Сотовое уплотнение вращающегося вала Советский патент 1982 года по МПК F16J15/447 

(5А) СОТОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА

i

Изобретение относится к уплотнительной технике.

Известны лабиринтные уплотнения роторов, состоящие из обоймы, охватывающей вал с зачеканенными в нее уплотнительными гребешками или иэготорленные заодно с ней 1.

Такие гребешки лабиринтного уплотнения при работе компрессора под,действием перетока рабочей среды теряют устойчивость, деформируются и изнашиваются, что приводит к увеличению зазоров. Кроме того, лабиринтные уплотнения оказывают дестабилизирующее воздействие на ротор. Перечисленные недостатки лабиринтных уплотнений устраняют сотовые уплотнения вращающихся валов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является сотовое уплотнение вращающегося вала, содержащее цельную обойму с сотовым заполнителем, образующим ячеистую

структуру, охватывающим ротор с кольцевым уплотнительным зазором. Такие уплотнения обладают высокой уплотни тельной способностью, они могут работать с очень малыми зазорами и не опасны с точки зрения касания с ротором, так как сотовый заполнитель при этом может сминаться и ротор не разрушается. Экспериментально доказаны высокие демпфирую1цие свойства сотовых уплотнений 21.

Недостатком данной конструкции является ее ограниченное применение. В случае, если рабочие колеса посажены на ротор по неразъемным соединениям или они изготовлены заодно с валом, например, методом электроэрозии, уплотнить ротор в межколесном пространстве неразъемными сотовыми уплотнениями иг возможно. При эксплуатации заменить или произвести ремонт неразъемного сотового уплотнения можно только при демонтированном роторе и опорах. Целью изобретения является расширение области применения сотового уплотнения. Поставленная цель достигается тем что обойма выполнена разъемной, при атом каждая из частей снабжена лабиринтными вставками, установленными в зоне разъема, герметично закреплен ными с ней и сотовым заполнителем. При этом размеры ячеек по ходу по тока уплотнительной среды выполнены различными. Выполнение обоймы разъемной, из двух или нескольких частей позволяет уплотнять участки ротора в межколесном пространстве, если ротор выполнен с несъемными колесами, что расширяет область применения сотового уплотнения. Размещение ячеек по ходу потока уплотнительной среды разных размеров обеспечивает анизотропи гидродинамических характеристик слоя рабочей среды в уплотнительном зазоре, и следовательно, повышает демпфи рующую способность узла. На фиг.1 изображено сотовое уплот нение вращающегося вала, продольный разрез; на фиг.2 - одна из частей обоймы. Сотовое уплотнение вращающегося вала содержит обойму 1, наполненную сотовым заполнителем 2, образующим ячеистую структуру и охватывающим вал 3 с кольцевым yплotнитeльным зазором 4. Обойма 1 состоит из двух ил нескольких частей 5, при этом каждая из частей снабжена лабиринтными вставками 6, установленными в зоне разъема, герметично закрепленными с ней сотовым заполнителем 2. Сотовое уплотнение вращающегося вала работает следующим образом. Рабочая среда, поступающая из зоны высокого давления в кольцевой зазор 4, дросселируется на сотовом заполнителе 2 и лабиринтных вставках 6 выходит в линию низкого давления. Уплотнительный эффект одинаково обеспечивается на участках с сотовым заполнителем 2 и лабиринтных вставок 6. Таким образом, сотовое уплотнение вращающегося вала позволяет расширить область применения, а также существенно снизить потери рабочего времени при ремонтных работах и повысить надежность турбоагрегатов. Малые уплотнительные зазоры обеспечивают снижение протечек и повышают КПД турбоагрегата. Предлагаемая конструкция существенно облегчает процесс изготовления, позволяя его механизировать; кроме того замену или ремонт можно производить без демонтажа ротора. Создается возможность частичной замены только поврежденных частей уплотнения; обеспечивается анизотропия жесткостных характеристик слоя рабочей среды в уплотнительном зазоре, и следовательно, повышается виброустойчивость; появляется принципиальная возможность уплотнять участки ротора в межколесном пространстве, если ротор выполнен с несъемными колесами. Формула изобретения 1.Сотовое уплотнение вращающегося вала, содержащее обойму, наполненную сотовым заполнителем, образующим ячеистую структуру и охватывающим вал с кольцевым уплотнительным зазором, отличающее ся тем, что, с целью расширения области применения , обойма выполнена разъемной, при этом каждая из частей обоймы снабжена лабиринтными вставками, установленными в зоне разъема, метично закрепленными с ней и вым заполнителем. 2.Уплотнение по п. отличающееся тем, что, с целью повышения демпфирующей способности уплотнения, размеры ячеек по ходу потока уплотнительной среды выполнены различными. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Орлов П.И. Основы конструирования. Кн. 3, М., Машиностроение, 1977, с.113-117. 2.Патент США № 38б70б1, кл. tis-17, 1975 (прототип).

NN

Щ

(f