RU2037710C1

RU2037710C1 - Contactless sealing device

Info

Publication number: RU2037710C1
Application number: RU92002193A
Authority: RU
Inventors: Г.А. Голубев; Е.В. Маркина; Ю.С. Страмнов
Original assignee: Научно-производственное объединение энергетического машиностроения им.акад.В.П.Глушко
Priority date: 1992-10-26
Filing date: 1992-10-26
Publication date: 1995-06-19

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: open-type impeller made in the form of a disk with radial blades on its location surface and fixed on the shaft is located in the casing annular chamber with axial clearances between the end surfaces of the blades and mating end flat wall of the chamber, and radial clearances between the external edges of the blades and cylindrical surface of the chamber. The distance between the external edges of adjacent blades or their groups and the disk axis is cyclically alternating one in circumferential direction. EFFECT: enhanced reliability. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к бесконтактным уплотнительным устройствам импеллерного типа вращающихся валов гидромашин. The invention relates to mechanical engineering, namely to non-contact sealing devices of impeller type of rotating shafts of hydraulic machines.

Из анализа уровня техники известны гидродинамические импеллеры уплотнения[1]
Наиболее близким техническим решением к изобретению является уплотнение с открытым импеллером в виде закрепленного на валу диска с радиальными лопатками (выступами или впадинами), расположенного в кольцевой камере корпуса с осевым зазором между торцевыми поверхностями лопаток и ответной торцевой плоской стенкой камеры корпуса и с одинаковыми радиальными зазорами между внешними кромками лопаток и цилиндрической поверхностью кольцевой камеры корпуса [2]
Описанное уплотнение не позволяет обеспечить высокую герметизирующую способность при режимах работы машины с высоким перепадом давления на уплотнении и в ряде других случаев.From the analysis of the prior art, hydrodynamic compaction impellers are known [1]
The closest technical solution to the invention is a seal with an open impeller in the form of a disk mounted on the shaft with radial blades (protrusions or troughs) located in the annular chamber of the housing with an axial clearance between the end surfaces of the blades and the mating end face wall of the housing chamber and with the same radial clearances between the outer edges of the blades and the cylindrical surface of the annular chamber of the housing [2]
The described seal does not allow for a high sealing ability under machine operating conditions with a high pressure drop across the seal and in a number of other cases.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка устройства, позволяющего устранить указанный недостаток. The technical problem to which the invention is directed, is the development of a device to eliminate this drawback.

Технический результат от использования предлагаемого изобретения состоит в повышении эффективности герметизации. The technical result from the use of the invention is to increase the effectiveness of sealing.

Достигается это тем, что в известном устройстве, включающем вал, корпус, а также импеллер открытого типа в виде закрепленного на валу диска с радиальными лопатками на его базовой поверхности, расположенного в кольцевой камере корпуса с осевыми зазорами между торцевыми поверхностями лопаток и ответной торцевой плоской стенкой камеры корпуса и с радиальными зазорами между внешними кромками лопаток и цилиндрической поверхностью кольцевой камеры корпуса, расстояние от внешних кромок смежных лопаток или их групп до оси диска выполнено циклически переменным в окружном направлении. This is achieved by the fact that in the known device comprising a shaft, a housing, and an open type impeller in the form of a disk mounted with a shaft with radial blades on its base surface, located in the annular chamber of the housing with axial gaps between the end surfaces of the blades and the mating end flat wall the casing chamber and with radial gaps between the outer edges of the blades and the cylindrical surface of the annular casing chamber, the distance from the outer edges of adjacent blades or their groups to the axis of the disk is performed Variable circumferentially.

На фиг. 1 изображен продольный разрез устройства; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a longitudinal section of a device; in FIG. 2, section AA in FIG. 1.

Устройство состоит из вала 1, корпуса 2 и закрепленного на валу 1 расположенного в кольцевой камере 3 корпуса 2 диска 4 с радиальными лопатками 5 на его базовой поверхности 6. Осевые зазоры 7 между торцевыми поверхностями 8 лопаток 5 и ответной плоской торцевой стенкой 9 камеры 3 постоянны в окружном направлении, а радиальные зазоры 10 между внешними кромками 11 смежных лопаток 5 (или групп лопаток) и цилиндрической поверхностью 12 камеры 3 переменны, так как расстояние от внешних кромок смежных лопаток 5 (или их групп) до оси диска выполнено циклически переменным в окружном направлении. The device consists of a shaft 1, a housing 2 and a disk 4 with radial blades 5 on its base surface 6 located in the annular chamber 3 of the housing 2 of the disk 6 and the axial gaps 7 between the end surfaces 8 of the blades 5 and the reciprocal flat end wall 9 of the chamber 3 are fixed in the circumferential direction, and the radial gaps 10 between the outer edges 11 of the adjacent blades 5 (or groups of blades) and the cylindrical surface 12 of the chamber 3 are variable, since the distance from the outer edges of the adjacent blades 5 (or groups of them) to the axis of the disk is made cyclically alternating in a circular direction.

Лопатки могут быть выполнены одинаковыми по длине и размещены по одной или группами на диске 4 с циклически переменным в окружном направлении расстоянием от внешней кромки 11 лопаток 5 до оси диска 4. Может быть также комбинированный вариант, как по длине лопаток 5, так и по их размещению на базовой поверхности 6 диска 4, с обеспечением циклически переменного по окружности радиального зазора 10. The blades can be made the same in length and placed one at a time or in groups on the disk 4 with a cyclically variable circumferential distance from the outer edge 11 of the blades 5 to the axis of the disk 4. There can also be a combined version, both along the length of the blades 5 and along placement on the base surface 6 of the disk 4, with the provision of cyclically variable around the circumference of the radial clearance 10.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При вращении вала 1 рабочая жидкость в полостях уплотнения находится в сложном движении как в осевом, так и в радиальном направлениях. Наличие циклически переменного в окружном направлении радиального зазора 10 между внешними кромками 11 лопаток 5 и цилиндрической поверхностью 12 корпуса 2 означает, что помимо лопаток 5 на жидкость в зазоре 10 дополнительно воздействует ряд своеобразных "лопаток", обусловленных наличием кромок 11, одной или групп, выступающих в радиальном направлении относительно смежных лопаток (или их групп). Количество таких "лопаток" определяется числом циклов или волн, изменением зазора 10 в окружном направлении. Эти "лопатки" оказывают дополнительное механическое воздействие на жидкость, что существенно изменяет картину течения жидкости, приводит к дополнительной турбулизации потока и к увеличению гидравлического сопротивления всего тракта и в итоге к повышению эффективности герметизации. When the shaft 1 rotates, the working fluid in the seal cavities is in complex motion both in the axial and radial directions. The presence of a cyclically variable in the circumferential direction of the radial gap 10 between the outer edges 11 of the blades 5 and the cylindrical surface 12 of the housing 2 means that in addition to the blades 5, a number of peculiar “blades” additionally acts on the liquid in the gap 10 due to the presence of the edges 11, one or groups protruding in the radial direction relative to adjacent blades (or their groups). The number of such "blades" is determined by the number of cycles or waves, a change in the gap 10 in the circumferential direction. These "blades" have an additional mechanical effect on the fluid, which significantly changes the picture of the fluid flow, leads to additional turbulization of the flow and to an increase in the hydraulic resistance of the entire tract and, as a result, to an increase in sealing efficiency.

Claims

NON-CONTACT SEALING DEVICE, including a shaft, a housing, an open type impeller in the form of a disk mounted on a shaft with radial blades on its base surface, located in the annular housing of the housing with axial gaps between the end surfaces of the blades and the mating end face wall of the housing chamber and with radial gaps between the outer edges of the blades and the cylindrical surface of the annular chamber of the housing, characterized in that the distance from the outer edges of adjacent blades or their groups to the axis of the disk It is cyclically variable in the circumferential direction.