивание ее с уплотняемой средой. Дополнительно для той же цели установлено уплотнительное кольцо 9. Полость 6 гидравлически связана с рабочей полостью 10 улавливающего рабочую среду устройства, которое в данном варианте выполнено в виде дифференциального гидроцилиндра 1,1. Управляющая камера 12 дифференциального гидроцилиндра 11 связана каналом 13 с уплотняемой полостью 8. В канале 13 может быть установлен регул фуемый клапан (на чертеже не показан) для регулировки момента начала подачи рабочей среды в уплотнение. Для повышения надежности и быстродействия устройства дифференциальный поршень 14 подпружинен элементом 15, а межпорщневая полость 16 соединена при помощи канала 17 с атмосферой, дренажом или источником (на чертеже не показан) управляющего давления. Для восполнения расходуемой рабочей среды имеется канал 18, связывающий полость 10 с источником подпитки. Уплотнение работает следующим образом При вращении вала 1 в уплотняемой полости 8 имеется рабочее давление, передаваемое через канал 13 в полость 12. При этом поршень 14 гидроцилиндра 11 находится в крайнем верхнем положении, пружина 15 сжата, рабочая среда выдавлена в зазор Бив полость 6. Поршень 14 поддерживается в верхнем положении за счет того, что усилие, действующее со стороны управляющей полости 12 на нижнюю часть поршня, больше усилия, действующего на верхнюю часть поршня со стороны полости 10. Это достигается за счет подбора пружины 15 такой, чтобы ее усилие было меньше, чем разница усилий, воздействующих на нижнюю и верхнюю поверхности дифференциального порщня 14. При остановке вала 1 давление в уплотняемой полости 8 и в полости 6 падает, пружина 15 принудительно перемещает поршень 14 в крайнее нижнее положение, благодаря чему происходит засасывание рабочей среды в полость 10, где она находится до следующего запуска вала 1. Для обеспечения более тонкой регулировки момента начала подачи рабочей среды в рабочий зазор 5 может использоваться любое известное регулирующее устройство, связанное через канал 17 с полостью 16. Подпитка или дренаж рабочей среды осуществляется по каналу 18. Регулировка и управление режимами работы каналов 17 и 18 могут осуществляться установленными в случае необходимости в них соответствующими клапанами (на чертеже не показаны). Такое исполнение динамического уплотнения позволяет повысить удерживаемое им давление при тех же габаритах и скоростях вращения вала и преаотврагнть потери и повыщенный расход рабочей среды. Устройство может быть применено и в других уплотнениях импеллерного типа, например в центробежных, вихревых, винтовых и подобных им, а также в уплотнениях с вертикально или наклонно расположенным валом, которое в ряде случаев предпочтительно для применения изобретения. Формула изобретения 1.Динамическое уплотнение, например импеллерного типа, в котором на одном валу установлены рабочий орган и затворный элемент, разъединенные расположенной между ними полостью, отличающееся тем, что, с целью повышения удерживаемого уплотнением давления, затворный элемент расположен со стороны уплотняемой полости, рабочий зазор уплотнения и полость между рабочим органом и затворным элементом заполнены рабочей средой с высоким удельным весом, уплотнение снабжено улавливающим рабочую среду при остановке вала устройством, которое гидравлически связано с полостью между рабочим органом и затворным элементом и/или с рабочим зазором уплотнения. 2.Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что улавливающее рабочую среду устройство выполнено в виде двухка.мерной полости с разделительным элементом, при