SU1079929A1

SU1079929A1 - Floating-ring seal

Info

Publication number: SU1079929A1
Application number: SU833543483A
Authority: SU
Inventors: Николай Никитович Асташенков; Константин Евгеньевич Дубровский; Леонид Алексеевич Толстиков
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6521
Priority date: 1983-01-25
Filing date: 1983-01-25
Publication date: 1984-03-15

Abstract

УПЛОТНЕНИЕ С ПЛАВАЮЩИМ КОЛЬЦОМ, содержащее корпус с камерой уплотнени и кольцо, охватыва- индее вал, отличающеес тем, что, с целью повышени динами-ческой устойчивости и нгщежности работы кольца в широком диапазоне рабочих параметров, в плавающем кольце с внешней цилиндрической поверхности выполнены глухие каналы, равнорасположенные по окружност м, рассто ние между которыми уменьшаетс по направлению к'входному каналу камеры, а в двух торцовых стенках этой камеры выполнены равнорасположенные по окружности вблизи периферийной части кольца глухие отверсти , в которые установлены подпружиненные поршни, имеющие каналы, соедин ющие камеру уплотнени с полост ми за поршн ми.с 9П15(Л*vjсо соNDСОФиг.1A SEAL WITH A FLOATING RING, comprising a housing with a sealing chamber and a ring that covers the shaft, characterized in that, in order to increase the dynamic stability and the smoothness of the ring in a wide range of operating parameters, deaf channels are made in the floating ring with an external cylindrical surface equally spaced around the circumferences, the distance between which decreases in the direction to the entrance channel of the chamber, and equidistant along the circumference near the peripheral part are made in the two end walls of this chamber sealing rings blind holes, in which are mounted spring-loaded piston having channels connecting the chamber to seal the cavities of the piston mi.s 9P15 (L * vjso soNDSOFig.1

Description

Изобретение относитс к машиностроению , в частности, к уплотнени м с плавающими кольцами, устанавливаемым в насосах, турбинах и др, подобных агрегатах.The invention relates to mechanical engineering, in particular, to floating ring seals installed in pumps, turbines, etc., like aggregates.

Известно уплотнение с плавающим кольцом, в котором плавающее кольцо имеет цилиндрический компенсационный ус, выход щий из камеры уплотнени в сторону дренажной камеры. Выполнение кольца с компенсационным усом обеспечивает смещение центра жесткости кольца к дренажной камере Равнодействуквда сила, действующа относительно смещенного центра жесткости, создает опрокидывающий момент, преп тствующий несшФ1етричной деформации кольца l.A floating ring seal is known in which the floating ring has a cylindrical compensating mustache extending from the seal chamber towards the drainage chamber. Performing a ring with a compensation mustache ensures the displacement of the center of rigidity of the ring to the drainage chamber. The force acting relative to the displaced center of rigidity creates a tilting moment that prevents uninterrupted deformation of the ring l.

Недостатком известного уплотнени вл етс необходимость увеличени диаметра рабочего торца, что при больших перепадах давлений увеличивает силу прижати кольца к корлусу и исключает возможность самоустанавливатьс кольцу под действием радиальных гидродинамических сил, т.е. тер етс основное качество уплотнений такого типа и снижаетс его работоспособность . Кроме того, введение компенсационного уса увеличивает габариты и массу уплотнени , что усложн ет уплотнительную систему .A disadvantage of the known compaction is the need to increase the diameter of the working end, which at high pressure differences increases the pressing force of the ring to the corulus and eliminates the possibility of self-aligning the ring under the action of radial hydrodynamic forces, i.e. the main quality of seals of this type is lost and its efficiency decreases. In addition, the introduction of a compensation bolt increases the size and mass of the seal, which complicates the sealing system.

Цель изобретени - повышение динамической устойчивости и надемсности работы кольца путем обеспечени посто нства радиального зазора в широком диапазоне изменени нагрузки при минимально возможных габа ритазс кольца.The purpose of the invention is to increase the dynamic stability and the permissibility of ring operation by ensuring the constancy of the radial gap in a wide range of load variation with the smallest possible gaps of the ring.

Указанна цель достигаетс тем, что в уплотнении с плавающим кольцом, содержащем корпус с камеро уплотнени и кольцо, охватывающее вал, в плавающем кольце с внешней цилиндрической поверхности выполнены глухие каналы, равнорасположенны по окружност м, рассто ние мезвду которыми уменьшаетс по направлению к входному каналу уплотнительной камеры, а в двух торцовых стенках этой камеры выполнены равнорасположенные по окружности на определенно радиусе глухие отверсти , в которые вставлены подпружиненные поршни, имеющие каналы, соедин ющие камеру уплотнени с полост ми за поршн ми.This goal is achieved by the fact that in a seal with a floating ring containing a housing with a seal chamber and a ring enclosing the shaft, in a floating ring with an external cylindrical surface there are deaf channels equidistant along the circumferences, the distance between which is reduced towards the inlet duct chambers, and in the two end walls of this chamber there are made uniformly spaced around the circumference at a definite radius of blind holes, into which spring-loaded pistons are inserted, having channels connecting A sealing chamber with cavities behind the pistons.

Это позвол ет повысить динамическую устойчивость и надежность работ кольца при меньших осевых и радиальных габаритах в широком диапазоне рабочих параметров.This allows to increase the dynamic stability and reliability of the ring operation with smaller axial and radial dimensions in a wide range of operating parameters.

На фиг. 1 показано уплотнение, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.FIG. 1 shows a seal, a general view; in fig. 2 is a view A of FIG. one.

Камера 1 уплотнени соединена через канал 2 со средой высокого давлени , а через канал 3-е дренажной системой. В кольцевой камере 1 установлено кольцо 4, охватывающее вал 5. В стенках 6 и 7 камеры 1 выполнены равнорасположенные по окружности глухие отверсти 8, в которые вставлены пружины 9 и поршни 10, упирающиес в торцы кольца 4 и имеющие каналы 11, соедин ющие камеру 1 с глухими отверст и ми 8. Кольцо 4 имеет также глухие сверлени 12 в несколько р дов (фиг. 2), густота которых увеличиваетс по ширине кольца в направлении к каналу 2 высокого давлени . Кольцо 4 имеет бурт 13, в котором выполнена кольцева камера 14, соединенна с каналом 2 через сверлени 15.Compaction chamber 1 is connected through channel 2 to the high-pressure medium, and through channel 3 by a drainage system. A ring 4 is mounted in the annular chamber 1, which encloses the shaft 5. In the walls 6 and 7 of the chamber 1, there are circumferentially equidistant blind holes 8 in which springs 9 and pistons 10 are inserted, which abut against the ends of the ring 4 and have channels 11 connecting the chamber 1 with blind holes 8. Ring 4 also has blind holes 12 in several rows (Fig. 2), the thickness of which increases along the width of the ring in the direction of the high pressure channel 2. The ring 4 has a shoulder 13 in which an annular chamber 14 is made, which is connected to the channel 2 through the drilling 15.

При вращении вала агрегата (насоса , турбины) в полости перед уплотнением (канал 2) повышаетс давление рабочей среды и реализуетс утечка по зазору между кольцом 4 и валом 5 в дренажную полость по каналу 3. Под действием нагрузок, обусловленных действием сил давлени , кольцо испытает сжимающее усилие. Несколько р дов глухих каналов, выполненных в кольце 4 обеспечивают смещение его центра жесткости к рабочему торцу бурта 13, вследствие чего уменьшаетс или полностью исключаетс опрокидывающий момент, возникающий из-за несовпадени плоскости приложени равнодействующей радиальной силы и плоскости расположени центра жесткости сечени кольца и привод щий к несимметричной деформации Кольца. Тем самым обеспечиваетс минимальна деформаци кольца и посто нство рабочего зазора в широком диапазоне изменени нагрузки при минимальных габаритах кольца 4 .When the assembly shaft (pump, turbine) rotates in the cavity before compaction (channel 2), the pressure of the working medium increases and leakage occurs between the ring 4 and shaft 5 into the drainage cavity through channel 3. Under the action of loads caused by the action of pressure, the ring will experience compressive force. Several rows of deaf channels made in ring 4 ensure that its center of rigidity is shifted to the working end of collar 13, as a result of which the tilting moment resulting from the mismatch between the plane of application of the resultant radial force and the plane of the center of center of ring rigidity and resulting in to asymmetric deformation of the ring. This ensures the minimum deformation of the ring and the constancy of the working gap in a wide range of load changes with the minimum dimensions of the ring 4.

Наличие подпружиненных поршней 10 иcклJ чaeт вибрационный наклеп торцов кольца 4 и обеспечивает осевую устойчивость кольца. В работе смещение кольца или его перекос под действием вибрации происходит с соответствующим перемещением поршней.The presence of spring-loaded pistons 10 jcl causes vibrating hardening of the ends of the ring 4 and provides axial stability of the ring. In operation, the displacement of the ring or its bias under the action of vibration occurs with a corresponding movement of the pistons.

Благодар жиклирующим отверсти м перемещение поршней задемпфировано, что исключает ударное взаимодействие рабочего бурта 13 кольца со стенкой корпуса, а также возбуждение резонансных колебаний кольца в широком диапазоне режимов работы. Наличие пружин 9 обеспечивает в процессе работы возврат поршней в рабочее положение и взаимное уравновешивание осевых сил от поршней, действующих на кольцо.Due to the orifice holes, the movement of the pistons is damped, which eliminates the shock interaction of the working collar 13 of the ring with the wall of the housing, as well as the excitation of resonant oscillations of the ring in a wide range of operating modes. The presence of springs 9 provides in the process of working the pistons return to the working position and mutual balancing of axial forces from the pistons acting on the ring.

Технико-экономический эффект изобретени заключаетс в повышении надежности работы кольца за счет уменьшени деформации плавающего кольца и сохранении посто нства рабочего зазора в широком диапазоне изменени нагрузки. Кроме того, повышена динамическа устойчивость кольца.The technical and economic effect of the invention is to increase the reliability of the ring by reducing the deformation of the floating ring and maintaining the working gap constant over a wide range of load variations. In addition, the dynamic stability of the ring is enhanced.

.Вид А.View A

ОABOUT

О ABOUT

:-:: -:

f О - Ьf O - b

-)-.-) -.

Фие .2Phie .2

Claims

SEAL WITH A FLOATING RING, comprising a housing with a seal chamber and a ring covering a shaft, characterized in that, in order to increase the dynamic stability and reliability of the ring in a wide range of operating parameters, blind channels are made in the floating ring from the outer cylindrical surface, equally spaced circles, the distance between which decreases in the direction of the input channel of the chamber, and in two end walls of this chamber there are made ltsa blind holes, in which are mounted spring-loaded piston having channels which connect the sealing chamber with cavities for the pistons.

C © ς ©

N3

C ©>