CS211159B1

CS211159B1 - Shaft contact carbon seal

Info

Publication number: CS211159B1
Application number: CS294680A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Camek; Ladislav Harapat; Milos Stach
Original assignee: Miroslav Camek; Ladislav Harapat; Milos Stach
Priority date: 1980-04-25
Filing date: 1980-04-25
Publication date: 1982-01-29

Abstract

Hřídelová kontaktní uhlíková ucpávka zejména pro rotační kompresory o vysokých obvodových rychlostech a s vysokými tlaky komprimovaných plynů. Ucpávka má dvoudílné těleso ucpávky, uvnitř které je límcem tě- ,, lesa ucpávky vytvořena přední a zadní část ucpávkové komory. Uvnitř komory je na hřídel kompresoru uchycen nosič s pevně uloženým třecím kroužkem, který je přes styčnou spáru v dotyku s nákružkem statorového krouž-i ku. len je suvně uložen v tělese ucpávky a pružinami.přitlačován k třecímu kroužku. I Do zadní části ucpávky komory vylistuje otvor pro přívod chladicího média. Obě části ucpávkové komory jsou propojeny vzájemně jednak axiálními kanály umístěnými ve statorovém kroužku nad obvodem styčné spáry mezi třecím kroužkem a statorovým kroužkem a jednak obvodovou štěrbinou vytvořenou límcem tělesa ucpávky a obvodovou plochou statorového kroužku. Povrch statorového kroužku v zadní části ucpávkové komory je s výhodou lepšího chlazení opatřen žebrováním.Shaft contact carbon seal, especially for rotary compressors with high peripheral speeds and high compressed gas pressures. The seal has a two-part seal body, inside which the front and rear parts of the seal chamber are formed by the seal body collar. Inside the chamber, a carrier with a firmly mounted friction ring is attached to the compressor shaft, which is in contact with the collar of the stator ring through the contact gap. The carrier is slidably mounted in the seal body and pressed against the friction ring by springs. I An opening for the supply of cooling medium opens into the rear part of the seal chamber. Both parts of the seal chamber are interconnected by axial channels located in the stator ring above the circumference of the contact gap between the friction ring and the stator ring and by a circumferential slot formed by the seal body collar and the circumferential surface of the stator ring. The surface of the stator ring in the rear part of the stuffing box is provided with ribs for better cooling.

Description

Vynález se týká hřídelové kontaktní uhlíkové ucpávky zejména pro rotační kompresory o vysokých obvodových rychlostech a s vysokými tlaky komprimovaných plynů.The invention relates to a shaft contact carbon seal, in particular for rotary compressors of high peripheral speeds and high pressures of compressed gases.

Jednoduché hřídelové kontaktní ucpávky pro rotační kompresory s obvodovými rychlostmi přibližné do 50 m/s jsou obvykle chlazeny chladicím médiem tak, že médium je vtlačováno do ucpávkové komory do prostoru největšího tepelného zatížení tj. prostoru styčná spáry mezi třecím kroužkem a statorovým kroužkem. K zabránění rotace chladicího média bývá v axiálním směru v ucpávkové komoře zabudována přepážka. Výhodou takovéhoto provedení je konstrukční a výrobní jednoduchost a provozní spolehlivost. Nedostatkem řešení je, že ucpávka nemůže být použita pro obvodové rychlosti řádově kolem 100 m/s, nebot chlazení není.pro tyto rychlosti dostatečně účinné. Pro tyto účely je proto nutné použít ucpávky jiných provedení, jejichž společnou nevýhodou je přílišná složitost a z toho vyplývající nízká ekonomičnost výroby a menší spolehlivost.Single shaft contact seals for rotary compressors with peripheral velocities up to approximately 50 m / s are usually cooled by a cooling medium such that the medium is forced into the seal chamber into the area of greatest heat load, ie the joint gap between the friction ring and the stator ring. To prevent the coolant from rotating, a baffle is provided in the seal chamber in the axial direction. The advantage of such an embodiment is its design and manufacturing simplicity and operational reliability. A drawback of the solution is that the seal cannot be used for peripheral speeds of the order of about 100 m / s, since cooling is not effective enough for these speeds. For this purpose it is therefore necessary to use seals of other designs whose common disadvantage is the excessive complexity and the resulting low production economy and less reliability.

Uvedené nedostatky odstraňuje řešení kontaktní uhlíkové ucpávky podle vynálezu. Podstata řešeni spočívá v tom, že v prostoru ucpávkové komory je na tělese ucpávky vytvořen límec, kterým je ucpávková komora rozdělena na přední část, v niž je uložen třecí kroužek a na zadní část, do níž vyúetuje otvor pro přívod chladicího média. Zadní část ucpávkové komory je propojena s přední částí jednak axiálními kanály umístěnými v statorovém kroužku nad obvodem styčné spáry a jednak obvodovou štěrbinou, vytvořenou límcem tělesa ucpávky a obvodovou plochou statorového kroužku. Celkový průtočný průřez axiálních kanálů je větší než průtočný průřez obvodové štěrbiny. .These disadvantages are overcome by the solution of the contact carbon seal according to the invention. The principle of the solution consists in that a collar is formed on the seal body in the seal chamber space, by which the seal chamber is divided into a front part, in which the friction ring is mounted, and a rear part, into which it accounts for the coolant supply opening. The back of the seal chamber is connected to the front by axial channels located in the stator ring above the periphery of the joint and the peripheral slot formed by the collar of the seal body and the peripheral surface of the stator ring. The total flow cross section of the axial channels is larger than the flow cross section of the circumferential slot. .

Žebrováním povrchu statorového kroužku u zadní části ucpávkové komory se dále zvětší odvod tepla z tohoto prostoru.By finning the surface of the stator ring at the back of the seal chamber, heat dissipation from this space is further increased.

Výhodou uspořádání podle vynálezu je velmi jednoduchá konstrukce, několikanásobné zvýšení součinitele přestupu tepla ze statorového kroužku do chladicího média. Axiální proudění chladicího média v axiálních kanálech statorového kroužku účinně omezuje rotaci média v ucpávkové komoře a navíc umožňuje i zvýšený odvod tepla z nosiče třecího kroužku. Souhrn uvedených výhod se projevuje možností použít kontaktní uhlíkovou ucpávku podle vynálezu až do velikosti odvodové rychlosti kol rotačního kompresoru 120 m/s. Předpokladem je použití materiálu s vysokou tepelnou vodivostí pro výrobu statorového kroužku.The advantage of the arrangement according to the invention is a very simple construction, several times the heat transfer coefficient from the stator ring to the cooling medium. The axial flow of the coolant in the axial channels of the stator ring effectively limits the rotation of the medium in the seal chamber, and also allows increased heat dissipation from the friction ring carrier. Summary of the above advantages is demonstrated by the possibility of using the contact carbon seal according to the invention up to a rotational compressor wheel speed of 120 m / s. A prerequisite is the use of a material with high thermal conductivity for the production of the stator ring.

Na připojeném výkresu je schematicky znázorněn příklad provedení hřídelová kontaktní uhlíkové ucpávky ve svislém osovém řezu.The attached drawing shows schematically an exemplary embodiment of a shaft contact carbon seal in vertical axial section.

Na hřídeli 1 kompresoru, který prochází ucpávkovou komorou £ vytvořenou ve dvoudílném, tělese J ucpávky je pevně uložen nosič A, uhlíkového třecího kroužku Uhlíkový třecí kroužek J, který je vlepen do drážky v nosiči £ je přes styčnou spáru & ^v dotyku s nákružkem statorového kroužku χ. Statorový křoužek 2 je svým nábojem uložen suvně v tělese J ucpávky a pružinami 8 přitlačován k třecímu kroužku J.A carbon friction ring carrier A is fixedly mounted on the compressor shaft 1 which passes through the seal chamber 4 formed in the two-piece seal body J, and the carbon friction ring J, which is glued into the groove in the carrier 6 is through the joint & ⁱⁿ contact with the stator ring collar. χ. The stator ring 2 is slidably mounted in the seal body J by its hub and pressed by the springs 8 to the friction ring J.

zof

Prostor ucpávkové komory £ je proti vnikání komprimovaného média utěsněn těsnicím krouž kem 2, uloženým mezi tělesem J ucpávky a nábojem statorového kroužku 2· Na tělese J ucpávky je vytvořen límec JO, kterým je ucpávková komora £ rozdělena na přední část, v niž je uložen třecí kroužek J a na zadní část, do níž vylistuje otvor 11 pro přívod chladicího média. Zadní část ucpávkové komory £ je propojena s přední části jednak axiálními kanály 12 válcového průřezu ve statorovém kroužku 2, které jsou umístěny rovnoměrně nad obvodem styčné spáry 6, a jednak obvodovou štěrbinou 13 vytvořenou límcem 1.0 a obvodovou plochou statorového kroužku 2* Celkový průtočný průřez axiálních kanálů 1.2 je dvojnásobný proti průtočnému průřezu obvodové štěrbiny 13. Povrch statorového kroužku 2 v zadní části ucpávkové komory £ je opatřen radiálním žebrováním 14 pro zvýšení účinnosti chlazení.The seal chamber 4 is sealed against the ingress of compressed medium by a sealing ring 2 located between the seal body J and the stator ring hub 2. A collar 10 is formed on the seal body J by which the seal chamber 4 is divided into a front part in which the ring 11 and the rear part into which the opening 11 for the coolant supply is projected. The rear part of the seal chamber 6 is connected to the front by both cylindrical axial channels 12 in the stator ring 2, which are located evenly above the periphery of the joint 6 and the peripheral slot 13 formed by the collar 1.0 and the peripheral surface of the stator ring 2. The surface of the stator ring 2 at the rear of the seal chamber 6 is provided with radial ribs 14 to increase the cooling efficiency.

Claims

A shaft contact carbon seal, in particular for rotary compressors of high peripheral speeds and high pressures of compressed gases, located in a compressor housing and comprising a stuffing box, a packing chamber into which a coolant supply opening opens and in which a carrier with a fixed friction ring, which is contacted by a shaft contact carbon seal against the friction ring via a contact gap in contact with the stator ring collar, slidably mounted in the seal body and springs, characterized in that it is on the body (3) in the seal chamber (2) a collar (10) is formed by which the seal chamber (2) is divided into a front part which houses the friction ring (5) and a rear part into which the coolant supply opening (11) opens, wherein the back part is the chamber (2) is connected and the front part axially channels (12) located in the stator ring (7) above the periphery of the joint (6) and the peripheral slot (13) formed by the collar (10) of the seal body (3) and the peripheral surface of the stator ring (7). The axial ducts (12) are larger than the flow cross section of the circumferential slot (13).

Contact carbon seal according to claim 1, characterized in that the surface of the stator ring (7) at the rear of the seal chamber (2) is provided with ribs (14).