RU1789810C

RU1789810C - Rotatable shaft seal

Info

Publication number: RU1789810C
Application number: SU914922080A
Authority: RU
Inventors: Владимир Владимирович Ридченко
Priority date: 1991-02-06
Filing date: 1991-02-06
Publication date: 1993-01-23

Abstract

Использование: в конструкции насосов, компрессоров и турбин. Сущность изобретени : устройство содержит корпус, камеру подвода затворной жидкости, установленное с дросселирующим зазором относительно вала плавающее кольцо, торцова поверхность которого разделена кольцевой проточкой на два участка, выполненных ступенчато . Участок, близлежащий к валу, образует с корпусом дросселирующий зазор к полости низкого давлени . На торцевой упорной поверхности периферийного участка выполнен концентрично проточке полуоткрытый канал и радиальные полуоткрытые каналы. Радиальные полуоткрытые каналы выполнены чередующимис по окружности и соедин ют кольцевой полуоткрытый канал с камерой подвода затворной жидкости и кольцевой проточкой 7.1 ил.Usage: in the design of pumps, compressors and turbines. SUMMARY OF THE INVENTION: the device comprises a housing, a barrier fluid supply chamber mounted with a throttling clearance relative to the shaft, a floating ring, the end surface of which is divided by an annular groove into two sections made in steps. The area adjacent to the shaft forms a throttling gap with the housing to the low-pressure cavity. A semi-open channel and radial half-open channels are made concentrically on the end persistent surface of the peripheral section. Radial half-open channels are alternating circumferentially and connect an annular half-open channel with a chamber for supplying a shutter fluid and an annular groove of 7.1 silt.

Description

елate

СWITH

Изобретение относитс к уплотнитель- ной технике и может быть использовано дл уплотнени вращающихс валов насосов, компрессоров и турбин.The invention relates to a sealing technique and can be used to seal the rotating shafts of pumps, compressors and turbines.

Известно уплотнение вращающегос вала, содержащее корпус, камеру подвода затворной среды, установленное с дросселирующим зазором относительно вала плавающее кольцо, торцева упорна поверхность которого сообщена с камерой подвода рабочей среды.A rotary shaft seal is known, comprising a housing, a chamber for supplying a shutter medium, a floating ring installed with a throttling clearance relative to the shaft, whose end face is in communication with the chamber for supplying a working medium.

Недостатком данного уплотнени вл етс низка надежность, т.к. отсутствие эффективного охлаждени торцевой упорной поверхности может привести к перегреву плавающего кольца, торцевой упорной поверхности и выходу из стро уплотнени .The disadvantage of this seal is its low reliability, since the lack of effective cooling of the end contact surface can lead to overheating of the floating ring, the end contact surface and failure of the seal.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс уплотнение вращающегос вала, содержащее корпус, камеру подводаClosest to the proposed is a rotating shaft seal containing a housing, a feed chamber

затворной среды, установленное с дросселирующим зазором относительно вала плавающее кольцо, торцева упорна поверхность которого разделена кольцевой проточкой на два участка, выполненных ступенчато , при этом близлежащий к валу участок образует с корпусом дросселирующий зазор, а на торцевой упорной поверхности выполнены радиальные полуоткрытые каналы . В этом уплотнении организован проток масла через торцевую упорную поверхность , что в целом улучшает охлаждение кольца. Однако, при работе плавающего кольца в т желых услови х (повышенные осевые силы, амплитуда и частота радиальных перемещений кольца) при малых дросселирующих зазорах между близлежащей к валу участка торцевой поверхности и корпусом , ограничивающий расход затворной среды через торцевую поверхность, охлаж-sia shutter medium installed with a throttling clearance relative to the shaft, a floating ring, the end contact surface of which is divided by an annular groove into two sections made in steps, while the portion adjacent to the shaft forms a throttling gap with the housing, and radial half-open channels are made on the end contact surface. In this seal, an oil flow is organized through the end contact surface, which generally improves ring cooling. However, when the floating ring is operating under severe conditions (increased axial forces, amplitude and frequency of radial displacements of the ring) with small throttling gaps between the end surface adjacent to the shaft and the housing, restricting the flow rate of the gate medium through the end surface, cooling si

00 О00 about

SCOSco

lolo

дение трущегос участка торцевой упорной поверхности будет происходить только в районе радиальных полуоткрытых каналов, что вызовет перегрев неохлажденных участков трущейс торцевой поверхности кольца, их пригорание и выход из стро уплотнени , снижа тем самым надежность уплотнени .The friction of the portion of the end face of the thrust surface will occur only in the region of the radial half-open channels, which will cause overheating of the uncooled portions of the end face of the ring, their burning and failure of the seal, thereby reducing the reliability of the seal.

Целью изобретени вл етс повышение надежности уплотнени вращающегос вала за счет улучшени тепловой разгрузки трущейс торцевой упорной поверхности плавающего кольца.The aim of the invention is to increase the reliability of the sealing of a rotating shaft by improving the thermal discharge of the friction end face of the abutment surface of the floating ring.

Указанна цель достигаетс тем, что в известном уплотнении, содержащем корпус с камерой подвода затворной среды, в которой с дросселирующим зазором относительно вала установлено плавающее кольцо, торцова упорна поверхность которого разделена кзл цссзй проточкой на два участка, причем между участком со стороны вала и корпусом образован дросселирующий зазор, а на другом участке выполнены радиальные полуоткрытые каналы , согласно изобретению, на торцевой упорной поверхности плавающего кольца над кольцевой проточкой концентрично последней выполнен кольцевой полуоткрытый канал, а радиальные каналы расположены равномерно по окружности с поочередным соединением кольцевого полуоткрытого канала с камерой подвода затворной среды и кольцевой проточкой.This goal is achieved by the fact that in a known seal containing a housing with a chamber for supplying a gate medium, in which a floating ring is installed with a throttling clearance relative to the shaft, the end contact surface of which is divided by the cccss groove into two sections, and between the section on the shaft side and the housing a throttling gap, and in another section there are made radial half-open channels, according to the invention, concentrically in the end face of the floating ring above the annular groove Lednov made half-open annular channel, and radial passages are uniformly circumferentially alternately with a compound semi-open annular channel with the chamber for supplying the gate of the medium and the annular groove.

Выполнение на торцовой поверхности периферийного участка кольца концентрично проточке кольцевого полуоткрытого ка- нал-а, соединенного посредством равномерно чередующихс по окружности радиальными каналами с камерой подвода затворной среды и кольцевой проточкой позволит организовать проток затворной среды по всей длине трущейс торцовой поверхности периферийного участка кольца , исключа по вление неохлажденных зон и пригорани трущейс поверхности кольца, что дает возможность обеспечить эффективное охлаждение кольца при его работе в т желых услови х, повысив тем самым надежность уплотнени .The execution on the end surface of the peripheral portion of the ring concentrically to the groove of the annular half-open channel connected by means of uniformly alternating circumferential radial channels with the chamber for supplying the shutter medium and the ring groove will allow to organize the flow of the shutter medium along the entire length of the rubbing end surface of the peripheral part of the ring, excluding the appearance of uncooled zones and burning of the rubbing surface of the ring, which makes it possible to ensure effective cooling of the ring when Operation under difficult conditions, thereby increasing the reliability of the seal.

Сущность изобретени по сн етс чертежом , где представлен продольный разрез уплотнени вращающегос вала.The invention is illustrated in the drawing, which shows a longitudinal section of a seal of a rotating shaft.

Уплотнение вращающегос вала содержит корпус 1, камеру 2 подвода затворной среды, установленное с дросселирующим зазором 3 относительно вала 4, плавающее кольцо 5, торцова поверхность 6 которого разделена кольцевой проточкой 7, на два участка 8 и 9, выполненных ступенчато, при этом участок 9, близлежащий к валу 4, образует с корпусом 1 дросселирующий зазор 10The rotating shaft seal comprises a housing 1, a gate medium supply chamber 2 installed with a throttling clearance 3 relative to the shaft 4, a floating ring 5, the end face 6 of which is divided by an annular groove 7, into two sections 8 and 9, made in steps, while section 9, adjacent to the shaft 4, forms a throttling clearance 10 with the housing 1

к полости 11 низкого давлени , а кольцева проточка 7 соединена радиальными полуоткрытыми каналами 12 с камерой 2 подвода затворной среды. На торцевой упорной поверхности периферийного участка 8 выполнен концентрично проточке 7 кольцевой полуоткрытый канал 13, соединенный посредством равномерно чередующимис по окружности радиальными полуоткрытымиto the cavity 11 of low pressure, and the annular groove 7 is connected by radial half-open channels 12 with the chamber 2 for supplying the shutter medium. On the end thrust surface of the peripheral section 8, an annular half-open channel 13 is made concentric with the groove 7 and is connected by means of uniformly alternating radially half-open round the circumference

каналами 12 с камерой подвода 2 затворной среды и кольцевой проточкой 7.channels 12 with a chamber for supplying 2 gate media and an annular groove 7.

Уплотнение работает следующим образом .Sealing works as follows.

При вращении вала 4 и подвода подWhen rotating the shaft 4 and supply

5 давлением в камеру 2 рабочей среды, последн дросселиру сь в зазоре 3 плавающего кольца 5, приводит к возникновению центрирующей силы, обеспечивающей радиальную подвижность кольца 5, благодар 5 by pressure into the chamber 2 of the working medium, the latter being throttled in the gap 3 of the floating ring 5, a centering force appears, which ensures radial mobility of the ring 5, due to

0 которой последнее отслеживает поперечные перемещени вала 4. Кроме того, рабоча среда под давлением проходит из камеры 2 по каналам 12 и 13 к кольцевой проточке 7, где выравниваетс ее давление0 of which the latter monitors the lateral movements of the shaft 4. In addition, the working medium under pressure passes from the chamber 2 through channels 12 and 13 to the annular groove 7, where its pressure is equalized

5 перед входом в дросселирующий зазор 10, что снижает веро тность возникновени эксцентричности осевых сил на кольце 5, способствующих его угловым колебани м, а сообщение кольцевой проточки 7 с камерой5 before entering the throttling gap 10, which reduces the likelihood of the occurrence of eccentricity of axial forces on the ring 5, contributing to its angular oscillations, and the communication of the annular groove 7 with the camera

0 2 подвода рабочей среды посредством равномерно чередующимис по окружности каналами 12 и каналом 13, выполненным концентрично кольцевой проточке 7 позволит организовать проток рабочей среды по0 2 supply of the working medium by means of channels 12 and channel 13 uniformly alternating along the circumference, made concentrically annular groove 7 will allow to organize the flow of the working medium along

5 всей длине трущейс торцевой поверхности 16 периферийного участка 8, исключа по влени неохлажденных зон и пригорани трущейс поверхности кольца 5 при работе последнего в услови х повышенной ради0 альной подвижности, что дает возможность производить эффективное охлаждение кольца при его работе в т желых услови х, повыша тем самым надежность уплотнени . Причем, чем хуже услови работы коль5 ца, тем больше нагреваетс рабоча среда в каналах 12 и 13, что повышает в зкость среды и увеличивает расход ее через дросселирующий зазор 10 в полость 11 низкого давлени , тем самым увеличива отвод теп0 ла из зоны его выделени между трущейс поверхностью периферийного участка 6 кольца 5 и корпусом 1 уплотнени . При этом общий расход среды через уплотнение не изменитс , т.к. эффективный отвод тепла из5 along the entire length of the friction end surface 16 of the peripheral portion 8, excluding the appearance of uncooled zones and burning of the friction surface of the ring 5 when the latter is operating under conditions of increased radial mobility, which makes it possible to efficiently cool the ring when it is operated under severe conditions, increasing thereby the reliability of the seal. Moreover, the worse the operating conditions of the ring, the more the working medium is heated in channels 12 and 13, which increases the viscosity of the medium and increases its flow rate through the throttling gap 10 into the low-pressure cavity 11, thereby increasing the heat removal from the zone of its allocation between a rubbing surface of the peripheral portion 6 of the ring 5 and the seal body 1. In this case, the total flow rate of the medium through the seal will not change, because efficient heat dissipation from

5 зоны трени кольца 5 о корпус 1 позволит поддерживать температуру кольца 5 посто нной при изменении режима работы кольца , исключив тем самым возможность увеличени температуры в зоне дросселирующего зазора 3 между кольцом 5 и валом 45 zones of friction of the ring 5 about the housing 1 will allow to keep the temperature of the ring 5 constant when changing the operating mode of the ring, thereby eliminating the possibility of increasing the temperature in the area of the throttling gap 3 between the ring 5 and the shaft 4

и соответственно увеличива расход среды через зазор 3.and accordingly increasing the flow rate of the medium through the gap 3.

Таким образом повышаетс надежность работы уплотнени путем более полной тепловой разгрузки плавающего кольца Thus, the reliability of the seal is improved by more complete thermal discharge of the floating ring

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A rotary shaft seal comprising a housing with a chamber for supplying a shutter medium, in which a floating ring is installed with a throttling clearance relative to the shaft, the end contact surface of which is divided into two sections by an annular groove, and a throttling gap is formed between the shaft side and the housing. and on another site

during its operation in a loaded state at increased amplitudes and frequencies of radial displacements of the ring following the transverse vibrations of the shaft.

radial half-open channels are made, characterized in that an annular half-open channel is made concentrically the last on the end abutment surface of the floating ring above the annular groove, and the radial channels are evenly spaced around the ring with alternately connecting the annular half-open channel with the shutter supply chamber and the annular groove.