RU2633740C2

RU2633740C2 - Sealing

Info

Publication number: RU2633740C2
Application number: RU2016104717A
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Грибановский
Original assignee: Владимир Александрович Грибановский
Priority date: 2016-02-11
Filing date: 2016-02-11
Publication date: 2017-10-17
Also published as: RU2016104717A

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: sealing unit is made in the form of a multi-layered cylinder, part of which is fixed between the inner and outer rings. Flexible elastic sealing elements are created by grooves that overlap the surface of the subsequent element. The outer surface of multilayer cylinder is in contact with the large-diameter surface of the end groove of the shaft shoulder.

EFFECT: reliability, manufacturability and reduced diametral dimensions of the sealing unit.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к конструкции уплотнения вращающихся валов и роторов газотурбинных двигателей, установок и других роторных машин.The invention relates to the field of engineering, in particular, to the design of the sealing of rotating shafts and rotors of gas turbine engines, installations and other rotary machines.

Известно щеточное уплотнение (RU №2269047 С2, F16J 15/16, опубл. 10.06.2006 г.) для разделения полостей высокого и низкого давления рабочей среды, содержащее корпус, в котором хвостиками установлено не менее одного ряда щетин, собранных не менее чем в один пучок с возможностью смещения их уплотнительных окончаний до сопряжений с подвижной контактной поверхностью, а щетины выполнены из листового материала в виде блока, при этом хвостовики и уплотнительные оконечности щетины разделены с образованием торсионных перемычек.A brush seal is known (RU No. 2269047 C2, F16J 15/16, publ. 10.06.2006) for separating cavities of high and low pressure of the working medium, comprising a housing in which at least one row of bristles assembled in at least one bunch with the possibility of shifting their sealing ends to mates with a moving contact surface, and the bristles are made of sheet material in the form of a block, while the shanks and sealing ends of the bristles are separated with the formation of torsion bridges.

Однако уплотняющие свойства этого устройства недостаточно высоки и оно сложно в изготовлении. Блок выполнен из листового материала, а хвостовики, не имеющие жесткого закрепления, в эксплуатации могут вибрировать, что крайне нежелательно для обеспечения надежности узла уплотнения.However, the sealing properties of this device are not high enough and it is difficult to manufacture. The block is made of sheet material, and shanks that do not have rigid fastening can vibrate in operation, which is extremely undesirable to ensure the reliability of the seal assembly.

Известно уплотнение, принятое за прототип (RU №2433323 С2, F16J 15/16, опубл. 10.11.2011 г.), выполнено в виде гибких упругих элементов, размещенных между кольцевыми пластинами, и на части поверхности жестко связаны с последними, при этом гибкие уплотнительные элементы выполнены из листового материала в виде диска с центральным отверстием, которое контактирует с валом.It is known the seal adopted for the prototype (RU No. 2433323 C2, F16J 15/16, publ. 10.11.2011), made in the form of flexible elastic elements placed between the annular plates, and on a part of the surface are rigidly connected with the latter, while flexible the sealing elements are made of sheet material in the form of a disk with a Central hole, which is in contact with the shaft.

Данное уплотнение обеспечивает необходимую работоспособность, однако из-за повышенного размера по диаметру не везде может быть применено.This seal provides the necessary performance, however, due to the increased size in diameter, it can not be applied everywhere.

Задачей, решаемой данным изобретением, является создание уплотнения уменьшенных габаритов.The problem solved by this invention is to create a seal of reduced dimensions.

Указанная задача решается уплотнением, разделяющим полости высокого и низкого давления рабочей среды, выполнено в виде многослойного цилиндра, который собирается из нескольких цилиндрических слоев, изготовленных из листового материала. На каждом слое за счет прорезанных пазов по образующей до 0,8 длины цилиндра получаются гибкие упругие уплотнительные элементы, при сборке каждый последующий слой смещен относительно предыдущего, перекрывая пазы смежного слоя. Многослойный цилиндр с одного торца зажат герметично между наружным и внутренним кольцами, при этом внутренний диаметр наружного кольца равен диаметру цилиндрической поверхности торцовой проточки в бурте вала, по которой контактирует наружный диаметр многослойного цилиндра гибкими упругими уплотнительными элементами. За счет разницы в полостях высокого и низкого давления уплотнительные элементы прижимаются к цилиндрической поверхности торцовой проточки в бурте вала, обеспечивая герметичность зазора между корпусом и валом.This problem is solved by sealing, separating the cavity of high and low pressure of the working medium, made in the form of a multilayer cylinder, which is assembled from several cylindrical layers made of sheet material. On each layer, due to the cut-out grooves along the generatrix up to 0.8 of the cylinder length, flexible elastic sealing elements are obtained, during assembly, each subsequent layer is offset from the previous one, overlapping the grooves of the adjacent layer. A multilayer cylinder at one end is sealed tightly between the outer and inner rings, while the inner diameter of the outer ring is equal to the diameter of the cylindrical surface of the end groove in the shaft shoulder along which the outer diameter of the multilayer cylinder is contacted by flexible elastic sealing elements. Due to the difference in the cavities of high and low pressure, the sealing elements are pressed against the cylindrical surface of the end groove in the shaft shoulder, ensuring the tightness of the gap between the housing and the shaft.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, 2:The invention is illustrated in FIG. 12:

фиг. 1 - уплотнение;FIG. 1 - seal;

фиг. 2 - уплотнительный элемент.FIG. 2 - sealing element.

На фиг. 1 уплотнение разделяет полости высокого А и низкого Б давления рабочей среды и обеспечивает герметичность зазора между корпусом 1 и вращающимся валом 2. В корпусе 1 установлено уплотнение 3, выполненное в виде многослойного цилиндра 5, собранного из нескольких цилиндрических слоев, изготовленных из листового материала. Для надежности герметизации зазора на каждом слое с одного торца создаются гибкие упругие уплотнительные элементы 4 путем прорези пазов 6 (фиг. 1, фиг. 2) по образующей до 0,8 длины цилиндра. При сборке многослойного цилиндра 5 слои смещаются, перекрывая пазы 6 смежного элемента. Многослойный цилиндр 5 зажимается между внутренним 7 и наружным 8 кольцами. Внутренний диаметр 9 наружного кольца 8, например, равен большому диаметру 10 торцовой проточки 11 в бурте 12 вала 2. Наружные гибкие упругие уплотнительные элементы 4 многослойного цилиндра 5 контактируют с поверхностью большого диаметра 10 торцовой проточки 11 в бурте 12 вала 2. За счет разницы давлений рабочей среды А и Б гибкие упругие уплотнительные элементы 4 прижимаются к поверхности большого диаметра 10 торцовой проточки 11 в бурте 12 вала 2, обеспечивая герметичность зазора между корпусом 1 и валом 2.In FIG. 1, the seal separates the cavities of high A and low B pressure of the working medium and ensures the tightness of the gap between the housing 1 and the rotating shaft 2. In the housing 1, a seal 3 is installed, made in the form of a multilayer cylinder 5 assembled from several cylindrical layers made of sheet material. For reliability of sealing the gap on each layer from one end, flexible elastic sealing elements 4 are created by cutting grooves 6 (Fig. 1, Fig. 2) along a generatrix of up to 0.8 cylinder length. When assembling the multilayer cylinder 5, the layers are displaced, overlapping the grooves 6 of the adjacent element. The multilayer cylinder 5 is clamped between the inner 7 and outer 8 rings. The inner diameter 9 of the outer ring 8, for example, is equal to the large diameter 10 of the end groove 11 in the shoulder 12 of the shaft 2. The outer flexible flexible sealing elements 4 of the multilayer cylinder 5 are in contact with the surface of the large diameter 10 of the end groove 11 in the shoulder 12 of the shaft 2. Due to the pressure difference working medium A and B, flexible elastic sealing elements 4 are pressed against the surface of a large diameter 10 of the end groove 11 in the shoulder 12 of the shaft 2, ensuring the tightness of the gap between the housing 1 and the shaft 2.

Таким образом, предложенная конструкция уплотнения зазора между корпусом и валом обеспечивает надежность разделения высокого и низкого давления рабочих сред, длительный ресурс работы и уменьшенные габариты изделия.Thus, the proposed design of the seal of the gap between the housing and the shaft ensures the reliability of the separation of high and low pressure of the working medium, long service life and reduced dimensions of the product.

Claims

The seal of the gap between the housing and the shaft, made in the form of flexible elastic elements of sheet material, which have through grooves, while the grooves of the previous element overlap the surface of the subsequent and rigidly connected between the rings, characterized in that the flexible elastic elements are assembled in the form of a multilayer cylinder, part of which is placed and rigidly fixed between the inner and outer rings, the free part of the flexible sealing elements is directed towards the low pressure of the working medium and contacts the bunker the surface of the multilayer cylinder with the surface of the large diameter of the end groove of the shaft shoulder.