JP3134088B2 - Seal of rotating body and sealing method - Google Patents
Seal of rotating body and sealing methodInfo
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01C19/02—Radially-movable sealings for working fluids
- F01C19/04—Radially-movable sealings for working fluids of rigid material
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- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
- Sealing Of Bearings (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は回転体とこの回転体を収
容するケーシングとにおけるシールであって、回転体あ
るいはケーシングに収容されたシールリングを有し、シ
ールリングの内周あるいは外周が回転体あるいはケーシ
ングと係合し、シールリングを囲む空間をシールリング
よりも広くしてシールリングが取り囲み空間内で軸方向
に移動可能であるようにし、シールリングがシールリン
グの内周面あるいは外周面での摩擦力によって回転体あ
るいはケーシングに移動可能に保持されるようにした回
転体のシールに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seal for a rotating body and a casing for accommodating the rotating body, comprising a rotating ring or a sealing ring contained in the casing, wherein the inner or outer periphery of the sealing ring is rotated. The seal ring is engaged with the body or the casing, and the space surrounding the seal ring is made larger than the seal ring so that the seal ring is movable in the surrounding space in the axial direction, and the seal ring has an inner peripheral surface or an outer peripheral surface of the seal ring. The present invention relates to a seal for a rotating body which is movably held on the rotating body or a casing by frictional force generated by the rotating member.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば米国特許第4714417号の図
6に示されるような、単一回転機の外側ロータに配置さ
れる前記型の公知のシールは、シールリングあるいはパ
ッキンリングがシール作用されるべき気体媒体の圧力に
よってはめあいシール面に対して圧縮され、それにより
摩擦の損失が生じかつ滑らかでないあるいは最小限に滑
らかなシール面に対して高水準の摩耗が生じる、という
欠点を有する。この欠点は、外周速度が20m/sec 以上
であるような非常に速く回転する回転体に対し、特に問
題となる。したがって、非常に速く回転する回転体のシ
ール作用は、通常シール間隙あるいはラビリンスパッキ
ンによって、非接触に行われる。良いシールとなる狭い
シール間隙は、しかしながら、高い製造コストを必要と
し、また考慮しなければならない熱膨張と製造公差との
結果、特にシール作用される外周が大きな直径のとき、
シール間隙の大きさは、適当な間隙シールとなる程十分
小さく作ることができない。公知のラビリンスパッキン
は、結果として、軸方向に並列に配置されたいくつかの
シールリブを有し、前記シールリブは、シールリブを囲
む空間に突出している。回転部分の軸方向の移動が考慮
されるために、共に回転しわずかに軸方向に移動可能で
ある油潤滑式軸受に対するガスタービンのシール作用に
関して、分離炭素リングが公知である。シール作用され
るべき媒体の圧力によってはめあいシール面に対して圧
縮されることによる、炭素リングの早期の摩耗を防止す
るため、仏国特許第2602847号によって、シール
作用される媒体のシールリングに対する圧力を大幅に補
償し、またシールリングのいずれかの側部に流体圧を作
用し、シールリングが中心位置まで圧縮されかつ中心位
置に保持されるようにする、ことが提案された。この流
体圧は、適当な、例えば高速回転する回転表面の表面な
らい削りによって得られ、前記回転表面は、これら回転
表面の間に空間を有してシールリングを収容する。しか
しながら、前記シールのシール作用は、高い製造コスト
にもかかわらず、不完全であり、圧力ガスと滑らかさの
損失は防止できない。2. Description of the Prior Art Known seals of the above type, which are arranged on the outer rotor of a single rotating machine, as shown for example in FIG. 6 of U.S. Pat. It has the disadvantage that the pressure of the gaseous medium compresses against the mating sealing surfaces, which results in a loss of friction and a high level of wear on the non-smooth or minimally smooth sealing surfaces. This drawback is particularly problematic for a very fast rotating body having an outer peripheral speed of 20 m / sec or more. Therefore, the sealing action of the rotating body, which rotates very fast, is normally performed in a non-contact manner by a seal gap or labyrinth packing. Narrow seal gaps that result in good seals, however, require high manufacturing costs and are a consequence of thermal expansion and manufacturing tolerances that must be considered, especially when the perimeter to be sealed is of large diameter.
The size of the seal gap cannot be made small enough to provide a suitable gap seal. Known labyrinth packings have consequently several sealing ribs arranged axially in parallel, said sealing ribs projecting into the space surrounding the sealing ribs. Separated carbon rings are known for the sealing action of gas turbines on oil-lubricated bearings that rotate together and are slightly axially movable because the axial movement of the rotating parts is taken into account. To prevent premature wear of the carbon ring due to compression against the mating sealing surface due to the pressure of the medium to be sealed, French Patent 2,602,847 discloses that the pressure of the medium to be sealed against the sealing ring It has been proposed to substantially compensate for this and to apply fluid pressure on either side of the seal ring so that the seal ring is compressed to a central position and held in the central position. This fluid pressure is obtained by surface milling of a suitable, for example, rapidly rotating, rotating surface, said rotating surface accommodating the sealing ring with a space between the rotating surfaces. However, despite the high manufacturing costs, the sealing action of said seals is imperfect and the loss of pressurized gas and smoothness cannot be prevented.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、回転
体のシールを見出すことであり、前記シールは特に、意
味のある摩耗なしに狭いシール間隙を可能にし、また低
い製造コストで作られ、しかも大きな直径のものに対し
て有利に構成され、必要とされる空間が限定される場
合、良好に作動して、機械の効率が上昇するようにす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The object of the invention is to find a seal for a rotating body which, in particular, enables a narrow seal gap without significant wear and is produced at low manufacturing costs. Also, it is advantageous for large diameters, where the required space is limited, it works well and increases the efficiency of the machine.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この課
題は、摩擦力が、シールリングの側表面に作用するシー
ルされるべき媒体の圧力の結果として生じる軸方向の力
よりも大きくなるようにし、それによりシールリングの
2つの側表面と、これら側表面に面する取り囲み空間の
側表面との間に環状間隙空間が常に形成されるようにし
てシールされるべき媒体がラビリンスパッキンの方法で
シールリングの周りを流れるようにし、取り囲み空間の
側表面の間においてシールリングがこれら側表面との短
時間の機械的当接接触によって、中心の非接触位置に自
動的に位置せしめられるようにする、ことで解決され
る。According to the invention, this object is achieved in that the frictional force is greater than the axial force resulting from the pressure of the medium to be sealed acting on the side surfaces of the seal ring. The medium to be sealed is a labyrinth packing in such a way that an annular gap space is always formed between the two side surfaces of the sealing ring and the side surfaces of the surrounding space facing these side surfaces. Flow around the seal ring so that between the side surfaces of the surrounding space the seal ring is automatically positioned in the center non-contact position by brief mechanical contact with these side surfaces. To be solved.
【0005】本発明による課題を解決する方法は、シー
ルリングの外周あるいは内周において摩擦力の結果とし
て生じる軸方向の力が、シールされるべき媒体がシール
リングに対し軸方向に作用する圧力よりも常に大きく、
しかしケーシング表面と当接するとシールリングが接着
力を克服して軸方向に移動可能であるようにシールリン
グに作用する半径方向ばねテンションを定め、それによ
りシールがシールリングとケーシングとの間のシール間
隙において、ラビリンスパッキンのように非接触になる
ようにした、ことを特徴とする。A solution to the problem according to the invention is that the axial force resulting from the friction at the outer or inner circumference of the seal ring is less than the pressure at which the medium to be sealed acts axially on the seal ring. Is always big,
However, it defines a radial spring tension acting on the seal ring so that when it abuts the casing surface, the seal ring overcomes the adhesive force and can move in the axial direction, thereby defining the seal between the seal ring and the casing. In the gap, non-contact like a labyrinth packing is provided.
【0006】本発明の結果として、シールリングは、測
定と精密な組立体とによっては得られないような、中心
の理想位置と直接機械的接触の短時間の当接による収容
空間の隣接表面との間の相対回転による隣接表面の間
の、中心の理想位置まで自動的に移動する。シールリン
グの接着周面の比較的大きな摩擦力が克服され、一方シ
ール作用される媒体の圧力によっては克服できない。し
たがって、シールリングを囲む空間は、従来の場合より
狭く作ることができ、またシールリングの変形のみによ
る製造公差もしくは熱膨張のいずれか一方あるいは双方
による当接が、シールリングが動かなくなるどんな危険
もあるいは永続的な摩耗もなしに、容易に生じる。した
がって、シールは、自己調節パッキンあるいは動ラビリ
ンスパッキンに関するように記載でき、また結果として
シールリングは、ラビリンス要素を形成する。[0006] As a result of the present invention, the seal ring is positioned adjacent to the ideal surface of the center and the adjacent surface of the receiving space by a short abutment of direct mechanical contact, which cannot be obtained by measurement and precision assembly. Automatically moves to the ideal center position between adjacent surfaces due to relative rotation between. Relatively large friction force of adhesion circumferential surface of the seal ring is overcome, whereas insurmountable by the pressure of the medium to be sealed acting. Therefore, the space surrounding the seal ring can be made narrower than before, and any abutment due to manufacturing tolerances and / or thermal expansion due to the deformation of the seal ring alone does not create any danger of the seal ring becoming stuck. Alternatively, it easily occurs without permanent wear. Thus, the seal can be described as relating to a self-adjusting packing or a dynamic labyrinth packing, and as a result the sealing ring forms a labyrinth element.
【0007】従来のラビリンスパッキンと同様な方法
で、いくつかのシールリングが軸方向に互いに連続し、
また各シールリングには取り囲み空間が付設される、こ
とは明らかである。また、本発明によるシールが、一般
に、他に対して互いに回転する回転体のシール作用に適
しているので、ケーシングに関する部材が異なる回転速
度で付加的に回転する、ことは明らかである。In a manner similar to conventional labyrinth packings, several seal rings are axially continuous with one another,
It is also clear that each sealing ring is provided with an enclosing space. It is also evident that the components relating to the casing additionally rotate at different rotational speeds, since the seal according to the invention is generally suitable for the sealing action of rotating bodies that rotate relative to one another.
【0008】従来のピストンリングの方法において、シ
ールリングは、重なり継手を有するあるいは有さない、
あるいは継手を有さない鋳型鉄、鋼あるいは同様な他の
金属あるいは非金属材料から作ることができる。十分な
ばねテンションを得るために、継手を有するシールリン
グとして、好ましくは、半径方向のより大きな断面と圧
力補償手段とが2つのリング側部に設けられる。またシ
ールリングは、取り囲み空間あるいはケーシングと比較
してわずかに大きい、すなわちわずかな圧縮はめ合いに
よって保持される。例えば取り囲み空間の分離ケーシン
グによってこのようにはめ合うとき、シールリングは、
また、初期テンションのある状態で移動可能であるよう
に回転体を囲むことができる。[0008] In the conventional piston ring method, the seal ring may or may not have an overlap joint.
Alternatively, it can be made from cast iron, steel or similar other metallic or non-metallic materials without joints. In order to obtain sufficient spring tension, a larger radial cross section and pressure compensation means are preferably provided on the two ring sides as seal rings with joints. Also, the sealing ring is held slightly larger, i.e. slightly compressed, compared to the surrounding space or casing. When fitted in this way, for example by a separate casing in the surrounding space, the sealing ring
Further, the rotating body can be surrounded so as to be movable with the initial tension.
【0009】さらなるシールの実施態様は、実施態様を
記載した請求項に記載される。[0009] Further sealing embodiments are described in the claims describing the embodiments.
【0010】[0010]
【実施例】本発明は、限定されない実施態様に関して、
以下にさらに詳細に記載される。添付図面には、シール
リングの断面の線図のみが示され、リングの側面境界線
は示されない。The present invention relates to non-limiting embodiments,
This is described in further detail below. In the accompanying drawings, only a diagrammatic view of the cross section of the seal ring is shown, without the lateral border of the ring.
【0011】図1に示される内部軸線の単一回転機は、
西独国特許公開(公告登録)第3432915号(米国
特許第4714417号あるいは米国特許第48012
55号)により詳細に記載されて、これは、本発明の一
部とみなされる。単一回転機の内部ロータ1と外部ロー
タ2とを固定幾何軸線周りに取り付けることによって、
単一回転機は高速回転に適し、例えば20から50m/se
c の外周速度が大きい外部ロータ2に生じるようにす
る。本発明は、例えば外部ロータの側面部材3、4で
の、非接触のシールを提供する。この目的のため提供さ
れたシール5、6は、前記側面部材3、4の溝として成
形された空間7に囲まれたシールリングあるいはパッキ
ンリング8を有し、また前記シールリング8の外周面9
は、機械ケーシング11の円状円筒の内側表面10に摩
擦グリップで強固に係合する。The single rotating machine of the internal axis shown in FIG.
No. 3432915 (U.S. Pat. No. 4,714,417 or U.S. Pat.
No. 55), which is considered a part of the present invention. By mounting the inner rotor 1 and the outer rotor 2 of a single rotating machine around a fixed geometric axis,
Single rotating machine is suitable for high speed rotation, for example, 20 to 50 m / se
The outer peripheral speed of c is generated in the outer rotor 2 having a large value. The invention provides a non-contact seal, for example, on the side members 3, 4 of the outer rotor. The seals 5, 6 provided for this purpose have a seal ring or packing ring 8 surrounded by a space 7 formed as a groove in the side members 3, 4, and an outer peripheral surface 9 of the seal ring 8.
Are firmly engaged with the inner surface 10 of the circular cylinder of the machine casing 11 by a friction grip.
【0012】シールリング、あるいは同様に配置されシ
ールリング8の対応する取り囲み空間7を形成する他の
リング表面を囲む空間7の側面の半径方向の環状表面1
3、14は、シールリング8が理想中心位置のときの非
接触相対回転運動と、環状表面13、14の間のタンブ
リング運動の位置決めとを可能にするのにちょうど十分
な間隔を互いに有し、間隙シールのための対応する最小
の間隙空間が得られるようにする。シールリング8のこ
の位置は、その正確な組立体によっては得られず、その
代わり、相対回転運動の開始時における取り囲み溝表面
13、14での2つの側部の当接により自動的に達成さ
れ、このとき、シールリングの外周での表面9、10の
間の摩擦グリップあるいは圧入が、対応する機械的力に
よって容易に克服される。A radial annular surface 1 on the side of the space 7 surrounding a seal ring or other ring surface which is likewise arranged and forms a corresponding surrounding space 7 of the seal ring 8;
3, 14 have a distance from each other just enough to allow non-contact relative rotational movement when the seal ring 8 is in the ideal center position and positioning of the tumbling movement between the annular surfaces 13, 14; A corresponding minimum gap space for the gap seal is obtained. This position of the sealing ring 8 cannot be obtained by its precise assembly, but instead is automatically achieved by the abutment of the two sides on the surrounding groove surfaces 13, 14 at the start of the relative rotational movement. At this time, the friction grip or press-fit between the surfaces 9, 10 at the outer periphery of the seal ring is easily overcome by the corresponding mechanical force.
【0013】シールリング8に作用する気体の差圧を制
限するため、シール間隙15、16を画成するリング表
面17、18は、好ましくは狭い区域に制限され、また
シールリングの側部の残りの部分において、前記2つの
シールリングの側部の間に、圧力補償のための自由空間
20、21がある。In order to limit the pressure differential of the gas acting on the seal ring 8, the ring surfaces 17, 18 defining the seal gaps 15, 16 are preferably restricted to a narrow area and the remainder of the sides of the seal ring. , Between the sides of the two seal rings, there are free spaces 20, 21 for pressure compensation.
【0014】図2から図5による実施態様において、自
由空間20、21は、各側部に段19を形成するシール
リングの側部の切り込みによって形成される。図6によ
る実施態様においては、自由空間21は、シールリング
8の一側および低圧側のみにある。In the embodiment according to FIGS. 2 to 5, the free spaces 20, 21 are formed by cuts in the sides of the seal ring forming steps 19 on each side. In the embodiment according to FIG. 6, the free space 21 is only on one side of the seal ring 8 and on the low-pressure side.
【0015】段19を形成する切り込みによって形成さ
れる代わりに、図7によれば、自由空間20′、21′
は、シールリング8の一側あるいは両側の傾斜表面2
2、23あるいは円錐表面によって、形成できる。Instead of being formed by cuts forming steps 19, according to FIG. 7, free spaces 20 ', 21'
Is the inclined surface 2 on one or both sides of the seal ring 8
It can be formed by 2, 23 or conical surfaces.
【0016】図8の実施態様によれば、摩擦力によって
保持された表面24内に、半径方向の断面を有して全円
周に亘り延びる溝25が設けられ、前記溝25は、摩擦
力のための接触表面を減少させ、表面圧力が増加するよ
うにする。また、摩擦力を改良する潤滑油膜が形成され
るのをさらに困難にし、かつ潤滑油膜が、例えば図1の
機械の軸受および歯車潤滑を介して、シールリング8ま
で通じるようになる。適当に、排出開口26は、溝空間
からシールリング8の低圧側に向かって外側に通じ、溝
空間に、潤滑油あるいは気体圧力がないようにする。According to the embodiment of FIG. 8, in the surface 24 which is held by the friction force, a groove 25 extending over the entire circumference with a radial cross-section is provided, said groove 25, friction The contact surface for rubbing is reduced and the surface pressure is increased. Also, the more difficult that the lubricant film to improve the friction force is formed, and a lubricating oil film, for example, via the bearings and gear lubrication of the machine of FIG. 1, so that leads to the sealing ring 8. Suitably, the discharge opening 26 leads outwardly from the groove space towards the low pressure side of the seal ring 8 so that there is no lubricating oil or gas pressure in the groove space.
【0017】図9は、シールリング8が用いられたシー
ルの実施態様を示し、前記シールリング8は、自由空間
を形成する側表面のならい削りを有さず、これは、自由
空間20′′、21′′が取り囲み空間の側表面31、
32によって形成されるためである。FIG. 9 shows an embodiment of a seal in which a seal ring 8 is used, said seal ring 8 not having a side surface forming a free space, which is free space 20 ″. , 21 ″ are side surfaces 31 of the surrounding space,
32.
【0018】図10および図11による実施態様におい
て、シールリング8は、突合わせ表面29、30により
横方向に画成された、より広い断面区域31を有し、取
り囲み溝空間7の表面13、14上のシール間隙15、
16を画成する狭いリング表面17、18の突合わせ接
触と、これに対する損傷とを防止するようにする。突合
わせ表面29、30が、媒体圧力による取り囲み溝空間
の表面13、14に対する制御できない動きをもたらす
シール作用に寄与しないことを保証するために、シール
リング8の2つの側部は、流路32、33もしくは流路
34のいずれか一方あるいは双方によって相互連結され
る。In the embodiment according to FIGS. 10 and 11, the sealing ring 8 has a larger cross-sectional area 31 defined laterally by abutting surfaces 29, 30 and covers the surface 13, 13 of the surrounding groove space 7, Seal gap 15 on 14,
The narrow ring surfaces 17, 18 that define 16 butt contact and damage to it are prevented. To ensure that the butt surfaces 29, 30 do not contribute to the sealing action resulting in uncontrollable movement of the surrounding groove space with respect to the surfaces 13, 14 due to the medium pressure, the two sides of the sealing ring 8 are provided with a channel 32 , 33 and / or the flow path 34.
【0019】図12によれば、突合わせ表面29、30
に、くさび形状の摺動する靴状の突起35を設けること
ができ、取り囲み空間7の表面13、14での突合わせ
において、前記突起35は、すべり膜の形成を補助し、
かつ結果として取り囲み空間7でのシールリング8の自
動の心出しを、どんな重要な摩耗あるいはさらには点食
なしに、容易にする。Referring to FIG. 12, the butting surfaces 29, 30
In addition, a wedge-shaped sliding shoe-shaped projection 35 can be provided, and in the abutment on the surfaces 13 and 14 of the surrounding space 7, the projection 35 assists the formation of a slip film,
And as a result, the automatic centering of the sealing ring 8 in the surrounding space 7 is facilitated without any significant wear or even pitting.
【0020】図13から図15による実施態様におい
て、シールリングの側表面36、37は、限られた深さ
の半径方向向きの溝39を有するように回転具38によ
って提供され、前記溝39は、例えば図14に円で示さ
れた壺形状のといし車38、あるいはフライス加工機に
よって形成される。これらの溝39により、例えば図2
による自由空間20、21と全く同じように、圧力補償
が可能となる。シールは、ラビリンスパッキンの方法
で、シールリング8と取り囲み溝空間7との間の狭いす
きまによって再び得られる。狭い溝空間でシールリング
8の側表面が平らになるのを防止することは、溝空間7
の側表面13、14での当接部でシールリング8が動か
なくなることの危険性を削除する。In the embodiment according to FIGS. 13 to 15, the side surfaces 36, 37 of the seal ring are provided by a rotating tool 38 with a radial groove 39 of limited depth, said groove 39 being For example, it is formed by a pot-shaped wheel 38 shown by a circle in FIG. 14 or a milling machine. Due to these grooves 39, for example, FIG.
Pressure compensation is possible in exactly the same way as in the free spaces 20, 21. The seal is obtained again in the manner of labyrinth packing by a narrow gap between the sealing ring 8 and the surrounding groove space 7. The side surface of the seal ring 8 is prevented from being flattened between the narrow grooves empty, groove chamber 7
The danger that the seal ring 8 will not move at the abutment at the side surfaces 13, 14 is eliminated.
【0021】図16から図18に示される実施態様にお
いて、誇張して示された偏向部分40、41、42のよ
うな、シールリング8のわずかに湾曲した変形部分によ
って、図13から図15の実施態様の作用と同じような
作用が得られる。このような波形状のシールリング8
は、また、前記リング8の外周方向での改良されたシー
ル作用をもたらす。In the embodiment shown in FIGS. 16-18, a slightly curved deformed portion of the seal ring 8, such as exaggerated deflecting portions 40, 41, 42, causes An operation similar to that of the embodiment is obtained. Such a wavy seal ring 8
Also provides an improved sealing action in the circumferential direction of the ring 8.
【0022】実施態様によって示されたように、シール
リング8は、シール作用される本体に対し摩擦によって
互いに、図2および図3、ならびに図6から図18に従
ってその外周表面9か、あるいは図4および図5に従っ
てその内周表面12のいずれかが係合し、またシールリ
ング8を回転体に接着して提供できるけれども、シール
リング8は、好ましくは静止体、すなわち図1の実施態
様での機械ケーシング11である本体に接着される。し
かしながら、シールリング8を回転体に接着して提供す
る場合、高速回転時にシールリング8が中心位置に移動
できることを保証するために、遠心力について考慮しな
ければならない。空間7を形成するために、シールリン
グ8が回転体を囲むのかあるいは回転体に囲まれるの
か、シールリング8が回転体に接着されるのかあるいは
接触することなく回転体に囲まれるのか、ということは
本発明の機能に関して重要ではない。[0022] As indicated by the embodiment, the seal ring 8, to one another by friction Shi pairs body to be sealed acting friction, 2 and 3, and the outer peripheral surface 9 or according to Figure 18 from Figure 6, or The seal ring 8 is preferably a stationary body, ie the embodiment of FIG. 1, although any of its inner peripheral surfaces 12 can be engaged according to FIGS. 4 and 5 and the seal ring 8 can be provided adhesively to the rotating body. Is adhered to the main body which is the machine casing 11 in the above. However, when the seal ring 8 is provided by being adhered to the rotating body, the centrifugal force must be considered in order to ensure that the seal ring 8 can move to the center position during high-speed rotation. To form the space 7, whether the seal ring 8 surrounds or is surrounded by the rotating body, whether the seal ring 8 is adhered to the rotating body or is surrounded by the rotating body without touching the rotating body. Is not important for the functioning of the present invention.
【0023】添付図面が、本発明のシールの限定された
可能性のあるいくつかの実施態様のみを示し、またシー
ルリング8と付設された取り囲み空間7との成形は、さ
まざまな変更ができる、ことは明らかである。The accompanying drawings show only a few possible embodiments of the seal of the invention, and the shaping of the sealing ring 8 and the associated surrounding space 7 can be varied in various ways. It is clear.
【図1】公知の型の単一回転機の内側の心軸を介する軸
方向断面図である。FIG. 1 is an axial cross-sectional view through a central mandrel of a known type of single rotating machine.
【図2】シールリングがケーシングに保持された、図1
による単一回転機の本発明のシールの拡大断面図であ
る。FIG. 2 shows a seal ring held in a casing, FIG.
1 is an enlarged sectional view of the seal of the present invention of a single rotating machine according to the present invention.
【図3】図2によるシールの周面区域の側面図である。3 shows a side view of the peripheral area of the seal according to FIG. 2;
【図4】回転体に保持されたシールリングを有するシー
ルの拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a seal having a seal ring held by a rotating body.
【図5】図4によるシールの周面区域の側面図である。5 shows a side view of the peripheral area of the seal according to FIG. 4;
【図6】本発明のシールのさらなる実施態様を示す断面
図である。FIG. 6 is a sectional view showing a further embodiment of the seal of the present invention.
【図7】本発明のシールのさらなる実施態様を示す図6
と同様な図である。FIG. 7 shows a further embodiment of the seal of the invention.
FIG.
【図8】本発明のシールのさらなる実施態様を示す図6
と同様な図である。FIG. 8 shows a further embodiment of the seal of the invention.
FIG.
【図9】本発明のシールのさらなる実施態様を示す図6
と同様な図である。FIG. 9 shows a further embodiment of the seal of the invention.
FIG.
【図10】本発明のシールのさらなる実施態様を示す断
面図である。FIG. 10 is a sectional view showing a further embodiment of the seal of the present invention.
【図11】図10によるシールの周面区域の側面図であ
る。FIG. 11 shows a side view of the peripheral area of the seal according to FIG. 10;
【図12】図10によるシールの突合わせ表面を示す図
である。FIG. 12 shows the butt surface of the seal according to FIG. 10;
【図13】本発明のシールのさらなる実施態様を示す断
面図である。FIG. 13 is a sectional view showing a further embodiment of the seal of the present invention.
【図14】図13によるシールの周面区域の側面図であ
る。14 shows a side view of the peripheral area of the seal according to FIG. 13;
【図15】シールリングの横表面のならい削りの実施態
様を示す、シールリングの狭く画成された部分を示す図
である。FIG. 15 shows a narrowly defined portion of the seal ring, illustrating an embodiment of traversing the lateral surface of the seal ring.
【図16】本発明のシールのさらなる実施態様を示す断
面図である。FIG. 16 is a sectional view showing a further embodiment of the seal of the present invention.
【図17】図16によるシールの周面区域の側面図であ
る。17 shows a side view of the peripheral area of the seal according to FIG. 16;
【図18】図16によるシールの周面区域の断面図であ
る。FIG. 18 shows a section through the peripheral area of the seal according to FIG. 16;
2…回転体 7…取り囲み空間 8…シールリング 9…外周表面 11…ケーシング 13、14…側表面 15、16…環状間隙空間 17、18…シール間隙表面 19;19′′…段 20、21;20′′、21′′…自由空間 24…接触表面 25…全円周の溝 26…流出開口 29、30…突合わせ表面 31…断面区域 32…くぼみ 34…流路 35…突起 36、37…側表面 39…溝 40、41、42…偏向部分 2 ... rotating body 7 ... surrounding space 8 ... seal ring 9 ... outer peripheral surface 11 ... casing 13, 14 ... side surface 15, 16 ... annular gap space 17, 18 ... seal gap surface 19; 19 '' ... step 20, 21; 20 '', 21 '' ... free space 24 ... contact surface 25 ... groove of the whole circumference 26 ... outflow opening 29, 30 ... butting surface 31 ... cross-sectional area 32 ... recess 34 ... flow path 35 ... protrusion 36, 37 ... Side surface 39 ... groove 40, 41, 42 ... deflection part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 米国特許4714417(US,A) 仏国特許2602847(FR,B) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16J 15/16 - 15/30 F01C 19/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (56) References US Patent 4,714,417 (US, A) French Patent 2,602,847 (FR, B) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F16J 15/16- 15/30 F01C 19/08
Claims (11)
とにおけるシールであって、回転体(3)あるいはケー
シング(11)に収容されたシールリング(8)を有
し、シールリングの内周あるいは外周が回転体あるいは
ケーシングと係合し、シールリング(8)を囲む空間
(7)をシールリング(8)よりも広くしてシールリン
グ(8)が取り囲み空間(7)内で軸方向に移動可能で
あるようにし、シールリングがシールリング(8)の内
周面あるいは外周面での摩擦力によって回転体(3)あ
るいはケーシング(11)に移動可能に保持されるよう
にした回転体のシールにおいて、該摩擦力が、シールリ
ング(8)の側表面に作用するシールされるべき媒体の
圧力の結果として生じる軸方向の力よりも大きくなるよ
うにし、それによりシールリングの2つの側表面と、こ
れら側表面に面する取り囲み空間(7)の側表面との間
に環状間隙空間が常に形成されるようにしてシールされ
るべき媒体がラビリンスパッキンの方法でシールリング
(8)の周りを流れるようにし、取り囲み空間(7)の
側表面(13、14)の間においてシールリング(8)
がこれら側表面(13、14)との短時間の機械的当接
接触によって、中心の非接触位置に自動的に位置せしめ
られるようにした回転体のシール。1. A seal for a rotating body and a casing for housing the rotating body, the seal including a seal ring (8) housed in the rotating body ( 3 ) or the casing (11), and an inner periphery of the seal ring. Alternatively, the outer periphery is engaged with the rotating body or the casing, and the space (7) surrounding the seal ring (8) is made larger than the seal ring (8) so that the seal ring (8) surrounds the seal ring (8) in the axial direction. The rotating body is configured to be movable, and the seal ring is movably held by the rotating body ( 3 ) or the casing (11) by frictional force on the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the seal ring (8). in sealing, the frictional force is greater than the axial force resulting from <br/> pressure of the medium to be sealed acting on the side table surface of the sheet Ruringu (8)
Unishi, whereby the two side surfaces of the sealing ring, this
Around the way the seal ring of the medium to be seal as the annular gap space is always formed labyrinth seal (8) between the side surfaces of the surrounding space (7) facing these side surfaces to flow, preparative sealing ring between the side surfaces (13, 14) of Rikakomi space (7) (8)
There by brief mechanical abutment contact with these side surfaces (13, 14), automatically brought located in the non-contact position of the center
Sealing of the rotating body that is to so that is.
グ(8)を囲む取り囲み空間(7)の側表面の少なくと
も1つにおいて、摩擦力によって係合している方のシー
ルリング(8)の周面(9)から所定距離だけ離間し
て、圧力補償のために自由空間(20、21;2
0’’、21’’)が設けられ、該自由空間が切り込み
により形成され、該切り込みが、間隙空間(15、1
6)を画成する環状シール間隙表面(17、18)に段
(19;19’’)によって連結され、該環状シール間
隙表面(17、18)の幅が前記所定距離と一致する、
請求項1に記載の回転体のシール。2. Seal ring (8) or seal ring
Box (8)SurroundingAt least the side surface of space (7)
Also in one,Engaged by frictionOneC
Of Luling (8)Peripheral surfaceFrom (9)Separated by a predetermined distance
For pressure compensationSelfFree space (20, 21; 2
0 ", 21"),The free space is cut
Formed by theNotch,whileVoid space (15, 1
6) on the annular seal gap surfaces (17, 18) definingStep
(19; 19 '')Concatenated,Between the annular seals
Gap surface (17, 18)Is equal to the predetermined distance,
The seal for a rotating body according to claim 1.
(8)を取り囲み空間(7)内で中心に位置決めするた
めのかつシール間隙表面(17、18)を保護するため
の、環状に囲む突き合わせ表面(29、30)を有し、
前記突き合わせ表面(29、30)が、より広いシール
リング(8)の断面区域(31)を横方向に画成する、
請求項1に記載の回転体のシール。3. The side of the seal ring surrounds the seal ring (8) and is centrally positioned in the surrounding space (7) .
Because of and for protecting the seal gap surface (17, 18)
An annular surrounding butt surface (29, 30);
Said butting surfaces (29, 30) laterally defining a cross-sectional area (31) of a wider sealing ring (8);
The seal for a rotating body according to claim 1.
グ(8)の軸方向の2つの面するリング側部が、シール
リング(8)を横切って通る流路(34)、あるいはシ
ールリング(8)の側部に渡って半径方向に延びるくぼ
み(32)によって相互連結される、請求項1に記載の
回転体のシール。4. A seal ring (8) provided for pressure compensation, wherein two axially facing ring sides of the seal ring (8) pass through the seal ring (8), or the seal ring (8). 2. The rotary body seal according to claim 1, wherein the seals are interconnected by recesses (32) extending radially across the sides of (8).
膜の形成のために突合わせ表面(29)に形成される、
請求項3に記載の回転体のシール。5. A wedge-shaped projection (35) is formed on the butt surface (29) for the formation of a sliding oil film.
A seal for a rotating body according to claim 3.
7)が、溝(39)を介して半径方向に向いている、請
求項1に記載の回転体のシール。6. Side surfaces (36, 3) of the sealing ring (8).
2. The rotary body seal according to claim 1, wherein 7) faces radially via a groove (39).
表面を形成するために外周上に連続する偏向部分(4
0、41、42)を有する、請求項1に記載の回転体の
シール。7. A sealing ring (8) having a continuous deflection portion (4) on its outer circumference to form individual butt surfaces.
0, 41, 42), the seal of the rotating body according to claim 1.
ケーシングにおいて、少なくとも1つの環状内周あるい
は外周表面と係合し、前記環状内周あるいは外周表面が
シールリング(8)より狭い、請求項1に記載の回転体
のシール。8. The seal ring (8) engages at least one annular inner or outer peripheral surface of the rotating body or the casing, and the annular inner or outer peripheral surface is narrower than the seal ring (8). 2. The seal of the rotating body according to 1.
が、静摩擦によるシールリング(8)の保持のために、
全円周の溝(25)によって減少される、請求項8に記
載の回転体のシール。9. The contact surface (24) of the sealing ring (8).
However, in order to hold the seal ring (8) by static friction,
9. The rotary body seal according to claim 8, wherein the seal is reduced by a full circumferential groove (25).
6)によってシールリング(8)の外側に連結される、
請求項9に記載の回転体のシール。10. The space of the groove (25) is formed by an outlet opening (2).
6) connected to the outside of the seal ring (8) by
A seal for a rotating body according to claim 9.
るシール方法であって、回転体(3)を囲むシールリン
グ(8)によって行われ、前記シールリング(8)の内
周あるいは外周が半径方向の弾性によってケーシングお
よび回転体のうちの一方と係合するシール方法におい
て、シールリングの外周あるいは内周において摩擦力の
結果として生じる軸方向の力が、シールされるべき媒体
がシールリング(8)に対し軸方向に作用する圧力より
も常に大きく、しかしケーシング表面(13、14)と
当接するとシールリングが接着力を克服して軸方向に移
動可能であるようにシールリング(8)に作用する半径
方向ばねテンションを定め、それによりシールがシール
リング(8)とケーシング(7、11)との間のシール
間隙(15、16)において、ラビリンスパッキンのよ
うに非接触になるようにしたシール方法。11. A method for sealing a rotating body housed in a casing, wherein the sealing is performed by a seal ring (8) surrounding the rotating body ( 3 ), wherein the inner circumference or the outer circumference of the seal ring (8) is radial. The casing and elasticity
In the sealing method of one engaging of the preliminary rotation body, axial force resulting from the friction force Te periphery or inner periphery odor seal ring, medium to be sealed is to the sealing ring (8) From the pressure acting in the axial direction
Always greater, however radius <br/> abutment Then the sealing ring casing surface (13, 14) acts on the sealing ring on a movable der so that the axial direction by overcoming the adhesive force (8)
A sealing method in which a directional spring tension is defined such that the seal is non-contacting like a labyrinth packing in the sealing gap (15, 16) between the sealing ring (8) and the casing (7, 11).
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