Уплотнительный узел для вала Советский патент 1983 года по МПК F16J15/16 

(54) УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ ВАЛА

1

Изобретение относится к упдотнительной технике и может быть использовано для уплотнения вращающихся валов турбомашин и, например, применено в центробежных компрессорах высокого давления.

Известны уплотнительные узлы для вала с плавающей втулкой, предназначенные для герметизации различных мащин при малых расходах уплотняющей среды. Узел состоит из корпуса и втулки, установленной на валу с рабочим зазором и прижимающейся под действием перепада давления своим буртиком к корпусу. При вращении вала образующаяся подъемная сила вынуждает втулку отслеживать (повторять) движение вала. Втулка сколузит своим буртиком по корпусу уплотнения 1 .

Недостатками конструкции является трение втулки по корпусу, что вызывает нагрев и протечки уплотнительной среды. Вследствие разности площадей торцовых поверхностей втулки возникает значительная осевая сила.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является уплотнительный узел для вала турбомащины высокого давления, содержащий установленную

В корпусе с зазором по валу и зафиксированную от поворота втулку, соединенную с корпусом упругим элементом 2.

Недостатком известного изобретения является то, что упругий элемент - сильфон закреплен так, что возникает значительная осевая нагрузка на торец уплотнения.

Целью изобретения является повышение герметичности путем исключения трения и протечек между втулкой и корпусом и разгрузки от осевых сил.

Указанная цель достигается тем, что упругий элемент выполнен в виде кольцевой пружинящей ленты, герметично прикрепленной к кромкам внутренних торцовых поверхностей втулки и корпуса.

Кроме того, в корпусе или во втулке установлен регулятор подпружинивания.

С целью повышения герметичности путем увеличения срабатываемого в узле перепада давления, на валу установлен козырек, охватывающий втулку по наружной поверхности с зазором, аналогичным зазору между втулкой и валом.

На фиг. 1 изображено уплотнительный узел, сечение; на фиг. 2,- пример выполнения уплотнительного узла с регулятором изменения жесткости пружинящей ленты; на фиг. 3 - уплотнительный узел с установленным на валу козырьком. Уплотнительный узел содержит втулку 1, которая соединяется с корпусом уплотнительного узла 2 кольцевой пружинящей ленты 3 (фиг. 1). Втулка 1 устанавливается на валу 4 с рабочим зазором Si. Представленная на фиг. 2 кольцевая пружинящая лента 3 входит в радиальную канавку корпуса 2 уплотнительного узла, где уплотняется резиновым кольцом 5. В корпусе 2 уплотнительного узла перемещается по резьбе гайка 6, поддерживая пружинящую ленту опорой (выступом) 7. Установленный на валу 4 козырек 8 охватывает верхнюю поверхность втулки 1 с зазором Зг, аналогичным зазору Si между втулкой и валом (фиг. 3). Уплотнительный узел работает следующим образом. При вращении вала 4 (фиг. 1) вследствие возникающих гидродинамических сил втулка 1 начинает отслеживать его движение, преодолевая пружинящее действие ленты 3. При возникновении осевой силы от неравенства площадей поверхностей А и Б втулка перемещается на некоторую величину в осевом направлении, преодолевая пружинящее действие ленты. Для изменения пружинящего действия ленть (фиг. 2) необходимо изменить положение опоры (выступа) 7, вращая гайку 6 в корпусе 2. При установленном на валу 4 (фиг. 3) козырьке 8 уплотняюп 1ая среда из полости В высокого давления протекает через рабочий зазор Si в полость Г, а затем через рабочий зазор Sz в полость низкого давления Д. Предлагаемое техническое рещение наиболее эффективно может быть использоваНО в центробежных компрессорах высокого давления. Формула изобретения . Уплотнительный узел для вала турбомащины высокого давления, содержащий установленную в корпусе с зазором по валу и зафиксированную от проворота втулку, соединенную с корпусом упругим элементом, отличающийся тем, что, с целью повыщения герметичности путем исключения трения и проточек между втулкой и корпусом и разгрузки от осевых сил, упругий элемент выполнен в виде кольцевой пружинящей ленты, герметично прикрепленной к кромкам внутренних торцовых поверхностей втулки и корпуса. 2.Узел по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения герметичности путем изменения жесткости ленты, в его корпусе установлен регулятор подпружинивания. 3.Узел по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения герметичности путем изменения жесткости ленты, во втулке установлен регулятор подпружинивания. 4.Узел по пп. 1-3, отличающийся тем, что, с целью повыщения герметичности путе.м увеличения срабатываемого в нем перепада давления, на валу установлен козырек, охватывающий втулку по наружной поверхности с зазором, аналогичным зазору между втулкой и валом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Марцинковский В. А. Бесконтактные уплотнения роторных мащин. М., «Машиностроение, 1980, с. 86. 2.Патент Англии № 1386602, кл. F 2 В, 1975.

.

/

.

фиг. г