RU2482363C1 - Stop seal of centrifugal compressor - Google Patents
Stop seal of centrifugal compressor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2482363C1 RU2482363C1 RU2012111997/06A RU2012111997A RU2482363C1 RU 2482363 C1 RU2482363 C1 RU 2482363C1 RU 2012111997/06 A RU2012111997/06 A RU 2012111997/06A RU 2012111997 A RU2012111997 A RU 2012111997A RU 2482363 C1 RU2482363 C1 RU 2482363C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sealing
- compressor
- annular piston
- annular
- piston
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области центробежного компрессоростроения, в частности вакуумным центробежным компрессорам.The invention relates to the field of centrifugal compressor engineering, in particular vacuum centrifugal compressors.
Известны конструкции контактных уплотнений подвижных соединений, обеспечивающие высокую герметизацию полостей в машинах, содержащих газы и жидкости при высоких давлениях или под вакуумом. Это сальники, манжеты, резиновые пружинные кольца, торцевые уплотнения и т.д. В указанных конструкциях уплотнение между подвижной и неподвижной поверхностями достигается непосредственным соприкосновением (контактом) поверхностей (см, например, Орлов П.И. «Основы конструирования» Справочно-методическое пособие, Кн.1, М.: Машиностроение, стр.472-482).Known designs of contact seals of movable joints, providing high sealing of cavities in machines containing gases and liquids at high pressures or under vacuum. These are seals, cuffs, rubber spring rings, mechanical seals, etc. In these structures, the seal between the movable and fixed surfaces is achieved by direct contact (contact) of the surfaces (see, for example, Orlov PI “Fundamentals of Design” Reference and Methodological Manual,
Недостатками известного уплотнения является: ограниченность допустимых скоростей относительного движения уплотняемых поверхностей, изнашиваемость и потеря уплотнительных свойств с износом, наличие утечек газа в атмосферу.The disadvantages of the known seals are: the limited permissible speeds of the relative motion of the sealed surfaces, wear and loss of sealing properties with wear, gas leaks into the atmosphere.
По указанным причинам контактные уплотнения не нашли самостоятельного широкого применения в центробежных компрессорах. Тем не менее, задача герметизации проточной части компрессора при стоянке сохраняет свою актуальность в вакуумных компрессорах и технологических процессах, где требуется сохранение постоянства компонентного состава газа и исключение выбросов технологического газа в атмосферу. Для решения этой задачи в центробежных компрессорах применяют специальные уплотнения комбинированного типа, сочетающие в конструкции бесконтактные и контактные уплотнения.For these reasons, contact seals have not found independent widespread use in centrifugal compressors. Nevertheless, the task of sealing the flow part of the compressor during parking remains relevant in vacuum compressors and processes, where it is necessary to maintain the constancy of the component composition of the gas and to eliminate the release of process gas into the atmosphere. To solve this problem, centrifugal compressors use special seals of a combined type, combining non-contact and contact seals in the design.
Известны конструкции торцевых газодинамических уплотнений, содержащие уплотнительную пару, включающую деталь с уплотняемой поверхностью (вращающееся кольцо) и уплотнительный узел (аксиально-подвижное кольцо), подпружиненный в осевом направлении. При стоянке (отсутствии вращения) аксиально-подвижное кольцо прижимается пружинами и давлением газа к детали с уплотняемой поверхностью, осуществляя контактное уплотнение. При запуске компрессора разделение поверхностей трения колец уплотнений происходит уже при достижении окружной скорости порядка 0,6 м/сек, а при обеспечении достаточной газостатической составляющей раскрывающей силы бесконтактный режим наступает сразу после подачи газа под давлением до начала вращения вала (см., например, И.Г.Хисамеев, В.А.Максимов, Г.С.Баткис, Я.З.Гузельбаев «Проектирование и эксплуатация промышленных центробежных компрессоров» - Казань: Изд-во «ФЭН», 2010, стр.158-166).Known designs of mechanical gas-dynamic seals containing a sealing pair, comprising a part with a sealing surface (rotating ring) and a sealing assembly (axially movable ring), axially spring-loaded. When stationary (no rotation), the axially movable ring is pressed by springs and gas pressure to the part with the surface being sealed, making contact sealing. When the compressor is started, the separation of the friction surfaces of the seal rings occurs even when the peripheral speed is of the order of 0.6 m / s, and when the gas-static component of the opening force is sufficient, the contactless mode occurs immediately after the gas is supplied under pressure before the shaft rotates (see, for example, .G. Khisameev, V.A. Maksimov, G.S. Batkis, Y.Z. Guzelbaev "Design and operation of industrial centrifugal compressors" - Kazan: Publishing house "FEN", 2010, pp. 158-166).
Так как эти уплотнения при стоянке не являются абсолютно герметичными по геометрическим параметрам - плоскостность уплотнительных торцевых поверхностей 0,002 мм, поэтому, в случае необходимости полной «абсолютной» герметичности, они не могут использоваться в качестве стояночных уплотнений.Since these seals when parking are not absolutely tight in geometrical parameters - the flatness of the sealing end surfaces is 0.002 mm, therefore, if full “absolute” tightness is necessary, they cannot be used as parking seals.
Также известно стояночное уплотнение, содержащее корпус, уплотнительную пару, включающую установленный в корпусе неподвижный элемент и установленный на роторе подвижный элемент, фиксатор стопорения, неподвижный в осевом направлении вал, закрепленный на роторе фланец, соединенный по резьбе и пружиной кручения с валом (см. Патент RU 2028524, опубликован 09.02.1995).Also known is a parking seal comprising a housing, a sealing pair including a fixed element installed in the housing and a movable element mounted on the rotor, a locking latch, an axially fixed shaft, a flange fixed to the rotor, connected by a thread and a torsion spring to the shaft (see Patent RU 2028524, published 02/09/1995).
Недостатком этого стояночного уплотнения является сложность настройки и регулирования, большие габариты, нестабильность удельного давления в торцовой паре, недостаточная герметичность уплотнения, невысокая надежность при использовании разъемного резьбового соединения.The disadvantage of this parking seal is the difficulty of tuning and regulation, large dimensions, instability of the specific pressure in the end pair, insufficient tightness of the seal, low reliability when using a detachable threaded connection.
Техническим результатом изобретения является повышение герметичности проточной части компрессора при его стоянке, исключение утечек технологичного газа в атмосферу, сохранение компонентов состава газа внутри газового контура при стоянке компрессора, повышение надежности и срока службы уплотнения.The technical result of the invention is to increase the tightness of the flow of the compressor when it is stationary, to eliminate leakage of process gas into the atmosphere, to preserve the gas composition components inside the gas circuit when the compressor is stationary, to increase the reliability and service life of the seal.
Технический результат изобретения достигается благодаря тому, что стояночное уплотнение центробежного компрессора содержит уплотнительную пару, включающую деталь роторной части компрессора с уплотняемой поверхностью и уплотнительный узел, установленный на статорной части компрессора и подпружиненный в осевом направлении, при этом уплотнительный узел выполнен в виде кольцевого поршня, установленного в кольцевом пазу статорной части, который сообщен с каналом подвода сжатого газа, причем на торцевой поверхности кольцевого поршня установлен торцевой уплотнительный элемент с возможностью контакта с уплотняемой поверхностью детали роторной части, а на цилиндрических поверхностях кольцевого поршня установлены поршневые уплотнительные элементы, при этом кольцевой поршень подпружинен в направлении от уплотняемой поверхности детали роторной части.The technical result of the invention is achieved due to the fact that the parking seal of a centrifugal compressor contains a sealing pair, including a rotor part of the compressor with a sealing surface and a sealing assembly mounted on the stator part of the compressor and axially spring-loaded, wherein the sealing assembly is made in the form of an annular piston mounted in the annular groove of the stator part, which is in communication with the channel for supplying compressed gas, moreover, on the end surface of the annular piston An end sealing element is installed with the possibility of contact with the sealing surface of the part of the rotor part, and piston sealing elements are installed on the cylindrical surfaces of the annular piston, while the annular piston is spring-loaded in the direction from the sealing surface of the part of the rotor part.
Кроме того, расположенный в кольцевом пазу статорной части торец кольцевого поршня может иметь кольцевую канавку для подвода сжатого газа.In addition, the end face of the annular piston located in the annular groove of the stator portion may have an annular groove for supplying compressed gas.
Кроме того, кольцевой поршень может иметь в осевом сечении ступенчатую форму, причем первая ступень расположена в кольцевом пазу статорной части компрессора, на второй ступени расположен торцевой уплотнительный элемент, а кольцевой поршень подпружинен посредством упругого элемента, расположенного между упором статорной части компрессора и поверхностью первой ступени кольцевого поршня.In addition, the annular piston may have a stepped shape in axial section, the first stage being located in the annular groove of the stator part of the compressor, the end sealing element being located on the second stage, and the annular piston spring-loaded by an elastic element located between the stop of the stator part of the compressor and the surface of the first stage annular piston.
Изобретение поясняется чертежом, на котором показана конструкция предлагаемого стояночного уплотнения.The invention is illustrated in the drawing, which shows the design of the proposed parking seal.
Стояночное уплотнение центробежного компрессора содержит контактную уплотнительную пару, включающую деталь 1 роторной части 2 с уплотняемой поверхностью 3 и уплотнительный узел, выполненный в виде кольцевого поршня 4, установленного на статорной части 5 (торцевой крышке) компрессора. Кольцевой поршень 4 установлен в кольцевом пазу 6 статорной части 5 компрессора и подпружинен в осевом направлении от уплотняемой поверхности 2 детали 1 роторной части 3 посредством упругого элемента 7, выполненного, например, в виде пружины, рессора, сильфона и т.п.Кольцевой паз 6 сообщен с каналом 8 для подвода сжатого газа извне. Кольцевой поршень 4 имеет в осевом сечении ступенчатую форму, причем первая ступень 9 расположена в кольцевом пазу 6 статорной части 5 и имеет на торцевой поверхности кольцевую канавку 10 для подвода сжатого газа, а на цилиндрических поверхностях имеет кольцевые канавки 11, в которых расположены вторичные поршневые уплотнительные элементы 12, уплотняющие цилиндрические поверхности поршня 4 и кольцевого паза 6. Вторая ступень 13 кольцевого поршня 4 на своем торце имеет кольцевую канавку 14, в которой расположен вторичный торцевой уплотнительный элемент 15, контактирующий с уплотняемой поверхностью 3 при стояночном положении компрессора.The parking seal of the centrifugal compressor contains a contact sealing pair, which includes a
Ступень 9 кольцевого поршня 4 с цилиндрической поверхностью ступени 13 образует кольцевой уступ, в котором между опорной поверхностью 16 ступени 9 и упором 17 (выступом) статорной части 5 компрессора расположен упругий элемент 7, упирающийся с одной стороны в поверхность 16, а с другой стороны в упор 17. Упор 17 закреплен на статорной части 5 посредством крепежного элемента 18 и удерживает упругий элемент 7 от выпадения.The
Работает стояночное уплотнение центробежного компрессора следующим образом. При вращении роторной части 2 (ротора) с уплотняемой поверхностью 3 кольцевой поршень 4 находится в отжатом положении от уплотняемой поверхности 2 за счет действия пружины 7, т.е. нахождения ее в спокойном состоянии, образуя осевой зазор δа между статорными и роторными деталями компрессора. После остановки компрессора по каналу 8 подачи сжатого газа в кольцевой паз 6 и канавку 10 поступает под давлением сжатый газ из стороннего источника (баллона), создающий усилие на поршень 4, превышающее сумму сил, действующих на поршень 4 от давления газа внутри проточной части и усилия упругого элемента 7. Кольцевой поршень 4 перемещается до полного перекрытия осевого зазора δа, прижимается к уплотняемой поверхности 3, обеспечивая герметичность проточной части компрессора. Условие перекрытия зазора δа:Works parking seal centrifugal compressor as follows. When the rotor part 2 (rotor) rotates with the
f3*p3>f2*p2+c*δa,f 3 * p 3 > f 2 * p 2 + c * δ a ,
где f3 - площадь торцевой поверхности кольцевого поршня 4, находящейся под давлением сжатого газа (из баллона);where f 3 is the area of the end surface of the
f2 - площадь торцевой поверхности кольцевого поршня 4, находящейся под давлением р2 газа в проточной части компрессора;f 2 is the area of the end surface of the
с - жесткость упругого элемента 7;C is the stiffness of the
δа - величина осевого зазора в стояночном уплотнении.δ a - the value of the axial clearance in the parking seal.
Пример конкретного исполненияConcrete example
Для вакуумного компрессора при проверке проточной части на герметичность создается давление внутри корпуса сжатия, равное 10 Па (0,00001 кгс/см2). При даже без подачи сжатого воздуха в паз 6 и канавку 10 на кольцевой поршень 4 действует усилие, примерно, 190 кгс, прижимающее поршень 4 к уплотняемой поверхности 3. Следовательно, усилие с*δа, создаваемое упругим элементом 7, должно быть более 190 кгс, но не менее 300 кгс. Тогда при подаче сжатого воздуха давлением 2 кгс/см2 в паз 6 стояночное уплотнение будет надежно перекрывать зазор δа, а при сбросе воздуха из паза 6 в атмосферу, наоборот, открывать зазор δа.For a vacuum compressor, when checking the flow part for leaks, a pressure is created inside the compression casing equal to 10 Pa (0.00001 kgf / cm 2 ). At even without the supply of compressed air to the
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012111997/06A RU2482363C1 (en) | 2012-03-28 | 2012-03-28 | Stop seal of centrifugal compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012111997/06A RU2482363C1 (en) | 2012-03-28 | 2012-03-28 | Stop seal of centrifugal compressor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2482363C1 true RU2482363C1 (en) | 2013-05-20 |
Family
ID=48789931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012111997/06A RU2482363C1 (en) | 2012-03-28 | 2012-03-28 | Stop seal of centrifugal compressor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2482363C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104565368A (en) * | 2015-01-12 | 2015-04-29 | 大连华阳密封股份有限公司 | Parking seal device for top stirrer and seal method thereof |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3223703A1 (en) * | 1982-06-25 | 1984-01-05 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 4200 Oberhausen | FLUID-LOCKED SHAFT SEAL WITH FLUID SUPPLY AND EXHAUST HOLES |
SU1366750A1 (en) * | 1986-04-14 | 1988-01-15 | Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт компрессорного машиностроения | Stationary seal |
SU1574960A1 (en) * | 1987-07-13 | 1990-06-30 | Предприятие П/Я А-3556 | Stationary end seal |
DE4119768A1 (en) * | 1991-06-15 | 1992-12-17 | Albrecht Dipl Ing Kayser | Fluid seal for rotating shaft - consists of spiral grooves formed in face of sealing ring |
RU2028524C1 (en) * | 1991-05-12 | 1995-02-09 | Конструкторское бюро химавтоматики | Stop seal |
RU2222741C2 (en) * | 2001-12-10 | 2004-01-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение энергетического машиностроения им. акад. В.П. Глушко" | Shaft standstill seal |
-
2012
- 2012-03-28 RU RU2012111997/06A patent/RU2482363C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3223703A1 (en) * | 1982-06-25 | 1984-01-05 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 4200 Oberhausen | FLUID-LOCKED SHAFT SEAL WITH FLUID SUPPLY AND EXHAUST HOLES |
SU1366750A1 (en) * | 1986-04-14 | 1988-01-15 | Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт компрессорного машиностроения | Stationary seal |
SU1574960A1 (en) * | 1987-07-13 | 1990-06-30 | Предприятие П/Я А-3556 | Stationary end seal |
RU2028524C1 (en) * | 1991-05-12 | 1995-02-09 | Конструкторское бюро химавтоматики | Stop seal |
DE4119768A1 (en) * | 1991-06-15 | 1992-12-17 | Albrecht Dipl Ing Kayser | Fluid seal for rotating shaft - consists of spiral grooves formed in face of sealing ring |
RU2222741C2 (en) * | 2001-12-10 | 2004-01-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение энергетического машиностроения им. акад. В.П. Глушко" | Shaft standstill seal |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104565368A (en) * | 2015-01-12 | 2015-04-29 | 大连华阳密封股份有限公司 | Parking seal device for top stirrer and seal method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2014084934A (en) | Oil seal | |
JP2012515298A (en) | Sealing device for sealing a reciprocating piston rod of a reciprocating compressor | |
JP5997770B2 (en) | Double mechanical seal device | |
JP2012149631A (en) | Water injection type screw fluid machine | |
JP5348924B2 (en) | Screw fluid machine | |
KR101851482B1 (en) | Oil-free screw compressor | |
KR101554014B1 (en) | Mechanical seal device | |
US20170159658A1 (en) | Scroll compressor | |
US9841108B2 (en) | Mechanical seal | |
RU2482363C1 (en) | Stop seal of centrifugal compressor | |
KR100994067B1 (en) | Mechanical seal for high pressure and high speed | |
RU118006U1 (en) | PARKING SEAL OF A CENTRIFUGAL COMPRESSOR | |
CN208237078U (en) | conical surface adaptive mechanical sealing device | |
JP6776903B2 (en) | Vacuum valve | |
KR20190124586A (en) | Mechanical seal including advanced plate structure and cap structure | |
JP2014524539A5 (en) | ||
CN104343986A (en) | Sealing assembly | |
JP3189239U (en) | Turbo machine | |
CN114008329A (en) | Sealing element | |
CN108488384A (en) | conical surface adaptive mechanical sealing device | |
US10344594B2 (en) | Actuator bearing arrangement | |
KR20130074780A (en) | Turbo blower's sealing connection | |
JP2012251641A (en) | Shaft seal device | |
CN117989169A (en) | Assembly for shaft seal | |
JPS58128567A (en) | Mechanical seal |