RU2098704C1

RU2098704C1 - Stuffing box seal for revolving shaft of hydraulic turbine

Info

Publication number: RU2098704C1
Application number: RU95118669A
Authority: RU
Inventors: Е.В. Данилов; В.В. Доценко; Н.Н. Рева
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа Научно-производственное предприятие "Морская техника"
Priority date: 1995-10-30
Filing date: 1995-10-30
Publication date: 1997-12-10

Abstract

FIELD: sealing technology; sealing of revolving shafts of large-size machines and units. SUBSTANCE: seal of consists of inner and outer rings with distributing ring mounted between them. Distributing ring is provided with pipe union for supply of sealing liquid. Packing located between rings is closed with stuffing box connected with casing of hydraulic turbine by means of rope secured around stuffing box with the aid of rollers located on stuffing box and in casing of hydraulic turbine. EFFECT: enhanced reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к уплотнительной технике, а именно для уплотнения вращающихся валов крупногабаритных машин и агрегатов. The invention relates to a sealing technique, namely, for sealing rotating shafts of large-sized machines and assemblies.

Известно сальниковое уплотнение вала, в котором сальниковая набивка (сальниковые блоки) размещена между двух колец с торцевыми поясками, которые в свою очередь примыкают к сальниковой коробке, корпусу и нажимной втулке. В данной конструкции радиальные усилия, возникающие при биении вала отслеживаются кольцами с торцевыми поясками, наружной поверхностью которых скользят по внутренней поверхности сальниковой коробки, что защищает сальниковую набивку от циклических механических воздействий [1]
Недостатком этой конструкции является невозможность обеспечить надежность и долговечность уплотнения при значительных радиальных биениях, так как скольжение торцевых поясков по поверхности сальниковой коробки ограничено корпусом и нажимной втулкой. Кроме того, при радиальных усилиях кольца с торцевыми поясками совершают еще и угловые колебания, что также накладывает ограничения на величину радиальных биений.A stuffing box seal is known in which a stuffing box (stuffing box) is placed between two rings with end bands, which in turn are adjacent to the stuffing box, the housing and the pressure sleeve. In this design, the radial forces arising from the beating of the shaft are monitored by rings with end belts, the outer surface of which slide along the inner surface of the stuffing box, which protects the stuffing box from cyclic mechanical influences [1]
The disadvantage of this design is the inability to ensure reliability and durability of the seal with significant radial run-outs, since the sliding of the end bands along the surface of the stuffing box is limited by the housing and the pressure sleeve. In addition, with radial forces, the rings with end bands also perform angular oscillations, which also imposes restrictions on the magnitude of the radial beats.

Наиболее близким по технической сущности является известное сальниковое уплотнение вращающегося вала, состоящее из сальниковой коробки с мягкой набивкой, нажимной втулки и гильзы. Сальниковая коробка и фланец корпуса с помощью кольцевых деталей скреплены сильфоном. Подвод запорной жидкости осуществляется через штуцер и распределительное кольцо. Для предотвращения проворачивания и обеспечения свободного перемещения по конической или цилиндрической поверхностям сальниковое уплотнение содержит шарниры, установленные взаимно перпендикулярно и расположенные в одной плоскости [2]
Данная конструкция позволяет за счет разгрузки сильфона от скручивающих усилий и обеспечения отслеживания угловых и радиальных биений повысить срок службы уплотнительного узла.The closest in technical essence is the well-known stuffing box packing of a rotating shaft, consisting of a stuffing box with soft packing, pressure sleeve and sleeve. The gland box and housing flange are secured by bellows using ring parts. The supply of locking fluid is carried out through the nozzle and the distribution ring. To prevent turning and ensure free movement on conical or cylindrical surfaces, the stuffing box packing contains hinges mounted mutually perpendicularly and located in one plane [2]
This design allows, by unloading the bellows from torsional forces and providing tracking of angular and radial run-outs, to increase the service life of the sealing assembly.

Недостатком вышеизложенной конструкции является значительная сложность изготовления сильфона диаметром более 1,5 м, что имеет место в валах гидротурбин, а также сложность монтажа такого уплотнения. The disadvantage of the above design is the significant complexity of manufacturing a bellows with a diameter of more than 1.5 m, which takes place in the shafts of hydraulic turbines, as well as the difficulty of installing such a seal.

Задача изобретения упрощение конструкции сальникового уплотнения и повышение его срока службы. The objective of the invention is to simplify the design of the packing and increase its service life.

Поставленная задача достигается тем, что для отслеживания радиальных и угловых колебаний вала гидротурбины, соединение сальниковой коробки с корпусом гидротурбины выполнено с помощью троса, закрепленного вокруг сальниковой коробки посредством роликов, расположенных на сальниковой коробке и корпусе гидротурбины. The task is achieved in that in order to monitor radial and angular vibrations of the turbine shaft, the gland box is connected to the turbine housing using a cable fixed around the stuffing box by means of rollers located on the stuffing box and the turbine housing.

На фиг. 1 изображено предлагаемое уплотнение, состоящее из внутреннего кольца 1, наружного кольца 2, распределительного кольца 3, нажимной втулки 4, сальниковой набивки 5, контактирующей с гильзой 6, установленной на валу 7 гидротурбины, сальниковой коробки 8, соединенной с корпусом 9 гидротурбины с помощью троса 10, размещенного вокруг сальниковой коробки на верхних роликах 11, расположенных по периметру сальниковой коробки и нижних роликов 12, расположенных на корпусе гидротурбины. Для подвода запорной жидкости служит штуцер 13. В нижней части сальниковой коробки, расположенной с зазором 14 по отношению к корпусу 9 гидротурбины, установлено уплотнительное кольцо 15 из эластичного материала. Для натяга троса использован талреп 16. In FIG. 1 shows the proposed seal, consisting of an inner ring 1, an outer ring 2, a distribution ring 3, a pressure sleeve 4, a stuffing box 5 in contact with a sleeve 6 mounted on a shaft 7 of a turbine, a stuffing box 8 connected to the housing 9 of the turbine by a cable 10, placed around the stuffing box on the upper rollers 11 located around the perimeter of the stuffing box and the lower rollers 12 located on the turbine casing. A nozzle 13 serves to supply the locking fluid. In the lower part of the stuffing box located with a gap 14 in relation to the turbine casing 9, an o-ring 15 of elastic material is installed. Lanyard 16 was used to tighten the cable.

На фиг. 2 изображено расположение роликов. In FIG. 2 shows the location of the rollers.

Предлагаемое сальниковое уплотнение вращающегося вала гидротурбины работает следующим образом. Уплотнение обеспечивается за счет сжатия нажимной втулки 4 наружным кольцом 2 сальниковой набивки 5 в полости сальниковой коробки 8. При вращении вала 7 вместе с гильзой 6 и их радиальном биении воспринятые сальниковыми блоками 5 механические радиальные усилия передаются сальниковой коробке 8. За счет того, что сальниковая коробка 8 соединена с корпусом 9 гидротурбины гибкой связью тросом 10, сальниковая коробка 8 имеет возможность без значительных сопротивлений совершать движение по цилиндрической или конической поверхности, т.е. отслеживать радиальные и угловые биения вращающегося вала 7 с гильзой 6. The proposed stuffing box seal of a rotating shaft of a hydraulic turbine operates as follows. The seal is ensured by compression of the pressure sleeve 4 by the outer ring 2 of the stuffing box 5 in the cavity of the stuffing box 8. When the shaft 7 rotates together with the sleeve 6 and their radial runout, mechanical radial forces are transmitted to the stuffing box 5 due to the stuffing box the box 8 is connected to the casing 9 of the hydraulic turbine by a flexible connection with a cable 10, the stuffing box 8 is able to move along a cylindrical or conical surface without significant resistance, i.e. to track radial and angular beats of a rotating shaft 7 with a sleeve 6.

Величина радиальных биений вращающегося вала, которая может быть отслежена, определяется величиной зазора 14 между сальниковой коробкой 8 и корпусом 9 гидротурбины. Запорная жидкость подается через штуцер 13 и канал распределительного кольца 3 в контактирующую поверхность сальниковой набивки 5 с поверхностью гильзы 6, выполняя функцию смазки, одновременно позволяет исключить попадание песка и грязи из рабочей жидкости гидротурбины в уплотняемую поверхность. The magnitude of the radial beats of the rotating shaft, which can be monitored, is determined by the size of the gap 14 between the stuffing box 8 and the casing 9 of the turbine. The locking fluid is fed through the nozzle 13 and the channel of the distribution ring 3 into the contacting surface of the stuffing box 5 with the surface of the sleeve 6, acting as a lubricant, at the same time eliminating the ingress of sand and dirt from the hydraulic fluid of the turbine into the sealing surface.

Уплотнительное кольцо 16 служит для предотвращения попадания рабочей жидкости в верхнюю часть гидротурбины. С целью удобства монтажа гильза 6, кольца 1, 2, 3, нажимная втулка 4 и сальниковая коробка 8 выполнены разрезными и соединяются с помощью крепежных элементов. The sealing ring 16 serves to prevent the ingress of working fluid into the upper part of the turbine. For the convenience of installation of the sleeve 6, rings 1, 2, 3, the pressure sleeve 4 and the stuffing box 8 are split and are connected using fasteners.

Источники информации:
1. Авторское свидетельство N 1332092, кл. F 16 J 15/16.Information sources:
1. Copyright certificate N 1332092, cl. F 16 J 15/16.

2. Авторское свидетельство N 916838, кл. F 16 J 15/24. 2. Copyright certificate N 916838, cl. F 16 J 15/24.

Claims

The packing of the rotating shaft of the hydraulic turbine, containing the inner, outer and distribution rings, stuffing box, pressure sleeve and stuffing box, connected to the housing of the turbine with the possibility of radial and angular movements, characterized in that the connection of the packing box with the housing of the turbine is made using a cable fixed around the stuffing box by means of rollers located on the stuffing box and the turbine housing.