RU2018751C1 - Sealing unit - Google Patents
Sealing unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2018751C1 RU2018751C1 SU3181003A RU2018751C1 RU 2018751 C1 RU2018751 C1 RU 2018751C1 SU 3181003 A SU3181003 A SU 3181003A RU 2018751 C1 RU2018751 C1 RU 2018751C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ring
- sleeve
- bush
- pressure
- working
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к уплотнительной технике и может найти применение в насосах, компрессорах и турбонасосных агрегатах. The invention relates to a sealing technique and may find application in pumps, compressors and turbopump units.
Известен уплотнительный узел, содержащий плавающее кольцо, в которое введена деформируемая тонкостенная L-образного сечения втулка, установленная с упором фланцем в кольцо со стороны полости высокого давления с образованием кольцевой камеры между внутренней поверхностью кольца и втулкой и выполненная с каналами во фланце, сообщающими полость высокого давления с образованной камерой, при этом конец втулки со стороны пространства низкого давления плотно сопряжен с кольцом по цилиндрической и торцовой поверхностям, контактирующим с ответными поверхностями гнезда расточки в теле кольца, величина дросселирующего зазора между валом и цилиндрическим участком кольца с наименьшим диаметром больше толщины стенки втулки в этом сопряжении. Known is a sealing assembly comprising a floating ring into which a deformable thin-walled L-shaped sleeve is inserted, which is mounted with a stop flange into the ring from the side of the high-pressure cavity to form an annular chamber between the inner surface of the ring and the sleeve and made with channels in the flange that communicate with the high cavity pressure with the chamber formed, while the end of the sleeve from the side of the low-pressure space is tightly mated with the ring along cylindrical and end surfaces in contact with the hole the surface of the nest of the bore in the body of the ring, the size of the throttling gap between the shaft and the cylindrical section of the ring with the smallest diameter is greater than the thickness of the wall of the sleeve in this pair.
Недостатком этого узла является технологическая трудность обеспечения одновременного контакта с телом кольца торцовых поверхностей фланца L-образной втулки со стороны полости высокого давления и конца втулки со стороны полости низкого давления. Одновременный торцовый контакт указанных поверхностей втулки с телом кольца является условием качественной работы узла уплотнения и гарантом его надежности. The disadvantage of this node is the technological difficulty of ensuring simultaneous contact with the body of the ring of the end surfaces of the flange of the L-shaped sleeve from the side of the high pressure cavity and the end of the sleeve from the side of the low pressure cavity. Simultaneous mechanical contact of the indicated surfaces of the sleeve with the body of the ring is a condition for the high-quality operation of the seal assembly and a guarantor of its reliability.
Целью изобретения является повышение технологичности, надежности и качества работы узла уплотнения. The aim of the invention is to improve the manufacturability, reliability and quality of the seal assembly.
Эта цель достигается тем, что в уплотнительном узле для разделения полостей высокого и низкого давлений, содержащем установленное в корпусе статора и охватывающее вал с образованием дросселирующей цели плавающее кольцо с рабочим и нерабочим торцами, причем в плавающее кольцо со стороны нерабочего торца введена деформируемая тонкостенная втулка для образования кольцевой камеры между внутренней полостью кольца и втулкой, сообщенной с полостью высокого давления, при этом конец втулки со стороны низкого давления плотно сопряжен с кольцом по цилиндрической и торцовой поверхностям, контактирующим с ответными поверхностями гнезда расточки в теле кольца, величина зазора между валом и цилиндрическим участком кольца с наименьшим диаметром больше толщины стенки втулки в этом сопряжении, деформируемая тонкостенная втулка на стороне полости высокого давления сопряжена с кольцом и зафиксирована в нем по радиальной и осевой координатам, а сообщение кольцевой камеры между внутренней полостью кольца и втулкой осуществляется каналами, выполненными в теле кольца или втулки со стороны нерабочего торца, фиксация втулки относительно кольца осуществляется неразъемным соединением, выполненным в виде сварного или паяного соединения, фиксация втулки относительно кольца осуществляется разъемным соединением, выполненным в виде резьбового соединения. This goal is achieved by the fact that in the sealing unit for separating the cavities of high and low pressure, containing a floating ring with a working and non-working ends installed in the stator housing and covering the shaft with the formation of a throttling target, a deformable thin-walled sleeve is introduced into the floating ring from the side of the non-working end the formation of the annular chamber between the inner cavity of the ring and the sleeve in communication with the high pressure cavity, while the end of the sleeve on the low pressure side is tightly mated with the ring along the cylindrical and end surfaces in contact with the counter surfaces of the bore nest in the body of the ring, the gap between the shaft and the cylindrical portion of the ring with the smallest diameter is greater than the thickness of the sleeve wall in this interface, the deformable thin-walled sleeve on the side of the high-pressure cavity is associated with the ring and fixed in it along the radial and axial coordinates, and the communication of the annular chamber between the inner cavity of the ring and the sleeve is carried out by channels made in the body of the ring or sleeve with a hundred non-working end faces, fixing the sleeve relative to the ring is carried out by a one-piece connection made in the form of a welded or soldered connection, fixing the sleeve relative to the ring is done by a detachable connection made in the form of a threaded connection.
Такое исполнение уплотнительного кольца позволяет повысить технологичность его изготовления, так как отпадает необходимость изготовления точно одинаковых линейных размеров для расстояний между торцовыми поверхностями в кольце и втулке, повысить его надежность, которая в прототипе значительно снижается, если расстояние между торцовыми поверхностями в кольце меньше расстояния, что может привести к заклиниванию деформированного концевого участка втулки на стороне низкого давления (со стороны рабочего торца) в теле кольца, что чревато касанием втулки с ротором при режимах останова или повторного пуска ротора, повысить качество работы узла по сравнению с прототипом в случае, если расстояние между торцовыми поверхностями в кольце больше расстояния во втулке, что приводит к меньшему деформированию кольца втулки со стороны полости низкого давления, значит, и к снижению уплотнительной способности узла. This design of the sealing ring allows to increase the manufacturability of its manufacture, since there is no need to produce exactly the same linear dimensions for the distances between the end surfaces in the ring and the sleeve, to increase its reliability, which in the prototype is significantly reduced if the distance between the end surfaces in the ring is less than the distance, which may lead to jamming of the deformed end section of the sleeve on the low pressure side (from the working end side) in the body of the ring, which is fraught by touching the sleeve with the rotor during stopping or restarting the rotor, to improve the quality of the assembly compared to the prototype if the distance between the end surfaces in the ring is greater than the distance in the sleeve, which leads to less deformation of the sleeve ring from the side of the low pressure cavity, which means and to reduce the sealing ability of the node.
На фиг.1 показан разрез узла уплотнения кольцом, где сопряжение втулки с кольцом выполнено сварным или паяным соединением; на фиг.2 - то же, с помощью резьбового соединения до нагружения его перепадом давления уплотняемой среды; на фиг.3 - дросселирующая щель при нагружении узла уплотнения рабочим уровнем перепада давления уплотнительной среды; на фиг.4 и 5 - радиальные эпюры давления на наружном и внутреннем радиусах плавающего кольца, а также эпюры результирующего силового нагружения его при различных уровнях нагружающего перепада давления; на фиг.6 и 7 - такие же эпюры для втулки щелевого уплотнения; на фиг.8 - характер изменения величины дросселирующей щели со стороны полости низкого давления с ростом уплотняемого перепада давления в узле уплотнения. Figure 1 shows a section of the seal assembly by the ring, where the coupling of the sleeve with the ring is made by a welded or soldered connection; figure 2 is the same, using a threaded connection to load it with the pressure drop of the medium being sealed; figure 3 - throttling gap when loading the seal assembly with the working level of the differential pressure of the sealing medium; Figures 4 and 5 show radial pressure plots on the outer and inner radii of the floating ring, as well as plots of its resulting force loading at various levels of the pressure drop; Figures 6 and 7 show the same diagrams for a gap seal sleeve; on Fig - the nature of the change in the size of the throttling gap from the side of the low-pressure cavity with the growth of the condensed differential pressure in the seal assembly.
Плавающее кольцо 1, разделяющее пространства 2 из высокого и низкого давлений, установлено в корпусе статора 4, сопряжено с ним торцовой поверхностью 5 и охватывает вал 6 с образованием дросселирующей щели 7. The
Плавающее кольцо 1 снабжено щелевым уплотнением, включающим тонкостенную деформируемую втулку 8, установленную в плавающее кольцо 1 с кольцевым зазором, образующим камеру 9, сообщенную с пространством 2 высокого давления посредством каналов 10. Щелевое уплотнение выполнено с устройством 11 фиксации положения втулки 8 от осевого и радиального перемещений, а также с узлами вспомогательных уплотнений 12 и 13. Уплотнение 12 образовано сопряжением торцовых поверхностей, а уплотнение 13 - сопряжением цилиндрических поверхностей втулки 8 и кольца 1 на стороне пространства 3 низкого давления. The
Толщина стенки втулки 8 в уплотнении 12 выполнена равной δ1 .The wall thickness of the
Величина дросселирующей щели 7 при монтаже узла hо.The value of the throttling gap 7 during installation of the node h about .
На фиг. 1 устройство 11 фиксации положения втулки выполнено в виде сварного или паяного соединения, а на фиг.2 - в виде резьбового соединения. In FIG. 1, the
Иллюстрации к работе узла уплотнения представлены на фиг.3-5. Illustrations to the operation of the seal assembly are shown in FIGS. 3-5.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
При повышении перепада давления на плавающем кольце 1 тело кольца нагружается на наружном радиусе эпюрой 14 давления, а на внутреннем радиусе эпюрой 15 (см. фиг.4). В то же время втулка 8 щелевого уплотнения нагружается на наружном радиусе эпюрой 16 давления, а на внутреннем эпюрой 17 (см. фиг. 5). Результирующее силовое нагружение тела плавающего кольца для этого случая представлено эпюрой 18 (фиг.6), а втулки 8 - эпюрой 9 (фиг.7). With increasing pressure drop on the
Высокий уровень нагружения кольца осуществляется лишь в зоне, непосредственно примыкающей к торцовому сопряжению поверхностей 5 кольца 1 и статора 4, а на остальной части может быть выполнено тонкостенным. A high level of loading of the ring is carried out only in the area directly adjacent to the end mating of the
Во втулке 8 возникают высокие сжимающие напряжения и значительные перемещения лишь на концевом участке со стороны пространства 3 низкого давления. Перемещение этого конца втулки 8 ведет к уменьшению проходного сечения дросселирующей щели 7 и образованию конфузорной ее формы. In the
С ростом перепада уплотняемого давления на плавающем кольце вплоть до потери торцового контакта втулки 8 с телом кольца 1 во вспомогательном уплотнении 12 сохраняется представленная картина поведения тела втулки и кольца, характерная для переходного режима работы с тем лишь отличием, что эпюра давления в дросселирующей щели 7 становится полнее из-за роста конфузорности этой щели. With the increase in the differential pressure of the sealing ring on the floating ring until the end contact of the
Соответствующие этому случаю нагружения эпюры давления на поверхностях кольца представлены на фиг.4: эпюра 20 - на наружном радиусе кольца, эпюра 21 - на внутреннем радиусе кольца. Corresponding to this case of loading of the pressure plot on the surfaces of the ring are presented in figure 4: plot 20 - on the outer radius of the ring, plot 21 - on the inner radius of the ring.
На фиг.5 представлены эпюры давления для втулки: эпюра 22 - на наружном радиусе втулки, эпюра 23 - на внутреннем радиусе втулки. Figure 5 presents the pressure plot for the sleeve: plot 22 - on the outer radius of the sleeve, plot 23 - on the inner radius of the sleeve.
Результирующие эпюры силового нагружения тела плавающего кольца 1 представлены на фиг.6 - эпюра 24, а для втулки 8 - эпюра 25 на фиг.7. The resulting diagrams of the force loading of the body of the
При некотором, определенном для данной конструкции плавающего кольца значении перепада уплотняемого давления деформация конца втулки 8 достигает такой величины, что наружный диаметр втулки становится меньшим внутреннего диаметра d (см. фиг. 3) корпуса кольца. Начинается истечение уплотняемой среды через образовавшийся зазор h6, сопровождающееся падением давления на участке щели камеры 9. Эпюры давления, нагружающие тело кольца 1, принимают вид эпюр 26 и 27 на наружном и внутреннем радиусах кольца (см. фиг.4), а нагружающие тело втулки - соответственно эпюр 28 и 29 (см. фиг.5).At a certain value of the differential pressure of the sealing pressure defined for this design of the floating ring, the deformation of the end of the
Результирующие значения нагружающих эпюр на плавающее кольцо 1 представлено эпюрой 30 на фиг.6, на втулку 8 эпюрой 31 на фиг.7. The resulting values of the loading diagrams on the
При этом фактором, ограничивающим перемещение втулки, становится достижение в узле уплотнения определенного соотношения зазоров входных и выходных участков щелей в камере 9 и в дросселирующей щели 7
: = const,$$
определяющее формы эпюр давлений в щелях.In this case, the limiting movement of the sleeve is the achievement in the sealing unit of a certain ratio of the gaps of the input and output sections of the slots in the chamber 9 and in the throttling slot 7
: = const, $$
determining the shape of pressure plots in the cracks.
Таким образом, в уплотнительном узле устанавливается автомодельный стационарный режим работы. Thus, a self-similar stationary mode of operation is established in the sealing assembly.
Характер изменения зазора h4 с ростом перепада Δ Р давления на уплотнении между ротором и втулкой 8 со стороны полости 3 низкого давления показан на фиг.8.The nature of the change in the gap h 4 with increasing pressure difference Δ P on the seal between the rotor and the
Конфузорная форма дросселирующей щели 7 обеспечивает высокую жесткость жидкостного слоя, а значит, и высокую центрирующую способность его в отношении кольца 1. The confuser shape of the throttling slot 7 provides high rigidity of the liquid layer, and hence its high centering ability with respect to
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU3181003 RU2018751C1 (en) | 1987-09-24 | 1987-09-24 | Sealing unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU3181003 RU2018751C1 (en) | 1987-09-24 | 1987-09-24 | Sealing unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018751C1 true RU2018751C1 (en) | 1994-08-30 |
Family
ID=20928795
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU3181003 RU2018751C1 (en) | 1987-09-24 | 1987-09-24 | Sealing unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2018751C1 (en) |
-
1987
- 1987-09-24 RU SU3181003 patent/RU2018751C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 217388, кл. F 16J 15/28, 1984. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0470409B1 (en) | Noncontacting face seal | |
KR100949415B1 (en) | Mechanical seal device | |
EP0731301B1 (en) | Seal device | |
JP3086280B2 (en) | Rod seal | |
US7140109B2 (en) | Bearing assembly and method | |
US4585238A (en) | Channeled ring seals with spring rings | |
KR20000068423A (en) | Seal structure for casing | |
CN104797823A (en) | Vacuum pump | |
KR100610162B1 (en) | Sealing structure for rotary vane type steerer | |
RU2018751C1 (en) | Sealing unit | |
EP0410074B1 (en) | Radial load reducing device, and sliding bearing and screw compressor using the device | |
US4288128A (en) | Self-aligning thrust bearing | |
US6142476A (en) | Mechanical seal | |
JP3059230B2 (en) | Radial piston pump | |
SU1554777A3 (en) | High-pressure fuel pump | |
RU2167355C1 (en) | Rotor slotted seal | |
SU1079929A1 (en) | Floating-ring seal | |
JP4628556B2 (en) | Fluid machinery | |
JPH0599344A (en) | Non-contact end face seal | |
RU2255258C1 (en) | Slotted shaft seal | |
SU1448113A1 (en) | Device for unloading rotor from action of axial force | |
CN214944946U (en) | Scroll compressor having a plurality of scroll members | |
US12098721B2 (en) | Sealing and compliance in a scroll compressor | |
RU2220345C2 (en) | Collar slotted seal for rotor | |
JP2606954Y2 (en) | Transmission oil passage structure |