SU1695016A1

SU1695016A1 - Labyrinth seal

Info

Publication number: SU1695016A1
Application number: SU894757930A
Authority: SU
Inventors: Георгий Александрович Голубев; Владимир Алексеевич Смирнов; Владимир Николаевич Хазов
Original assignee: Предприятие П/Я М-5729
Priority date: 1989-11-09
Filing date: 1989-11-09
Publication date: 1991-11-30

Abstract

Изобретение относитс к уплотнитель- ной технике, в частности к бесконтактным уплотнени м валов..Цель изобретени - повышение эффективности герметизации. Уплотнение содержит корпус с кольцевыми камерами расширени потока, разделенными кольцевыми перегородками, между которыми установлены с возможностью осевого перемещени Z-образные в продольном сечении втулки, внешн полка каждой из которых расположена в глухой осевой кольцевой проточке камеры расширени и взаимодействует с размещенной в этой проточке пружиной, а внутренн полка внешней поверхностью сопр жена с кольцевым уступом на противоположной стороне камеры , при этом уступ втулки и уступ камеры образуют соединенную с источником управл ющего регулируемого давлени напорную полость, а внутренн поверхность внутренней полки втулки образует с валом зону сужени потока. 2 з п.ф-лы, 1 илThe invention relates to a sealing technique, in particular to non-contact shaft seals. The purpose of the invention is to increase the sealing efficiency. The seal includes a housing with annular flow expansion chambers separated by annular partitions, between which Z-shaped sleeves are mounted with axial movement in the longitudinal section of the sleeve, the outer shelf of each of which is located in a hollow axial annular groove of the expansion chamber and interacts with a spring placed in this groove, and the inner shelf with the outer surface of the interface with the annular ledge on the opposite side of the chamber, while the ledge of the sleeve and the ledge of the chamber form connected to and With a control regulated pressure source, a pressure cavity is located, and the inner surface of the inner flange of the sleeve forms a zone of flow constriction with the shaft. 2 of p. F-ly, 1 silt

Description

Изобретение относитс к машиностроению , а именно к бесконтактным уплотнени м валов лабиринтного типа.The invention relates to mechanical engineering, namely to contactless shaft seals of a labyrinth type.

Известно, лабиринтное уплотнение, в каждой зоне расширени которого выполнена проточка. В проточках размещены герметизированные относительно корпуса с возможностью радиального перемещени охватывающие вал ползуны, кольцева внутренн поверхность которых образуете валом зоны расширени потока, а корпус снабжен вибраторами, сообщающими ползунам радиальные перемещени . При работе происходит механическое воздействие на поток в радиальном направлении в зонах расширени , что повышает эффективность уплотнени . При этом изменени объема тракта в каждой зоне расширени не происходит .It is known a labyrinth seal, in each expansion zone of which a groove is made. The grooves accommodate slide-sealed sliders enclosing the shaft with the possibility of radial movement, the annular inner surface of which forms the shaft of the flow expansion zone, and the body is equipped with vibrators informing the sliders of radial movements. During operation, a mechanical effect occurs on the flow in the radial direction in the expansion zones, which increases the efficiency of compaction. In this case, a change in the path volume in each expansion zone does not occur.

Недостатком конструкции вл етс необходимость увеличени радиальных габаритов корпуса дл размещени The disadvantage of the design is the need to increase the radial dimensions of the housing to accommodate

перемещающихс радиэльно ползунов, толкателей и вибраторов.moving radial sliders, followers and vibrators.

Известно лабиринтное уплотнение, содержащее корпус с последовательно распо- ложенными кольцевыми камерами расширени потока. Кажда зона расширени снабжена напорной полостью и отделена от нее герметичной оболочкой из эластичного материала, а кажда напорна полость сообщена с источником управл ющего регулируемого давлени Конструкци обеспечивает увеличение гидравлического сопротивлени тракта за счет механического воздействи на поток путем регулируемого изменени объема зон расширени .A labyrinth seal is known, comprising a housing with sequentially arranged annular flow expansion chambers. Each expansion zone is provided with a pressure cavity and is separated from it by an airtight casing of elastic material, and each pressure cavity is connected to a source of control controlled pressure. The design provides an increase in the flow resistance of the path due to the mechanical effect on the flow by means of an adjustable change in the volume of expansion zones.

Недостатком уплотнени вл етс низка работоспособность эластичной оболочки при увеличенном давлении рабочей среды, в особенности при работе с пульсатором давлени .The disadvantage of compaction is the low performance of the elastic shell with increased pressure of the working medium, especially when working with a pressure pulsator.

Цель изобретени - устранение указанных недостатков, повышение обеспечени The purpose of the invention is to eliminate these drawbacks, increase the provision of

возможности регулировани осевых размеров смежных зон расширени потока при переменных режимах эксплуатации машины .the possibility of adjusting the axial dimensions of adjacent flow expansion zones under variable operating conditions of the machine.

Указанна цель достигаетс тем, что лабиринтное уплотнение содержит корпус с последовательно расположенными кольцевыми камерами расширени потока, разде- леннмми кольцевыми перегородками, образующими с валом зоны сужени потока , а между перегородками корпуса с возможностью осевого перемещени уплотнение снабжено Z-образными в поперечном сечении втулками. В каждой камере расширени с одной ее стороны выполнена глуха кольцева осева проточка, в которой размещены пружина и взаимодействующа с ней торцом внешн полка втулки, герметизированна относительно стенок проточки, а с противоположной стороны камеры выполнен кольцевой уступ, герметично сопр женный с внешней поверхностью внутренней полки втулки. Уступ между полками втулки и уступ камеры образуют напорную полость, котора сообщена с источником управл ющего регулируемого давлени . Внутренн поверхность внутренней полки втулки образует с валом зону сужени потока.This goal is achieved in that the labyrinth seal comprises a housing with successively arranged annular flow expansion chambers, divided annular partitions forming a flow restriction zone with the shaft, and between the partitions of the housing with axial displacement the seal is provided with bushes Z-shaped in cross section. In each expansion chamber, on one side, a ring-shaped axial groove is made, in which a spring and an outer flange of the sleeve interacting with its end face are sealed relative to the groove walls, and an annular step is made on the opposite side of the chamber, hermetically coupled to the outer surface of the inner flange of the sleeve . The step between the hub flanges and the step of the chamber forms a pressure cavity, which communicates with a source of control variable pressure. The inner surface of the inner flange of the sleeve forms with the shaft a zone of constriction of the flow.

Кроме того, предусмотрено размещение в каждой проточке корпуса ограничител хода втулки в виде регулировочной щайбы, причем шайбы в проточках различны по величине.In addition, the placement of the sleeve limiter in the form of an adjusting washer is provided in each groove of the housing, and the washers in the grooves are different in size.

Отмеченные способности конструкции позвол ют перемещением каждой втулки измен ть осевые размеры и, следовательно, обьем смежных зон расширени , воздействовать на поток рабочей среды, что увеличивает эффективность герметизации.The noted design capabilities allow the displacement of each sleeve to change the axial dimensions and, therefore, the volume of the adjacent expansion zones, affect the flow of the working medium, which increases the sealing efficiency.

На чертеже изображена предлагаема конструкци , разрез (один блок уплотнени ).The drawing shows the proposed construction, a section (one sealing unit).

Вал 1 и корпус 2 образуют чередующиес зоны сужени 3 и расширени 4. В корпусе 2 выполнена проточка 5, в которой размещена кольцева втулка 6, имеюща в сечении Z-образную форму с внешней полкой 7 и внутренней полкой 8. Втулка 6 герметизирована в корпусе 2 при помощи уплотнительных колец 9. Полка 7 с одной стороны подпружинена в проточке 5 относительно корпуса 2 пружиной 10, а с другой стороны полка 7 и проточка 5 сообщены при помощи канала 11 с системой подвода регулируемого управл ющего давлени (не показана ). Внутренн цилиндрическа поверхность 12 полки 7 ограничивает по диаметру поверхность зоны 4 расширени . Полка 8 образует с РЯПОМ 1 зону 3 сужени Shaft 1 and body 2 form alternating zones of constriction 3 and expansion 4. In case 2, a groove 5 is made in which an annular sleeve 6 is placed, having a Z-shaped cross section with an external shelf 7 and an internal shelf 8. The sleeve 6 is sealed in case 2 with the help of sealing rings 9. On the one side, the shelf 7 is spring-loaded in the bore 5 relative to the body 2 by the spring 10, and on the other side the shelf 7 and the bore 5 are in communication with the channel 11 with an adjustable control pressure supply system (not shown). The inner cylindrical surface 12 of the shelf 7 bounds in diameter the surface of the expansion zone 4. Shelf 8 forms with zone NNP 1 zone 3

и ограничивает осевые размеры смежных -зон расширени . В проточке 5 установлен регул тор осевого перемещени втулки б, выполненный в виде шайбы 13. Осевые размеры шайб 13 в проточках 5 различны по величине.and limits the axial dimensions of the adjacent -zone extensions. In the groove 5, an axial displacement regulator of the sleeve b is installed, made in the form of a washer 13. The axial dimensions of the washers 13 in the grooves 5 are different in size.

Устройство работай г следующим образом .Device work r as follows.

Управл ющее регулируемое давлениеControlled pressure control

0 (оптимальна величина давлени в зависимости от режима работы подбираетс предварительно экспериментально) через канал 11 в корпусе 2 подаетс в проточку 5 и создает силу, перемещающую втулку 6 (влево).0 (the optimum value of pressure, depending on the mode of operation, is pre-determined experimentally) through the channel 11 in the housing 2 is fed into the groove 5 and creates a force that moves the sleeve 6 (to the left).

5 Пружина 10сжимаетс . Шайба 13 позвол ет регулировать (путем подбора ее осевых размеров ) ход втулки 6. При уменьшении давлени в полости 5 втулка 6 под действием пружины 10 перемещаетс в противополож0 ную сторону. Величина осевого перемещени втулок 6 лабиринтного уплотнени может быть различной, что определ етс толщиной шайб 13 в проточках 5. Скорость перемещени втулок 6 определ етс жест5 костью пружин 10 в проточках 5, размерами втулок 6 и режимом подвода управл ющегос давлени в полости 5. Возможна также, по аналогии с известным уплотнением, по- дзча пульсирующего давлени , причем амп0 литуда, фаза и частота пульсации давлени в полост х 5 могут отличатьс по величине. Перемещение втулки 6 вызывает изменение осевых размеров и объема двух смеж- ных зон расширени потока: одна5 Spring 10 is compressed. The washer 13 makes it possible to regulate (by selecting its axial dimensions) the stroke of the sleeve 6. As the pressure in the cavity 5 decreases, the sleeve 6 under the action of the spring 10 moves to the opposite side. The magnitude of the axial movement of the labyrinth seal 6 may be different, which is determined by the thickness of the washers 13 in the grooves 5. The speed of movement of the sleeves 6 is determined by the stiffness of the springs 10 in the grooves 5, the size of the sleeves 6 and the control pressure supply in cavity 5. It is also possible , by analogy with the known compaction, the pulse pressure pulse, with the amplitude of the amplitude, the phase and the frequency of the pressure pulsation in the cavities 5, can differ in magnitude. The movement of the sleeve 6 causes a change in the axial size and volume of two adjacent flow expansion zones: one

5 увеличиваетс , втора - уменьшаетс , что приводит к интенсивному механическому воздействию на поток, его турбулизации и увеличению гидравлического сопротивлени всего тракта.5 increases, the second decreases, which leads to an intense mechanical effect on the flow, its turbulence and an increase in the hydraulic resistance of the entire path.

0Таким образом, предлагаемое лабиринтное уплотнение обеспечивает повышение -Эффективности герметизации при различных режимах работы машины.Thus, the proposed labyrinth seal provides increased -Effectiveness of sealing in various operating modes of the machine.

Разработка и изготовление уплотнени Design and manufacture of compaction

Claims

5 is not a technical difficulty. 1. Labyrinth seal comprising a housing with successive annular expansion chambers

0 flow, separated by annular partitions forming with the shaft the zones of flow restriction, as well as means for changing the volume of expansion chambers, containing pressurized pressure cavities, communicated with a controlled variable pressure source, characterized in that, in order to increase the sealing efficiency, the seal is provided with between the body partitions with the possibility of axial movement of the sleeves in the longitudinal section of the sleeves, in each expansion chamber on one of its sides there is a ring-axial blind the groove in which the spring is placed and the outer flange of the sleeve cooperating with it, is sealed against the walls of the groove, and an annular ledge is made on the opposite side of the chamber, hermetically fitting to the external surface of the inner flange of the sleeve, while the ledge between the flanges of the sleeve and the ledge of the chamber

the above-mentioned pressure cavity is pleased, and the inner surface of the inner flange of the sleeve forms with the shaft a zone of constriction of the flow.

2 A seal as claimed in claim 1, wherein the seal is located in each groove of the housing to accommodate an axial movement of the sleeve, made in the form of an adjusting washer.

3. Sealing according to claim 1, of which is that the axial dimensions of the adjusting washers in the grooves of the housing are different.

2

YU

7

13

% eight.