Уплотнительный узел

 

Изобретение м. б. использовано в центробежных турбомашинах и насосах Цель изобретения - повышение надежности путем автоматической разгрузки осевой силы, действующей на ротор. В корпусе 1 установлен ротор 2 с последовательно расположенными по ходу потока первым и вторым дисками 3, 4 и уплотнительными кольцами 5, 6. На корпусе 1 закреплены подпружиненные пружинами 7, 8 аксиально подвижные кольца 9, 10, образующие с уплотнительными кольцами 5, 6 последовательно сообщенные торцовые щели 11. 12. Кольца 9, 10 снабжены ограничителями аксиального перемещения 13, 14. Уравновешивающая ротор сила Fp создается в разгрузочной камере 15. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСГВУ 4

О (о О (21) 4784104/29 (22) 18.01.90 (46) 23.01.92. Бюл. ¹ 3 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт компрессорного машиностроения Сумского научно-производственного объединения им. М.В. Фрунзе (72) Б.я. Ганелин, С.А. Павлюк и А.В. Дейнека (53) 621.671 (С88,8) (56) Лок К.P.В. и Фон С.Дж. Сухие механические уплотнения для газовых компрессоров и аналогичного оборудования. Доклад на выставке "Pipetech Asia 85 Джакарта . Индонезия, 1985. (54) УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ

Изобретение относится к турбокомпрессорной и насосной технике и может быть использовано для уплотнения и компенсации осевых сил высокоскоростных валов, например валов центробежных турбомашин или насосов.

Цель изобретения — повышение надежности путем автоматической разгрузки осевой силы, действующей на ротор.

Для этого в уплотнительном узле, содержащем корпус с установленным в нем ротором, включающем последовательно расположенные по ходу потока первый и второй диски с уплотнительными кольцами, закрепленные на корпусе подпружиненные аксиально-подвижные кольца, образующие с уплотнительными кольцами последовательно сообщенные торцовые щели, соглас,, Я2„, 1707260 Al

rsIis F 04 0 29/04, F 16 J 15/34 (57) Изобретение м. б. использовано в центробежных турбомашинах и насосах. Цель изобретения — повышение надежности путем автоматической разгрузки осевой силы, действующей на ротор. В корпусе 1 установлен ротор 2 с последовательно расположенными по ходу потока первым и вторым дисками 3, 4 и уплотнительными кольцами

5, 6. На корпусе 1 закреплены подпружиненные пружинами 7, 8 аксиально-подвижные кольца 9, 10, образующие с jïлотkèòåëьными кольцами 5, 6 последовательно сообщенные торцовые щели 11, 12. Кольца 9, 10 снабжены ограничителями аксиального перемещения 13, 14. Уравновешивающая ротор сила ЕР создается s разгрузочной камере 15. 1 ил. но иэооретению аксиально-подвижные кольца обращены рабочими поверхностями в разные стороны и снабжены ограничителями аксиального перемещения по направлению к соответствующему уплотнительному кольцу, при этом уплотнительное кольцо второго диска расположена на его периферии на радиусе, превышающем радиус расположения уплотнительного кольца первого диска, а торцовой поверхностью центральной части второго диска и корпусом образована разгрузочная камера.

На чертеже изображен уплотнительный узел, продольный разрез.

Узел содержит корпус 1 с установленным в нем ротором 2, включающим последовательно расположенные по ходу потока первый 3 и второй 4 диски с уплотнительны1707260

10 ми кольцами 5 и 6, закрепленные на корпусе

1 подпружиненные пружинами 7 и 8 аксиально-подвижные кольца 9 и 10, образующие с уплотнительными кольцами 5 и 6 последовательно сообщенные торцовые щели 11 и 12. Аксиально-подвижные кольца

9 и 10 обращены рабочими поверхностями в разные стороны и снабжены ограничителями аксиального перемещения 13 и 14 по направлению к соответствующему уплотнительному кольцу. Уплотнительное кольцо 5 второго диска 4 расположено на его периферии на радиусе, превышающем радиус расположения уплотнительного кольца 4 первого диска 3, а торцовой поверхностью центральной части второго диска 4 и корпусом 1 образована разгрузочная камера 15.

Аксиально-подвижные кольца 9 и 10 уплотнены эластичными кольцами 16 и 17. В корпусе имеются кольцевые упорные вставки

18 из антифрикционного материала.

Уплотнительный узел работает следующим образом.

На расчетном режиме обе уплотнительные пары работают с одинаковым расходом

61 = 6 . Через торцовый зазор в разгрузочной камере 15 сохраняется определенное давление Рлр. которое определяет разгрузочную силу Fp, действующую на разгрузочный диск 4. В этом случае разгрузочная сила

Fp равна осевому усилию ротора Fe. В случае увеличения осевой силы F происходит осевое смещение ротора 2 в сторону уменьшения зазора д. Объем разгрузочной камеры уменьшается, увеличиваются промежуточное давление Рлр и разгрузочная сила Fp. Если Указанного эффекта недостатОчнО для уравновешивания сил Fp и Fp, то происходит дальнейшее уменьшение зазора 8>. При этом происходит уменьшение зазора д2 между буртиком аксиально-подвижного кольца 10 и ограничителем 14 до нуля, после чего происходит увеличение зазора дз в паре трения первого уплотнения, повышение расхода и увеличение давления Рлр до восстановления равенства сил

Fp u Fs. При этом конструкция узла должна обеспечивать неравенство д2 < дъ В случае уменьшения осевой силы F> происходит осевое смещение вала в сторону умень15

50 шения зазора 64. Объем разгрузочной камеры 15 увеличивается, уменьшаются Р,р и Рр, Если указанного эффекта недостаточно для уравновешивания сил Fp и F<, то происходит дальнейшее уменьшение зазора д4. При этом зазор A между буртиком аксиальноподвижного кольца и ограничителем 14 уменьшается до нуля, происходит увеличение зазора дб в паре трения вторичного уплотнения, расход Gz увеличивается, давление Рпр уменьшается до восстановления равенства сил Fp u F . При этом конструкция узла должна обеспечивать неравенство д4 > А. Антифрикционные вкладыши

18 служат для обеспечения осевой разгрузки ротора в случае выхода из строя одного из уплотнений на аварийном выбеге ротора.

Экономическая эффективность изобретения основана на повышении надежности турбомашин э счет автоматического регулирования осевой разгрузки ротора. совмещения разгрузочного и уплотнительного узлов, исключения или уменьшения думиса, материалоемкости турбомашин.

Формула изобретения

Уплотнительный узел. содержащий кОр пус с установленным в нем ротором, включающим последовательно расположенные по ходу потока первый и второй диски с уплотнительными кольцами, закрепленные на корпусе подпружиненные аксиально-подвижные кольца, образующие с уплотнительными кольцами последовательно сообщенные торцовые щели. о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности путем автоматической разгрузки осевой силы, действующей на ротор. аксиально подвижные кольца обращены в разные стороны и снабжены ограничителями аксиального перемещения по направлению к соответствующему уплотнительному кольцу, при этом уплотнительное кольцо второго диска расположено на его периферии на радиусе, превышающем радиус расположения уплотнительного кольца первого диска, а торцовой поверхностью центральной части второго диска и корпусом образована разгрузочная камера.

1707260

Фр

Редактор А. Бер

Заказ 250 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул, Гагарина, 101

1б

Составитель Б. Ганелин

Техред М.Моргентал Корректор С. Черни