RU167797U1 - Labyrinth seal - Google Patents

Labyrinth seal Download PDF

Info

Publication number
RU167797U1
RU167797U1 RU2015137117U RU2015137117U RU167797U1 RU 167797 U1 RU167797 U1 RU 167797U1 RU 2015137117 U RU2015137117 U RU 2015137117U RU 2015137117 U RU2015137117 U RU 2015137117U RU 167797 U1 RU167797 U1 RU 167797U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seal
rotor
radial
radial inner
scallops
Prior art date
Application number
RU2015137117U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Владимирович Касьянов
Ольга Александровна Мелузова
Original Assignee
Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" filed Critical Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра"
Priority to RU2015137117U priority Critical patent/RU167797U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU167797U1 publication Critical patent/RU167797U1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/44Free-space packings
    • F16J15/447Labyrinth packings

Abstract

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в машинах различного назначения для уплотнения радиальных зазоров между вращающимися и неподвижными узлами.Технический результат достигается тем, что в лабиринтном уплотнении, содержащем корпус уплотнения, установленный в статор и сопрягаемый с ротором, на радиальной внутренней поверхности которого последовательно выполнены кольцевые канавки, формирующие уплотнительные гребешки, при чем кольцевая канавка выполнена зигзагообразной формы, при этом торцевые поверхности гребешков параллельны друг к другу, а относительно радиальной внутренней поверхности корпуса уплотнения расположены под углом от 60 до 90 градусов.Изобретение обеспечивает высокую эффективность за счет малых протечек через уплотнение и сохранение работоспособности уплотнения при увеличении радиального зазора в процессе эксплуатации.The invention relates to a sealing technique and can be used in machines for various purposes to seal radial gaps between rotating and stationary nodes. The technical result is achieved by the fact that in a labyrinth seal containing a seal housing mounted in the stator and mating with the rotor on the radial inner surface of which consecutively made annular grooves forming sealing scallops, wherein the annular groove is made in a zigzag shape, while the end along erhnosti ridges are parallel to each other and relative to the radial inner surface of the seal housing disposed at an angle of 60 to 90 gradusov.Izobretenie provides high efficiency due to small leaks through the seal and maintaining sealing performance by increasing the radial clearance during operation.

Description

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в машинах различного назначения для уплотнения радиальных зазоров между вращающимися и неподвижными узлами.The invention relates to a sealing technique and can be used in machines for various purposes for sealing radial gaps between rotating and fixed nodes.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является лабиринтное уплотнение, содержащее корпус уплотнения, установленный в статор и сопрягаемый с ротором, на радиальной внутренней поверхности которого последовательно выполнены кольцевые канавки, формирующие уплотнительные гребешки, внутренние кромки которых образуют с ротором лабиринтный зазор (В.Б. Шнепп. Конструкция и расчет центробежных компрессорных машин. - М.: Машиностроение, 1995. - стр. 131), которое принято за прототип.The closest analogue to the claimed invention is a labyrinth seal containing a seal housing installed in the stator and mating with the rotor, on the radial inner surface of which are annular grooves forming sealing ridges, the inner edges of which form a labyrinth gap with the rotor (V. B. Shnepp The design and calculation of centrifugal compressor machines. - M .: Mechanical Engineering, 1995. - p. 131), which is taken as a prototype.

Недостатком данной конструкции является то, что при работе в результате закручивания потока газа в уплотнении при наличии эксцентриситета ротора резко увеличивается силовое воздействие на поверхность ротора от возникающих циркуляционных сил.The disadvantage of this design is that when working as a result of swirling the gas flow in the seal in the presence of an eccentricity of the rotor, the force effect on the rotor surface from the arising circulation forces sharply increases.

В результате силового воздействия могут возникать резонансные явления на собственной частоте ротора, что может привести к возникновению вибраций с амплитудой, превышающей зазоры в подшипниках, что приводит к износу гребешков лабиринтов и часто к разрушению оборудования.As a result of the force action, resonance phenomena can occur at the natural frequency of the rotor, which can lead to vibrations with an amplitude exceeding the clearances in the bearings, which leads to wear of the ridges of the labyrinths and often to destruction of equipment.

Силы значительно возрастают при изнашивании гребешков, увеличении радиального зазора и несоосности роторной и статорной части, что приводит к возрастанию потока утечек, снижению тем самым эффективности работы уплотнения и возрастанию радиальных и осевых сил, действующих на ротор.The forces increase significantly with the wear of the scallops, an increase in the radial clearance and misalignment of the rotor and stator parts, which leads to an increase in leakage flow, thereby reducing the efficiency of the seal and an increase in the radial and axial forces acting on the rotor.

Задачей изобретения является повышение эффективности уплотнения в части уменьшения радиальных динамических воздействий на ротор при увеличении радиального зазора и наличии несоосности роторной и статорной части уплотнения.The objective of the invention is to increase the efficiency of the seal in terms of reducing radial dynamic effects on the rotor with increasing radial clearance and the presence of misalignment of the rotor and stator part of the seal.

Технический результат заключается в устранении вихревых образований между гребешками в канавках уплотнения за счет формы гребешков и канавок заявляемого изобретения и снижении циркуляционных сил, действующих на ротор, что позволяет повысить эффективность лабиринтного уплотнения при увеличении зазора и несоосности роторной и статорной частей уплотнения.The technical result consists in eliminating vortex formations between the scallops in the seal grooves due to the shape of the scallops and grooves of the claimed invention and in reducing the circulating forces acting on the rotor, which makes it possible to increase the efficiency of the labyrinth seal with increasing clearance and misalignment of the rotor and stator parts of the seal.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном лабиринтном уплотнении, содержащем корпус уплотнения, установленный в статор и сопрягаемый с ротором, на радиальной внутренней поверхности которого последовательно выполнены кольцевые канавки, формирующие уплотнительные гребешки, при чем кольцевая канавка выполнена зигзагообразной формы, при этом торцевые поверхности гребешков параллельны друг к другу, а относительно радиальной внутренней поверхности корпуса уплотнения расположены под углом от 60 до 90 градусов.The specified technical result is achieved by the fact that in the known labyrinth seal containing the seal housing mounted in the stator and mating with the rotor, on the radial inner surface of which there are successively made annular grooves forming sealing ridges, wherein the annular groove is made in a zigzag shape, while the end surfaces scallops are parallel to each other, and with respect to the radial inner surface of the seal body are located at an angle of 60 to 90 degrees.

Благодаря введению в известный объект гребешков зигзагообразной формы, расположенных под углом к радиальной внутренней поверхности корпуса от 60 до 90 градусов, лабиринтное уплотнение обеспечивает:Thanks to the introduction of zigzag scallops into a known object, located at an angle to the radial inner surface of the housing from 60 to 90 degrees, the labyrinth seal provides:

- отсутствие вихревых образований между гребешками, которые приводят к появлению циркуляционных сил в уплотнении, что обеспечивает динамическую устойчивость ротора, особенно в оборудовании, работающем под большим давлением;- the absence of vortex formations between the combs, which lead to the appearance of circulating forces in the seal, which provides dynamic stability of the rotor, especially in equipment operating under high pressure;

- снижение закрутки потока на входе в лабиринтное уплотнение за счет наличия выступающих в поток гребешков. Гребешки служат в качестве направляющих элементов, рассекающих вращающийся поток и направляющих его в уплотнение вдоль оси;- reducing the swirling flow at the entrance to the labyrinth seal due to the presence of protruding scallops in the flow. Scallops serve as guiding elements dissecting the rotating flow and guiding it into the seal along the axis;

- повышенную жесткость гребешков уплотнения и, как следствие, возможность использования при больших перепадах давления.- increased rigidity of the combs of the seal and, as a consequence, the ability to use with large pressure drops.

На фиг. 1 представлено лабиринтное уплотнение машины в разрезе.In FIG. 1 shows a labyrinth seal of a machine in section.

На фиг. 2 показан вид А по фигуре 1 этого уплотнения.In FIG. 2 shows a view A from figure 1 of this seal.

Лабиринтное уплотнение содержит роторную часть 1 и корпус уплотнения (статор) 2, между которыми имеется зазор δ. Корпус 2 выполнен в виде кольца, на внутренней поверхности которого расположены гребешки 3, каждый гребешок детали расположен относительно друг друга параллельно, а к радиальной внутренней поверхности корпуса 2 - под углом α. Угол α составляет 60-90 градусов. При этом гребешки формируют кольцевые канавки 4 зигзагообразной формы. Количество гребешков зависит от конструкции узла и условий работы лабиринтного уплотнения.The labyrinth seal contains a rotor part 1 and a seal housing (stator) 2, between which there is a gap δ. The housing 2 is made in the form of a ring, on the inner surface of which there are combs 3, each comb of the part is parallel to each other, and to the radial inner surface of the housing 2 at an angle α. The angle α is 60-90 degrees. In this case, the scallops form annular grooves 4 of a zigzag shape. The number of scallops depends on the design of the assembly and the working conditions of the labyrinth seal.

Изготавливаются такие лабиринтные уплотнения по технологии селективного лазерного сплавления, например, на установке Concept Laser М2.Such labyrinth seals are manufactured using selective laser fusion technology, for example, at a Concept Laser M2 installation.

Заявляемое устройство работает следующим образом. В уплотнении при движении потока рабочей среды через радиальный зазор δ между гребешками 3 корпуса 2 и ротором 1 за счет перепада давления рабочая среда дросселируется в зазорах между уплотнительными гребешками и поверхностью ротора. Зигзагообразная форма кольцевых канавок разбивает поток среды на входе в уплотнение на отдельные струи, а также препятствует образованию в кольцевых канавках между гребешками вихревых явлений, способствующих появлению циркуляционных сил на ротор.The inventive device operates as follows. In the seal, when the medium flows through the radial clearance δ between the combs 3 of the housing 2 and the rotor 1 due to the pressure drop, the medium is throttled in the gaps between the sealing combs and the rotor surface. The zigzag shape of the annular grooves divides the fluid flow at the inlet of the seal into separate jets, and also prevents the formation of vortex phenomena in the annular grooves between the combs, contributing to the appearance of circulating forces on the rotor.

Таким образом, изобретение обеспечивает высокую эффективность уплотнения и уменьшает циркуляционные силы, тем самым снижая силовое воздействие на ротор при увеличении радиального зазора в процессе эксплуатации.Thus, the invention provides high sealing efficiency and reduces circulation forces, thereby reducing the force on the rotor with increasing radial clearance during operation.

Claims (1)

Лабиринтное уплотнение, содержащее корпус уплотнения, установленный в статор и сопрягаемый с ротором, на радиальной внутренней поверхности которого последовательно выполнены кольцевые канавки, формирующие уплотнительные гребешки, отличающееся тем, что кольцевая канавка выполнена зигзагообразной формы, при этом торцевые поверхности гребешков параллельны друг к другу, а относительно радиальной внутренней поверхности корпуса уплотнения расположены под углом от 60° до 90°.A labyrinth seal comprising a seal housing mounted in a stator and mating with a rotor, on the radial inner surface of which are annular grooves forming sealing ridges, characterized in that the annular groove is made in a zigzag shape, while the end surfaces of the ridges are parallel to each other, and relative to the radial inner surface of the housing, the seals are located at an angle of 60 ° to 90 °.
RU2015137117U 2015-08-31 2015-08-31 Labyrinth seal RU167797U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015137117U RU167797U1 (en) 2015-08-31 2015-08-31 Labyrinth seal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015137117U RU167797U1 (en) 2015-08-31 2015-08-31 Labyrinth seal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU167797U1 true RU167797U1 (en) 2017-01-10

Family

ID=58451541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015137117U RU167797U1 (en) 2015-08-31 2015-08-31 Labyrinth seal

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU167797U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5029876A (en) * 1988-12-14 1991-07-09 General Electric Company Labyrinth seal system
RU2168089C2 (en) * 1999-02-22 2001-05-27 ОАО "Авиадвигатель" Labyrinth seal
RU2204071C2 (en) * 2001-07-24 2003-05-10 Иркутский военный авиационный инженерный институт Labyrinth seal
RU116934U1 (en) * 2012-01-10 2012-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" LABYRINTH SEAL BETWEEN STATOR AND ROTOR OF A SHOVELING MACHINE WITH ZIGZAG SHAWS

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5029876A (en) * 1988-12-14 1991-07-09 General Electric Company Labyrinth seal system
RU2168089C2 (en) * 1999-02-22 2001-05-27 ОАО "Авиадвигатель" Labyrinth seal
RU2204071C2 (en) * 2001-07-24 2003-05-10 Иркутский военный авиационный инженерный институт Labyrinth seal
RU116934U1 (en) * 2012-01-10 2012-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" LABYRINTH SEAL BETWEEN STATOR AND ROTOR OF A SHOVELING MACHINE WITH ZIGZAG SHAWS

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
П.И.Орлов Основы конструирования т.1. М., Машиностроение, 1988, с.493, рис.683. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10316679B2 (en) Seal structure and rotating machine
CN104662305B (en) Rotating machinery
JP6088634B2 (en) Labyrinth seal for turbine
US10605105B2 (en) Bi-directional shaft seal
KR101950924B1 (en) complex sealing apparatus for turbine
US9909440B2 (en) Interlocking hole pattern seal
CN105899763B (en) Turbine bearing(s) shell
CN101925766A (en) Seal assembly
US20120315138A1 (en) Compliant plate seal assembly for a turbo machine
CN108699915B (en) Seal structure and turbo machine
US9103224B2 (en) Compliant plate seal for use with rotating machines and methods of assembling a rotating machine
DK3172401T3 (en) ROTATION PISTON AND CYLINDER FITTINGS
KR102050186B1 (en) Seal pin, seal structure and turbo machine
US20170130737A1 (en) Rotary machine
RU167797U1 (en) Labyrinth seal
JP2019173670A (en) Turbine moving blade and rotary machine
JP2017020412A (en) Fluid machine and shaft seal device
KR20190108560A (en) Turbines, corresponding steam turbines and how they work
JP2014152696A (en) Labyrinth seal device, and turbomachine using the same
RU2440519C1 (en) Radial gasostatic bearing
JP7224630B2 (en) dry gas seal
RU202076U1 (en) TURBO ROTOR SEAL
KR101914776B1 (en) hybrid sealing apparatus for turbine
SU929939A1 (en) Labirinth-type packing
RU2541621C1 (en) Dynamic sealing

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190901

NF9K Utility model reinstated

Effective date: 20210601