Claims (2)
RIVENDICAZIONI
1. Dispositivo di tenuta a labirinto per albero ruotante, costituito da una successione di denti circonferenziali (6) affacciati sull'albero (1) e delimitanti tra loro e detto albero cave circonferenziali atte ad intrappolare il fluido in modo da limitare al massimo la portata di fluido tra l'ambiente a monte ed a valle del dispositivo di tenuta stesso, caratterizzato dal fatto che in ognuna delle suddette cave circonferenziali della tenuta vi sono pareti radiali di sbarramento (5) suddividenti circonferenzialmente la cava in compartimenti o vani.1. Labyrinth seal device for rotating shaft, consisting of a succession of circumferential teeth (6) facing the shaft (1) and delimiting between them and said shaft circumferential hollows suitable for trapping the fluid so as to limit the flow as much as possible of fluid between the environment upstream and downstream of the seal device itself, characterized in that in each of the aforementioned circumferential grooves of the seal there are radial barrier walls (5) circumferentially dividing the groove into compartments or spaces.
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i singoli compartimenti o vani di ogni cava circon-ferenziale della tenuta sono collegati, tramite condotti radiali, con un collettore circonferenziale (7) esterno.2. Device according to claim 1, characterized in that the individual compartments or spaces of each circumferential groove of the seal are connected, via radial ducts, with an external circumferential manifold (7).
La presente invenzione concerne un dispositivo di tenuta a labirinto per albero ruotante secondo il preambolo della rivendicazione 1, che, consentendo il mantenimento di una uniforme distribuzione della pressione in ogni cava circonferenziale della tenuta stessa, permette di ridurre drasticamente gli effetti destabilizzanti che possono compromettere il buon funzionamento di turbomacchine ad elevate prestazioni.The present invention relates to a labyrinth seal device for a rotating shaft according to the preamble of claim 1, which, by allowing the maintenance of a uniform pressure distribution in each circumferential groove of the seal itself, allows to drastically reduce the destabilizing effects which can compromise the smooth operation of high-performance turbomachinery.
Come noto, un dispositivo di tenuta a labirinto per albero rotante è costituita da una successione di denti circonferenziali affacciati sull'albero e delimitanti tra loro e l'albero, cave circonferenziali atte ad intrappolare il fluido in modo da limitare al massimo la portata di fluido tra l'ambiente a monte ed a valle della tenuta stessa.As known, a labyrinth sealing device for a rotating shaft consists of a succession of circumferential teeth facing the shaft and delimiting between them and the shaft, circumferential grooves suitable for trapping the fluid so as to limit the fluid flow as much as possible. between the environment upstream and downstream of the estate itself.
D'altra parte la rotazione dell'albero porta in rotazione il fluido che si trova in ciascuna cava circonferenziale della tenuta a labirinto ed il moto circonferenziale del fluido nella cava, soprattutto se l'albero per una qualsiasi ragione si sposta creando un'eccentricità tra parte rotante e tenuta, provoca una distribuzione circonferenziale non uniforme della pressione in ogni cava del labirinto che tende ad amplificare lo spostamento dell'albero e può dare origine a vibrazioni dell'albero via via crescenti. Ne consegue quindi un effetto destabilizzante ad auto-eccitazione che può influire in modo determinante sulla stabilità dell'albero rotante.On the other hand, the rotation of the shaft rotates the fluid found in each circumferential groove of the labyrinth seal and the circumferential motion of the fluid in the groove, especially if the shaft moves for any reason, creating an eccentricity between rotating part and seal, causes a non-uniform circumferential distribution of the pressure in each groove of the labyrinth which tends to amplify the displacement of the shaft and can give rise to gradually increasing vibrations of the shaft. A self-excitation destabilizing effect therefore follows which can decisively affect the stability of the rotating shaft.
Scopo della presente invenzione è appunto quello di ovviare al suddetto inconveniente e di fornire un dispositivo di tenuta a labirinto in cui non si manifesta l'effetto destabilizzante tipico di une tenuta a labirinto tradizionale.The object of the present invention is precisely to obviate the aforementioned drawback and to provide a labyrinth seal device in which the destabilizing effect typical of a traditional labyrinth seal does not occur.
Ciò viene sostanzialmente conseguito per la combinazione di elementi indicata nella rivendicazione 1. Sviluppi vantaggiosi si danno dalla rivendicazione 2.This is substantially achieved for the combination of elements indicated in claim 1. Advantageous developments are given by claim 2.
In tal modo, infatti, la velocità circonferenziale del fluido in ogni compartimento o vano risulta mediamente molto bassa e 5 quindi si ha praticamente una distribuzione circonferenzialmente quasi simmetrica della velocità circonferenziale del fluido in ogni cava della tenuta che comporta una analoga distribuzione della pressione.In this way, in fact, the circumferential velocity of the fluid in each compartment or compartment is on average very low and therefore there is practically an almost symmetrical circumferential distribution of the circumferential velocity of the fluid in each groove of the seal which involves a similar distribution of pressure.
Anzi, allo scopo di garantire che la distribuzione di pressioni ne in ogni cava del labirinto sia effettivamente sempre circonferenzialmente simmetrica cosicché, qualunque sia la posizione relativa dell'albero rispetto alla tenuta, non si verifichi mai alcun effetto destabilizzante, i singoli compartimenti o vani di ogni cava circonferenziale della tenuta a labirinto possono esse-15 re collegati, tramite condotti radiali, con un collettore circonferenziale esterno.On the contrary, in order to ensure that the pressure distribution ne in each groove of the labyrinth is actually always circumferentially symmetrical so that, whatever the relative position of the shaft with respect to the seal, no destabilizing effect ever occurs, the individual compartments or each circumferential groove of the labyrinth seal can be connected, by radial ducts, with an external circumferential manifold.
Detto collettore circonferenziale, infatti, collegando tra loro tutti i compartimenti o vani di una cava della tenuta a labirinto ed egualizzando quindi la pressione in detti compartimenti o 2o vani, elimina qualsiasi possibilità dell'insorgere di una distribuzione non uniforme della pressione nelle singole cave della tenuta in seguito ad eventuali spostamenti dell'albero e quindi la possibilità di avere dannose vibrazioni estremamente ampie indotte dalla tenuta a labirinto sull'albero stesso. 25 L'invenzione viene ora meglio chiarita con riferimento ai disegni allegati che illustrano una forma preferenziale di realizzazione pratica data a solo titolo esemplificativo ma non limitativo in quanto varianti tecniche o costruttive potranno essere sempre apportate senza uscire dall'ambito della presente invento zione.Said circumferential manifold, in fact, by connecting all the compartments or spaces of a groove of the labyrinth seal to each other and thus equalizing the pressure in said compartments or 20 spaces, eliminates any possibility of the occurrence of a non-uniform distribution of the pressure in the individual grooves of the seal following any displacements of the shaft and therefore the possibility of having extremely large harmful vibrations induced by the labyrinth seal on the shaft itself. 25 The invention is now better explained with reference to the attached drawings which illustrate a preferential embodiment given by way of non-limiting example only, since technical or constructive variations can always be made without departing from the scope of the present invention.
In detti disegni:In said drawings:
la fig. 1 illustra una vista laterale parzialmente sezionata di una tenuta a labirinto per albero rotante realizzata secondo l'invenzione;the fig. 1 illustrates a partially sectioned side view of a rotating shaft labyrinth seal made in accordance with the invention;
35 la fig. 2 illustra una vista in sezione della tenuta fatta secondo la linea AA di fig. 1 ;35 fig. 2 illustrates a sectional view of the seal taken along the line AA of fig. 1 ;
la fig. 3 illustra una vista in sezione della tenuta fatta secondo la linea BB di fig. 1.the fig. 3 illustrates a sectional view of the seal taken along line BB of FIG. 1.
Con riferimento alle figure con 1 viene indicato un albero 40 ruotante e con 2 la tenuta a labirinto formante una successione di cave circonferenziali 3i (i = 1 n) affacciate sull'albero 1.With reference to the figures, numeral 1 indicates a rotating shaft 40 and numeral 2 the labyrinth seal forming a succession of circumferential grooves 3i (i = 1n) facing shaft 1.
Ciascuna cava 3i della tenuta è suddivisa circonferenzialmente in tanti compartimenti o vani 4i (i = 1 n) mediante pareti radiali di sbarramento 5i (i = 1 n) e tutti i vani 4i di ogniEach groove 3i of the seal is circumferentially divided into many compartments or compartments 4i (i = 1n) by means of radial barrier walls 5i (i = 1n) and all the compartments 4i of each
45 cava si collegano, tramite corrispondenti condotti radiali 6i45 grooves are connected, through corresponding radial ducts 6i
(i = 1 n), con un unico collettore circonferenziale esterno 7i(i = 1 n), with a single outer circumferential collector 7i
(i = l....n) (v. specificatamente la fig. 3).(i = l....n) (see specifically fig. 3).
vv
1 foglio disegni1 drawing sheet