Обзор конструкций

Торцевое уплотнение [3] обеспечивает повышение надежности и долговечности за счет поддержания оптимального режима трения.

На рисунке 1.11 показана конструкция описываемого торцового уплотнения.

Торцовое уплотнение вала 1 в корпусе 2 содержит неподвижное кольцо 3 и вращающееся кольцо 4, удерживаемое посредством резьбового соединения в охватывающем кольце 5. На валу 1 кольцо 5 уплотняется сальником 6. Сальник 6 поджимается к валу 1, а вращающиеся кольца 4 и 5 поджимаются к неподвижному кольцу 3 через опорную шайбу 7 упругим элементом 8, опирающимся на упорную втулку 9, зафиксированную на валу 1 фиксирующим винтом 10. Крутящий момент от вала 1 на вращающееся кольцо 4 передается с помощью стяжных шпилек 11, служащих также для сжатия упругого элемента 8 при монтаже торцового уплотнения на валу 1 посредством гаек 12, которые после монтажа торцового уплотнения удаляются, освобождая упругий элемент 8. Неподвижное кольцо 3 крепится к корпусу 2 через упругую оболочку 13 с наполнителем 14 и ребрами 15. Упругая оболочка 13 соединена с системой циркуляции наполнителя с автоматической регулировкой его давления, состоящей из регулировочного клапана 16, включающего следящий механизм 17 с роликом 18, теплообменников 19, электродвигателя 20, насоса с гидроаккумулятором 21 и соединительных трубок 22.

Рисунок 1.11 – Торцовое уплотнение

Торцовое уплотнение работает следующим образом.

Включают привод (не показан) вала 1 в корпусе 2 одновременно с электродвигателем 20. Крутящий момент от вала 1 передается через фиксирующий винт 10, упорную втулку 9, стяжные шпильки 11 и охватывающее кольцо 5 на вращающееся кольцо 4. Упругий элемент 8, опираясь на зафиксированную на валу 1 упорную втулку 9, поджимает через опорную шайбу 7 сальник 6 к валу 1, уплотняя кольцо 5 с валом 1, и прижимает вращающееся кольцо 4 к неподвижному кольцу 3, уплотняя корпус 2 с кольцом 4.

Электродвигатель 20 приводит в действие насос с гидроаккумулятором 21. Наполнитель 14 из насоса 21 под давлением по соединительным трубкам 22 поступает в упругую оболочку 13, заполняет ее и за счет регулировочного клапана 16 создает в ней регулировочное давление, необходимое для поддержания оптимального момента трения в паре неподвижного 3 и вращающегося 4 колец.

В процессе трения колец 3 и 4 происходит их нагрев и расширение. Вследствие постоянства в течение определенного промежутка времени усилия прижима упругого элемента 8 давление наполнителя 14 в упругой оболочке 13 возрастает. Давление наполнителя 14 в упругой оболочке 13 возрастает также при расширении самого наполнителя 14 при нагревании от ребер 15, нагретых посредством теплопередачи от разогретого работой трения неподвижного кольца 3. Регулировочный клапан 16, настроенный на поддержание определенного давления в упругой оболочке 13 при холодных наполнителе 14 и колец 3 и 4 из определенных материалов, приоткрывает и пропускает наполнитель 14 через дроссель с большим проходным сечением вплоть до открытия канала дополнительной магистрали. После клапана 16 наполнитель 14 по соединительным трубкам 22 проходит через теплообменники 19, охлаждается, сжимается и поступает в насос с гидроаккумулятором 21, замыкая круг циркуляции наполнителя 14.

При износе контактирующих поверхностей неподвижного кольца 3 и вращающегося кольца 4 следящий механизм 17 регулировочного клапана 16 через ролик 18 отслеживает уменьшение толщины колец и пропускает наполнитель 14 через дроссель с меньшим проходным сечением клапана 16. При этом давление наполнителя 14 в упругой оболочке 13 повышается и восстанавливается ослабшее усилие прижима неподвижного 3 и вращающегося 4 колец.

Торцевое уплотнение [4] обеспечивает удобство замены без разборки всего уплотняемого узла и снижение трудоемкости замены быстроизнашивающихся колец трения при достижении им предельного износа или поломки.

На рисунке 1.12 и 1.13 показано общее устройство торцового уплотнения и кольца трения соответственно.

Рисунок 1.12 – Торцовое уплотнение

Торцовое уплотнение вала 1 в корпусе 2 содержит неподвижное разрезное кольцо 3 и вращающееся разрезное кольцо 4, состоящие из сегментов 5 и 6 и удерживаемые в собранном состоянии посредством резьбового соединения охватывающими кольцами 7 и 8 в контактной втулке 9 и гильзе вала 10 соответственно. Причем направление витков резьбы в соответствующих охватывающих кольцах совпадает с направлением их относительного вращения. Контактная втулка 9 в корпусе 2 уплотняется кольцом 11. Охватывающие кольца 7 и 8 в контактной втулке 8 и гильзе вала 9 соответственно уплотняются кольцами 12 и 13. Винт 14 удерживает контактную втулку 9 от проворота в корпусе 1. Неподвижное кольцо 3 поджимается к вращающемуся кольцу 4 посредством упругого элемента 15, находящегося в корпусе 2 и опирающегося на регулировочную гайку 16 с одной стороны и контактную втулку 9 с другой. Охватывающие кольца 7 и 8 удерживаются от проворота в контактной втулке 9 и гильзе вала 10 с помощью штифтов 17 и 18 соответственно.

Торцовое уплотнение работает следующим образом.

Включают привод (не показан) вала 1 в корпусе 2. Крутящий момент от вала 1 передается через гильзу вала 10, штифты 18, охватывающее кольцо 8 на вращающееся разрезное кольцо 4. Сегменты 5 и 6 вращающегося разрезного кольца 4 благодаря индивидуальному хрупкому излому по образующей при сжатии охватывающим кольцом 8 образуют герметичное прочное соединение. Упругий элемент 15, опираясь на регулировочную гайку 16, через контактную втулку 9 сжимает кольца 12 и 13, уплотняя соединения охватывающих колец 7 и 8 с контактной втулкой 9 и гильзой вала 10 соответственно, прижимает неподвижное кольцо 3 к вращающемуся разрезному кольцу 4, уплотняя корпус 2 с валом 1. В период трения неподвижного разрезного 3 и вращающегося разрезного 4 колец продукты износа заполняют возможные неплотности соединений отдельных сегментов 5 и 6, повышая герметичность торцового уплотнения.

Рисунок 1.13 – Кольца трения

При достижении предельного износа или поломке колец трением порядок их замены состоит в следующем. Посредством регулировочной гайки 16 ослабляют усилие прижима упругого элемента 15. Выводят вращающееся разрезное кольцо 4 из контакта с неподвижным кольцом 3. Затем выкручивают по резьбе разрезные кольца 3 и 4 из охватывающих колец 7 и 8 соответственно, разъединяют на сегменты 5 и 6, которые по отдельности вынимают. Сборка производится в обратном порядке.

Лабиринтно-луночное уплотнение [5] позволяет повысить надежность работы путем уменьшения аэродинамических воздействий на ротор за счет торможения закрученного потока.

Полезная модель поясняется рисунками. На рисунке 1.14 изображен продольный разрез лабиринтно-луночного уплотнения; на рисунке 1.15 – продольный разрез лабиринтно-луночного уплотнения с дополнительным лабиринтным уплотнением; на рисунке 1.16 – вид лабиринтно-луночного уплотнения со стороны входа потока (зоны высокого давления);

Рисунок 1.14 – Продольный разрез лабиринтно-луночного уплотнения

Рисунок 1.15 – продольный разрез лабиринтно-луночного уплотнения с дополнительным лабиринтным уплотнением

Лабиринтно-луночное уплотнение содержит лабиринт 1 с лабиринтными гребешками 2 и серпообразными лунками 3, расположенными на внутреннем диаметре диафрагмы, разделяющей полость высокого и полость низкого давления, и ротор 4. В каждом гребешке 2 серпообразные лунки 3 размещены друг за другом по внутреннему диаметру гребешка 2. Каждый гребешок 2 имеет по меньшей мере по два зуба, образованных фасками 5, выполненными со стороны меньшего давления. Зона входа закрученного потока газа соединена с серпообразными лунками 3 посредством пазов 6.

Рисунок 1.16 – Вид лабиринтно-луночного уплотнения со стороны входа потока (зоны высокого давления)

Лабиринтно-луночное уплотнение может содержать дополнительное лабиринтное уплотнение 7 из антифрикционного полимерного материала. Дополнительное лабиринтное уплотнение 7 может быть установлено с зазором или без зазора к уплотняющей поверхности.

Дополнительное лабиринтное уплотнение 7 может быть выполнено с лунками (не показаны).

Лабиринтно-луночное уплотнение функционирует следующим образом.

В узких кольцевых щелях гребешков 2 происходит торможение потока газа. При движении потока газа вдоль щели давление дросселируется на уплотняющих гребнях гребешка 2, а серпообразные лунки 3 препятствуют круговым перетеканиям. При этом снижается окружная скорость потока и повышается гидравлическое давление щели, уменьшаются циркуляционные силы, вызывающие прецессию ротора 3 и соответственно вибрацию.

Попадая через пазы 6 в лунки 3, закрученный поток разбивается и тормозится, теряя при этом свою энергию.

Торцовое уплотнение вала [6] на диаметр 50 и 65 мм с фторопластовым сильфоном и встроенным подшипником для плакированных и футерованных аппаратов, работающих с высоко агрессивными средами.

Уплотнение (рисунок 1.17) состоит из двух неподвижных колец трения 17 и 13, вмонтированных в корпус 15 уплотнения, и двух вращающихся блоков 6 и 1 с резиновыми кольцами круглого сечения и фторопластовым точеным сильфоном 16. Блоки установлены на наружной втулке 5 и валу. Контакт между кольцами трения обеспечивается усилием пружин 14 и давлением запирающей жидкости, которая подается в полость уплотнения через штуцер А под давлением, превышающим на 1-2 кгс/см² максимальное рабочее давление в аппарате. Эго позволяет исключить выход рабочей среды в атмосферу. Запирающая жидкость отводится через штуцер -Б. Для отвода возможных утечек запираю щей жидкости в верхней части корпуса предусмотрен штуцер В.

Вращающиеся блоки и втулка 5 уплотнения удерживаются на валу от смещения и проворота при помощи водила 10, болтов и монтажных колец 9, 11. Герметизация деталей уплотнения по валу осуществляется фторопластовой манжетой 4 клиновой формы, устано­вленной в расточке фторопластового сильфона и поджимаемой втулкой 8. Корпус уплотнения с установленными в нем деталями монтируется в стойке 12 с подшипником 7.

Торцовое уплотнение с подшипником и опорной стойкой укрепляется на горловину аппарата при помощи переходного фланца 18. На фланце заводом-изготовителем аппарата выполняется необходимая плакировка. При этом предусмотрена поставка фланца в виде заготовки отдельно от уплотнения, в которое для обеспечения монтажа и транспортировки устанавливается сменный технологический фланец.

В разработанной конструкции уплотнений неподвижное кольцо трения монтируется на круглое резиновое кольцо во фторопластовой оболочке, что позволяет исключить поджим кольца крепежными изделиями и уменьшить габариты уплотнения. Кольцо трения вращающегося блока 1 поджимается к сильфону через резиновую прокладку 2 и прокладку 3, изготавливаемую как одно целое с сильфоном.

За счет применения одного пакета пружин, действующего одновременно на два вращающихся блока, снижены требования к точности осевой установки втулки и корпуса уплотнения, относительные осевые перемещения которых при эксплуатации уплотнения допускаются до 2 мм.

Рисунок 1.17 – Торцевое уплотнение

Поиск по сайту: