бесконтактное газовое уплотнение

Формула изобретения

Бесконтактное газовое уплотнение между установленными на валу подвижным и неподвижным рабочими органами, отличающееся тем, что на неподвижном органе выполнена втулка, расположенная соосно с валом, в верхней части которой расположено уплотнение, а подвижный орган выполнен заодно с валом в виде перевернутого стакана, охватывающего втулку, и установлен с зазором относительно ее боковой поверхности и неподвижного органа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к уплотнительной технике, и может быть использовано в качестве уплотнения несопряженных поверхностей частей машин.

Известно газодинамическое бесконтактное уплотнение, содержащее рабочие поверхности роторного и корпусного дисков, на которых имеется фасонный профиль, выполненный в виде регулярно распределенных углублений (А.с. СССР №119412, Класс 47f, 22₃₀, 1958). Недостатком такого уплотнения является недостаточное гидравлическое сопротивление в рабочей зоне ввиду утечек газа из полости повышенного давления, что приводит к попаданию в рабочий зазор жидкости и быстрому износу рабочих поверхностей. Кроме того, данное уплотнение работает только при динамических нагрузках, тогда как в статическом состоянии давление в рабочем зазоре отсутствует.

Наиболее близким по технической сущности является газодинамическое бесконтактное уплотнение, содержащее рабочие поверхности роторного и корпусного дисков, имеющие фасонный профиль, выполненный в виде распределенных углублений, являющихся отрезками канавок, изолированных одно от другого, образующих сотовый профиль (см. свидетельство на полезную модель РФ №15500, заявл. 17.12.1999 г., опубл. 20.10.2000 г., МПК: F 16 J 15/00). Недостатком указанного уплотнения является то, что, несмотря на то, что гидравлическое сопротивление в рабочей зоне с сотовым профилем обоих рабочих поверхностей увеличивается, утечка газа из рабочей зоны все же происходит, что приводит к попаданию в рабочий зазор жидкости и быстрому износу рабочих поверхностей. Данное уплотнение работает только при динамических нагрузках, так как в статическом состоянии давление в рабочем зазоре отсутствует.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности уплотнения и увеличение срока службы рабочих органов.

Поставленная цель достигается тем, что в бесконтактном газовом уплотнении между установленными на валу подвижным и неподвижным рабочими органами на неподвижном органе выполнена втулка, расположенная соосно валу, а подвижный орган выполнен заодно с валом в виде перевернутого стакана, охватывающего втулку, и установлен с зазором относительно ее боковой поверхности и неподвижного органа.

На чертеже изображен узел машины в разрезе с предлагаемым бесконтактным газовым уплотнением.

Узел содержит неподвижный орган, выполненный в виде емкости 1 с жидкостью 2. От дна емкости 1 отходит выступ в виде втулки 3, в верхней части которой расположено стандартное уплотнение 4. Втулка расположена соосно валу 5, установленному в подшипниках 6 и 7. Подвижный орган 8 выполнен заодно с валом 4 цельно или сборно в виде перевернутого стакана, охватывающего втулку 3 емкости 1 и установлен с зазором относительно ее боковой поверхности и неподвижного органа с образованием воздушной полости 9.

Узел работает следующим образом.

В статическом состоянии давление воздуха в воздушной полости 9 препятствует попаданию жидкости в рабочий зазор.

При вращении подвижного органа 8 центробежные силы отталкивают от него жидкость, при этом давление газовой среды в воздушной полости 9, а следовательно, и в рабочем зазоре снижается, что препятствует попаданию в него жидкости и приводит к увеличению срока службы рабочих органов.