Уплотнение вращающегося вала Советский патент 1982 года по МПК F16J15/44 

(54) УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА

Изобретение относится к уплотнительной технике.

Известно уплотнение вращающегося вала, содержащее внутреннее и наружное плавающие кольца, установленные на валу, с уплотнительными зазорами в камере, запол; ненной затворной средой под давлением, служащей гидрозатвором. На внутренней цилиндрической поверхности наружного кольца выполнены клиновые скосы для повышения центрирующей силы и увеличения демпфируюш,ей способности .1 .

Недостатком данного уплотнения является невозможность автоматического регулирования зазора между клиновыми скосами наружного кольца и валом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является уплотнение вращающегося вала, содержащее корпус, внутреннее и наружное плавающие кольца, установленные на валу с уплотнительными зазорами и зафиксированные от окружного проворота 2.

Данная конструкция позволяет надежно работать узлу при малых разбросах частрт вращения ротора. В многорежимных компрессорах, где большая глубина регулирования частоты вращения ротора, самоустанавливающиеся колодки наружного кольца будут обладать или недостаточной несущей способностью и Демпфированием колебаний ротора, или работа их будет сопровождаться повыщенным тепловыделением, что вызовет увеличение утечки затворной среды, в результате чего понизится надежность работы уплотнения.

Цель изобретения - повышение надежности работы уплотнения путем температурного саморегулирования зазора между валом и гидростатическими самоустанавливающимися колодками.

Поставленная цель достигается тем, что в уплотнении вращающегося вала, содер15 жащем внутреннее и наружное плавающие кольца, установленные на валу с уплотнительными зазорами и зафиксированные от окружного проворота в камере, заполнен. ной затворной средой под давлением; причем наружное плавающее кольцо снабжено гидростатическими самоустанавливающимися колодками, стопоренными фиксаторами от окружного проворота, наружное кольцо снабжено бандажом, установленным относительно кольца с температуронезависимым

ценгрированием, в котором размещены гидростатические- самоустанавливающиеся колодки, при этом коэффициенты Лийейного расширения материалов бандажа, плавающего кольца и колодок различны.

Выполнение наружного кольца, снабженного бандажом из материала с коэффициентом линейного . расширрения, отличным от такового для материалов кольца и самоустанавливающихся колодок, позволяет автоматически регулировать зазор между налом и гидростатическими самоустэнавливающимися колодками. Варьируя коэффициентом линейного расширения материала бандажа достичь различной степени автоматической регулировки зазора. Таким образом, предлагаемая конструкция узла позволяет повысить надежность работы уплотнения.

На фиг. 1 изображено уплотнение вращающегося вала, продольный разрез, на фиг. 2 - сечение на фиг. 1 пО гидростатическим самоустанавливающимся колодкам.

Уплотнение вращающегося вала содержит корпус 1, внутреннее 2 и наружное 3 плавающие уплотнительные кольца, установленные на валу 4 с уплотнительными зазорами 5, и зафиксированные от окружного проворота штифтом 6. Для подвода затворной предусмотрена камера 7. Наружное кольцо 3 снабжено гидростатическими самоустанавливающимися колодками 8, стопоренные фиксаторами 9 от окружного . проворота. Колодки 8 установлены относительно вала 4 с зазором 10. Наружное кольцо 3 снабжено бандажом 11, установленным отнрсительно кольца с температуронезависимым центрированием. Эластичное кольцо 12 предназначено для предварительного поджатия плавающих колец 2 и 3 к торцовым поверхностям.

Уплотнение вращающегося вала работает следующим образом.

При вращении вала 4 и подаче затворной средь в камеру 7 под давлением, превышающим давление уплотняемого газа, затворная среда, дросселируясь в уплотнительных зазорах 5, препятствует прорыву компримируемого газа. При переходе мащины на другой режим, например вращение вала 4 с более высокой частотой, повышается тепловыделение в зазоре 10. При этом прогревается наружное кольцо 3 с бандажом 11, и последний, изготовленный из материала с повыщенным коэффициентом линейного расширения, увеличивается, в диаметре. С увеличением внутреннего диаметра бандажа 11 колодки 8 проседают, увеличивая тем самым зазор 10. Следовательно, величина зазора 10 будет автоматически определяться температурным состоянием бандажа 11.

Таким образом, выполнение наружного кольца, снабженного бандажом из материала с коэффициентом линейного расширения, отличным от такового для материалов кольца и самоустанавливающихся колодок, позволяет автоматически регулировать зазор между валом и колодками. Саморегулировка указанного зазора обеспечивает оптимальный тепловой режим уплотнения, что повышает экономичность и надежность работы узла.

Формула изобретения

Уплотнение вращающегося вала, содержащее корпус, внутреннее и наружное плавающие кольца, установленные на валу, с уплотнительными зазорами и зафиксированные от окружного проворота в камере, заполненной затворной средой под давлением, причем наружное плавающее кольцо снабжено гидростатическими самоустанавливающимися колодками с фиксаторами от Их окружного проворота, .отличающееся тем, что, с целью повышения надежностьработы уплотнения путем температурного саморегу лирования зазора между валом и гидростатическими самоустанавливающимися колодками, наружное кольцо снабжено бандажом, установленным относительно кольца с температуронезависимым центрированием, в котором размещены гидростатические самоустанавливающиеся колодки, при этом коэффициенты линейного расширения материалов бандажа, плавающего кольца и колодок различны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент США № 3912342, кл. 308-363, опублик. 1975 (прототип).