УПЛОТНЕНИЕ МЕЖДУ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ И НЕВРАЩАЮЩЕЙСЯ ДЕТАЛЯМИ С ПЛАВАЮЩИМ КОЛЬЦОМ

Заявляемая полезная модель относится к машиностроению, а именно к области уплотнительной техники и может быть использована в конструкциях различных лопастных машин, например, центробежных насосов, компрессоров и пр.
Известно щелевое уплотнение вала, в котором в проточке корпуса концентрично валу установлено плавающее кольцо с образованием между ними щели.
При этом плавающее кольцо опирается о торец корпуса, образуя с ним торцовый стык, а со стороны, противоположной торцовому стыку, между плавающим кольцом и корпусом установлена пружина, выполненная в виде кольцевого упругого элемента, в котором выполнены дросселирующие отверстия [Патент РФ на изобретение №2138716, МПК F16J 15/44, опубл. 27.09.1999].
Недостатком известного уплотнения является низкая надежность вследствие отсутствия элементов, фиксирующих кольцо от проворачивания.
В качестве прототипа выбрано щелевое уплотнение центробежного насоса с плавающим кольцом, содержащее корпус с кольцевой проточкой, в которой установлено плавающее кольцо, охватывающее ротор насоса и зафиксированное от проворачивания штифтом, запрессованным в корпус и входящим в выполненный в кольце паз [Патент РФ на изобретение №2105216, МПК F16J 15/44, опубл. 20.02.1998].
Недостатком известного технического решения является низкая надежность фиксации от проворачивания плавающего кольца щелевого уплотнения и, следовательно, низкая надежность работы последнего.
Задачей, на которую направлена заявляемая полезная модель, является повышение надежности фиксации от проворачивания плавающего кольца а, в целом - повышение надежности работы щелевого уплотнения.
Поставленная задача решена тем, что в уплотнении между вращающейся и невращающейся деталями с плавающим кольцом, содержащем вращающуюся деталь, невращающуюся деталь с кольцевой проточкой, в которой выполнен упорный торец, размещенное в проточке с возможностью радиального перемещения плавающее кольцо и элементы фиксации плавающего кольца от проворачивания, согласно полезной модели, элементы фиксации плавающего кольца от проворачивания выполнены в виде выступа на наружной поверхности тела вращения кольца и ответного выступу паза в невращающейся детали, а боковые поверхности выступа, обращенные к стенкам паза выполнены выпуклыми.
Для большей надежности работы уплотнения плавающее кольцо в проточке невращающейся детали закрыто крышкой.
Полезная модель иллюстрирована чертежами: на фиг. 1 - фрагмент продольного разреза уплотнения; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.
Перечень позиций и обозначений на чертежах:
1 - вращающаяся деталь;
2 - невращающаяся деталь;
3 - кольцевая проточка;
4 - упорный торец;
5 - плавающее кольцо;
6 - крышка;
7 - паз;
8 - выступ;
9 - выпуклые боковые поверхности выступа;
1
2
Z, Z - зазоры;
1
2
П, П - полости.
1
2
1
2
Уплотнение между вращающейся деталью, например, колесом и невращающейся деталью 2, например, корпусом, содержит кольцевую проточку 3 с упорным торцем 4, в которой размещено плавающее кольцо 5, установленное коаксиально вращающейся детали 1 в проточке 3 невращающейся детали 2 с радиальным зазором Z, позволяющим кольцу 5 перемещаться в радиальном направлении. Кольцо 5 образует с вращающейся деталью 1 кольцевой уплотняющий зазор Z, разделяющий полости низкого и высокого давления П, П, соответственно. Для защиты кольца 3 оно закрыто крышкой 6, закрепленной в невращающейся детали 2. В невращающейся детали 2 выполнен паз 7, в котором расположен выступ 8 плавающего кольца 5. Размеры паза 7 выбраны с возможностью обеспечения радиального перемещения кольца 5 (возможности «плавать»).
Работа бесконтактного щелевого уплотнения происходит следующим образом.
2
1
2
При работе насоса и вращении детали 1 выступ 8 упирается в поверхность (стенку) паза 7, препятствуя провороту кольца 3, но позволяя ему перемещаться в радиальном направлении под действием подъемной силы, возникающей при перетекании в кольцевом зазоре Z рабочей среды (за счет перепада давления в полостях П, П), обеспечивая компенсацию несоосности и биений вращающейся детали 1 относительно невращающейся детали 2 (за счет самоустановки плавающего кольца 5 относительно вращающейся детали 1 в радиальном направлении) и создавая условия бесконтактного режима работы щелевого уплотнения.
Во избежание возможности появления вмятин, наклепов и забоин на стенках паза 7 и выступе 8 при соударениях во время начала и окончания работы насоса (а, следовательно, щелевого уплотнения), боковые поверхности 9 выступа 8, обращенные к стенкам паза 7, выполнены выпуклыми.
Проведенные испытания насосов с такими щелевыми уплотнениями подтвердили эффективность выполнения выступа 8 плавающего кольца 5 с выпуклыми боковыми поверхностями 9 и отсутствие вмятин, наклепов и забоин на стенках паза 7 и выступе 8.
Достигаемый технический результат от использования заявляемой полезной модели заключается в повышении надежности работы уплотнения между вращающейся и невращающейся деталями с плавающим кольцом (бесконтактного щелевого уплотнения с плавающим кольцом).