SU1687977A1

SU1687977A1 - Rotating shaft seal

Info

Publication number: SU1687977A1
Application number: SU894735312A
Authority: SU
Inventors: Николай Владимирович Малик; Юрий Степанович Зинченко; Леонид Владимирович Черепов
Original assignee: Сумское Машиностроительное Научно-Производственное Объединение Им.М.В.Фрунзе
Priority date: 1989-07-11
Filing date: 1989-07-11
Publication date: 1991-10-30

Abstract

Изобретение позвол ет повысить надежность уплотнени вращающегос вала путем предотвращени раскрыти торцового стыка между внутренним плавающим кольцом и корпусом. В расточке 3 корпуса 1 с зазором 4 относительно вала 5 установлены внутреннее и наружное плавающие кольца 6 и 7. Между кольцами расположены упругие элементы 8, поджимающие торцовые уп- лотнительные по ски 9 и 10 колец 6 и 7 к корпусу 1, в котором выполнены подвод щие каналы 2. Дл предотвращени разрыва масл ной пленки на торцовой поверхности кольца 6 со стороны по ска 9 выполнена кольцева проточка 11 прот женностью больше половины кольца 6, на наружной цилиндрической поверхности которого выполнены радиальные пазы 12. Внутренн поверхность пазов 12 расположена на одном диаметре с внутренней поверхностью проточки 11. Пазы 12 расположены напротив каналов 2. На внутренней поверхности кольца 6 со смещением к выходному участку 13 выполнена кольцева канавка 14, сообщенна радиальными дросселирующими каналами через проточку 11 с пазами 12. 2 ил. «ы Ё О 00 Ю VJ VJThe invention makes it possible to increase the reliability of the compaction of the rotating shaft by preventing the frontal joint from opening between the inner floating ring and the housing. In the bore 3 of the housing 1 with a gap of 4 relative to the shaft 5, there are inner and outer floating rings 6 and 7. Elastic elements 8 are located between the rings, pressing end seals 9 and 10 of the rings 6 and 7 to the housing 1, in which Channels 2. To prevent rupture of the oil film, an annular groove 11 is made on the end surface of the ring 6 on the side 9 of the ring with a length of more than half of the ring 6, on the outer cylindrical surface of which there are radial grooves 12. The inner surface grooves 12 are located on the same diameter with the inner surface of the groove 11. The grooves 12 are located opposite the channels 2. On the inner surface of the ring 6 with an offset to the output section 13, an annular groove 14 is formed, connected by radial throttling channels through the groove 11 with the grooves 12. 2 Il. "S EO About 00 VJ VJ

Description

Изобретение относитс к уплотнитель ной технике, в частности к конструкци м уплотнений вращающихс валов в насосах, компрессорах и турбинах.The invention relates to a sealing technique, in particular to the structures of the seals of rotating shafts in pumps, compressors and turbines.

Целью изобретени вл етс повыше- ние надежности уплотнени путем предотвращени раскрыти торцового стыка между внутренним плавающим кольцом и корпусом , и разрыва масл ной пленки в выходном участке внутреннего плавающего кольца со стороны газа.The aim of the invention is to increase the reliability of the seal by preventing the front seam between the inner floating ring and the body from opening, and the oil film to break in the outlet section of the inner floating ring on the gas side.

На фиг 1 изображена конструкци уплотнени вращающегос вала, продольный разрез, на фиг.2 - разрез А - А на фиг 1.Fig. 1 shows the structure of a rotary shaft seal, a longitudinal section; Fig. 2 shows a section A - A in Fig. 1.

Уплотнение вращающегос вала содержит выполнение в корпусе 1 подвод щие каналы 2 и установленные в расточке 3 корпуса 1 с зазором 4 относительно вала Ь внутреннее и наружное плавающие уллотнительные кольца 6 и 7.The seal of the rotating shaft comprises, in the housing 1, supply channels 2 and inner and outer floating sealing rings 6 and 7 installed in the bore 3 of the housing 1 with a gap 4 relative to the shaft L.

Между уплотнительными кольцами 6 и 7 установлены упругие элементы 8, поджимающие кольца 6 и 7 к корпусу торцовыми уплотнительными по сками 9 и 10. На торцовой поверхности внутреннего плавающего уплотнительного кольца 6 со стороны торцового уплотнительного по ска выполнена кольцева проточка 11, Прот женность длины кольцевой проточки выполнена больше половины кольца и гем самым кольцо раздел етс на два участка различной прот женности, На наружной поверхности внутреннего плавающего уплотнительного кольиа 6 выполнены радиальные пазы 12. Внутренн поверхность пазов 12 и внутренн поверхность кольцевой проточки 11 расположены на одном диаметре. Радиальные пазы 12 распо- ложены напротив подвод щих каналов 2. На внутренней поверхности внутреннего кольца 6 выполнена со смещением к выход- ному участку 13 кольца 6 кольцева канавка 14, сообщенна посредством радиальных дросселирующих каналов 15 через кольцевую проточку с радиальными пазами 12Elastic elements 8 are mounted between the sealing rings 6 and 7, clamping the rings 6 and 7 to the housing with end seals 9 and 10. On the front surface of the inner floating sealing ring 6, an annular groove 11 is made on the end surface of the internal sealing sealing ring. more than half of the ring is made and the heme itself is divided into two sections of different lengths. Radial grooves 12 are made on the outer surface of the inner floating sealing ring 6. The inner surface of the grooves 12 and the inner surface of the annular groove 11 are located on the same diameter. The radial grooves 12 are located opposite the supply channels 2. On the inner surface of the inner ring 6, an annular groove 14 is displaced to the outlet section 13 of the ring 6, which is connected by means of radial throttling channels 15 through an annular groove with radial grooves 12

Уплотнение вращающегос вала рабо- тает следующим образом,The rotary shaft seal works as follows.

При работе турбомашины, например центробежного компрессора высокого давлени , уплотнительное масло по подвод щим каналам 2 под давлением превышающим давление компримируемого газа, подаетс в радиальные пазы 12 и расточку 3 корпуса к плавающим уплотнитель ным кольцам 6 и 7. охлажда их, и преп тствует утечке компримируемою газа в окружающую средуWhen a turbomachine is operated, for example, a high-pressure centrifugal compressor, sealing oil through supply channels 2 under pressure exceeding the pressure of the compressed gas is fed into the radial grooves 12 and bore 3 of the housing to the floating sealing rings 6 and 7. they are cooled and prevent leakage of the compressed gas to the environment

Благодар выполнению во внутреннем кольце б кольцевой проточки 11 происходит более интенсивное охлаждение кольца 6,Due to the implementation in the inner ring b of the annular groove 11, there is a more intensive cooling of the ring 6,

что повышает надежность его работы и повышает его герметизирующую способность а различна осева прот женность наружного и внутреннего цилиндрических участков кольца позвол ет получить необходимую величину уравновешивающей силы, позвол ющей создать момент сил преп тствующий раскрытию торцового стыка между торцовым УПЛОТНИ(ельным по ском 9 и корпусом т.е. уравновесить момент сил, стрем щийс раскрыть указанный торцовый стык и: за пары (ил1 центрирующей силы, возникающей в зазоре 4 и приложенной к центру кольц 6, и силы тре ни , приложенной к торцу кольца 6which increases the reliability of its work and increases its sealing ability and the different axial length of the outer and inner cylindrical sections of the ring allows to obtain the necessary amount of balancing force, which allows you to create a torque preventing the opening of the butt joint between the end SEAL (rim 9 and body .e. to balance the moment of force, which tends to open the specified end joint and: for pairs (or the centering force arising in the gap 4 and applied to the center of the ring 6, and the thrust force, to the end of the ring 6

При высоких rt/орогтрх ПОЗЩРНИЯ и ма- «пых расхода ггпотмительного масла возможно нарушение сплошности смазйчного сло Разрыв масл ном плот и начинаетс на выходном уигтке 13 кольца со стороны газа, При этом чем меньше перепад давлени , а следовательно, и расход масла, тем большую длину кольца f) будет занимать зона разрыва пленки В эгои зоне будет находив с смесь мпслаi газом что и приводит к существенному уменьшению в зкости масла, потерь мощности на трение и температуры кольца 6 Этим объ сн етс также более низка температур кольца 6 на выходном участке 13At high rt / ORGAN OF CONSUMPTION and low consumption of a very heavy oil, a discontinuity of the lubricating layer may occur. The oil raft breaks and starts on the output side of the gas 13 rings on the gas side. At the same time, the smaller the pressure drop and, consequently, the oil consumption, the greater the ring length f) will occupy the zone of film rupture. In the ego zone, it will find gas with a mixture of mpls which leads to a significant decrease in oil viscosity, friction power loss and ring 6 temperature. This also explains the lower temperatures of ring 6 output section 13

При больших перепадал давлени , т.е., когда уплотните-.ыюе масло полностью заполн ет зазор 4, расход масла растет пр мо пропорционально сюрогти вращени С уменьшением перепад,-: давлени масло - газ тбсолютмыи расход уменьшаетс , нэос- таетср независимым от скорости сращени вала 5, что обь с.н ст по ргрние зоч разрыва масл ной meiiKH в iaiope 4 С ростом скорости вращени тона разрыва распростран етс е сторону ччолноп кромки уменьша эффективную дпину кол i 3 6. Если перепад давлении уменьшаетс настолько, что зона ра.чрк;, а Слюной пленки будет занимат ь всю длину s- ольца 6, то уплотнение тер ет герметичности и газ попадает в основной поток масла Разрыву масл ной пленки способп пуют также вибрации вала 5 и малые F.I личП Ч зазоров 4 Дл предот- в ращен и., рт-фыгм маст ной пленки часть уплогнитгл. - j маглг, из подвод щих канале , / гь„ V1 т ь радиальные пгзы 12 и из них в рлдиальньк дросселир/ющие каналы 15 и канаг ку 14 Пои попадании уплотнительного магла в канавку 14 постанавливаетс масл на пленка в зазо ре 4 и соответственно герметичность уплотнени .At high pressure drops, i.e. when the oil seal completely fills gap 4, the oil consumption grows in direct proportion to the spin effect. With a decrease in the drop, -: oil-gas pressure is absolute and the flow rate decreases, it does not depend on speed splices of shaft 5, which is an obstruction along the axis of the fracture of an oil meiiKH in iaiope 4 With an increase in the speed of rotation of the discontinuity tone extends to the side of the chamfer edge reducing the effective distance of i 3 6. If the pressure drop decreases so much that the zone pa. Chrk ;, and Saliva film will be for imitating the entire length of the ring 6, the seal loses tightness and the gas enters the main flow of oil. The rupture of the oil film is also prevented by the vibrations of the shaft 5 and small fi lmp h gaps 4 prevented by growth. Noah film part of the booklet. - j muggg, from the supply duct, / Vb „V1 t radial PGZ 12 and from them into the throttling channel 15 and the canal 14 After the oil seal enters the groove 14, oil on the film 4 is set in the gap 4 and, accordingly, tightness compaction.

Таким обр зор-,, пррдлагаемач конструкци уплотн :н,1ч 1,02, ющегос зэла обладает более высокой уплотнительной способностью из-за предотвращени раскрыти торцового стыка, а также из-за предотвращени разрыва масл ной пленки в радиальном зазоре между валом и внутренним плавающим кольцом.Thus, the prprlaglamech construction of the seal: n, 1 h 1.02, zella has a higher sealing ability due to the prevention of opening of the butt joint, as well as due to the prevention of rupture of the oil film in the radial gap between the shaft and the internal floating ring.

Claims

Claims of the invention A seal of a rotating shaft comprising inner and outer floating rings mounted in the bore of the housing with a clearance relative to the shaft, between which resilient elements are located, pressing the end sealing rings of the floating rings to the housing, in which the feed channels are characterized in that. in order to increase the reliability of compaction by preventing opening of the butt joint between the inner floating ring and the body

An oil film break in an advantageous area of the internal floating ring on the gas side, an annular hole with an extension of more than half the ring on the front surface of the internal floating ring on the front sealing ring side, and on its outer cylindrical surface radial grooves, the internal surface which is located on the same diameter with the inner surface of the annular groove, with the radial grooves located opposite the supply channels, and on the inner surface Cored oil floating ring with an offset to the output portion of the ring an annular groove, messages via throttling radial channels through the annular groove with radial grooves.