Результат интеллектуальной деятельности: УПЛОТНЕНИЕ

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к конструкции уплотнения вращающихся валов и роторов газотурбинных двигателей, установок и других роторных машин.

Известно щеточное уплотнение (RU №2269047 С2, F16J 15/16, опубл. 10.06.2006 г.) для разделения полостей высокого и низкого давления рабочей среды, содержащее корпус, в котором хвостиками установлено не менее одного ряда щетин, собранных не менее чем в один пучок с возможностью смещения их уплотнительных окончаний до сопряжений с подвижной контактной поверхностью, а щетины выполнены из листового материала в виде блока, при этом хвостовики и уплотнительные оконечности щетины разделены с образованием торсионных перемычек.

Однако уплотняющие свойства этого устройства недостаточно высоки и оно сложно в изготовлении. Блок выполнен из листового материала, а хвостовики, не имеющие жесткого закрепления, в эксплуатации могут вибрировать, что крайне нежелательно для обеспечения надежности узла уплотнения.

Известно уплотнение, принятое за прототип (RU №2433323 С2, F16J 15/16, опубл. 10.11.2011 г.), выполнено в виде гибких упругих элементов, размещенных между кольцевыми пластинами, и на части поверхности жестко связаны с последними, при этом гибкие уплотнительные элементы выполнены из листового материала в виде диска с центральным отверстием, которое контактирует с валом.

Данное уплотнение обеспечивает необходимую работоспособность, однако из-за повышенного размера по диаметру не везде может быть применено.

Задачей, решаемой данным изобретением, является создание уплотнения уменьшенных габаритов.

Указанная задача решается уплотнением, разделяющим полости высокого и низкого давления рабочей среды, выполнено в виде многослойного цилиндра, который собирается из нескольких цилиндрических слоев, изготовленных из листового материала. На каждом слое за счет прорезанных пазов по образующей до 0,8 длины цилиндра получаются гибкие упругие уплотнительные элементы, при сборке каждый последующий слой смещен относительно предыдущего, перекрывая пазы смежного слоя. Многослойный цилиндр с одного торца зажат герметично между наружным и внутренним кольцами, при этом внутренний диаметр наружного кольца равен диаметру цилиндрической поверхности торцовой проточки в бурте вала, по которой контактирует наружный диаметр многослойного цилиндра гибкими упругими уплотнительными элементами. За счет разницы в полостях высокого и низкого давления уплотнительные элементы прижимаются к цилиндрической поверхности торцовой проточки в бурте вала, обеспечивая герметичность зазора между корпусом и валом.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, 2:

фиг. 1 - уплотнение;

фиг. 2 - уплотнительный элемент.

На фиг. 1 уплотнение разделяет полости высокого А и низкого Б давления рабочей среды и обеспечивает герметичность зазора между корпусом 1 и вращающимся валом 2. В корпусе 1 установлено уплотнение 3, выполненное в виде многослойного цилиндра 5, собранного из нескольких цилиндрических слоев, изготовленных из листового материала. Для надежности герметизации зазора на каждом слое с одного торца создаются гибкие упругие уплотнительные элементы 4 путем прорези пазов 6 (фиг. 1, фиг. 2) по образующей до 0,8 длины цилиндра. При сборке многослойного цилиндра 5 слои смещаются, перекрывая пазы 6 смежного элемента. Многослойный цилиндр 5 зажимается между внутренним 7 и наружным 8 кольцами. Внутренний диаметр 9 наружного кольца 8, например, равен большому диаметру 10 торцовой проточки 11 в бурте 12 вала 2. Наружные гибкие упругие уплотнительные элементы 4 многослойного цилиндра 5 контактируют с поверхностью большого диаметра 10 торцовой проточки 11 в бурте 12 вала 2. За счет разницы давлений рабочей среды А и Б гибкие упругие уплотнительные элементы 4 прижимаются к поверхности большого диаметра 10 торцовой проточки 11 в бурте 12 вала 2, обеспечивая герметичность зазора между корпусом 1 и валом 2.

Таким образом, предложенная конструкция уплотнения зазора между корпусом и валом обеспечивает надежность разделения высокого и низкого давления рабочих сред, длительный ресурс работы и уменьшенные габариты изделия.