SU1652716A1 - Labyrinth seal - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к уплотнитель- ной технике. Цель изобретени  - расширение эксплуатационных возможностей и повышение эффективности герметизации путем обеспечени  возможности регулировани  в процессе работы уплотнени  величины радиального зазора зон сужени  потока. Уплотнение содержит установленные в корпусе 2 с возможностью осевого перемещени  чередующиес  втулки 15 из эластичного материала, образующие с валом 1 зоны 16 сужени  потока, и втулки 17 из жесткого материала, образующие зоны 18 расширени  потока. В расточке корпуса 2 установлен подпружиненный поршень 7, контактирующий с блоком втулок 15 и 17. Подачей управл ющего давлени  в подпор- шневую полость расточки осуществл етс  осевое нагружение блока втулок, при этом за счет деформации втулок 15 осуществл етс  регулирование величины радиального зазора в зонах сужени  потока и соответственно регулирование утечки уплотн емой среды 2 з.п ф-лы, 2 ил.The invention relates to a sealing technique. The purpose of the invention is to expand the operational capabilities and increase the effectiveness of sealing by providing the possibility of regulating the radial clearance of the zones of narrowing of the flow during the compaction operation. The seal contains mounted in the housing 2 with the possibility of axial movement of alternating sleeve 15 of elastic material, forming with the shaft 1 zone 16 narrowing flow, and sleeve 17 of rigid material, forming the zone 18 of the flow expansion. A spring-loaded piston 7 is installed in the bore of the housing 2, which is in contact with the block of bushings 15 and 17. By applying control pressure to the sub-piston cavity of the bore axial loading of the block of bushings takes place, and due to the deformation of the bushings 15 the zones of constriction are adjusted. flow and, accordingly, regulation of the leakage of the medium to be compressed 2 sf files, 2 ill.

Description

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для герметизации валов гидравлических машин.The invention relates to a sealing technique and can be used to seal shafts of hydraulic machines.

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей и повышение эффективности герметизации путем обеспечения возможности регулирования в процессе работы уплотнения величины радиального зазора зон сужения потока.The purpose of the invention is the expansion of operational capabilities and increase the efficiency of sealing by providing the possibility of regulation in the process of compaction of the magnitude of the radial clearance of the zones of narrowing the flow.

На фиг.1 изображено уплотнение, продольный разрез; на фиг.2 - блок втулки уплотнения.Figure 1 shows the seal, a longitudinal section; figure 2 - block sleeve seal.

Уплотнение содержит вал 1, охватывающей его корпус 2 с кольцевой проточкой 3, имеющей фиксирующий бурт 4, в которой размещен с возможностью осевого смещения уплотнительный блок 5. В кольцевой проточке 6 размещен поршень 7. подиружи ценный относительно корпуса 2 пружинойThe seal comprises a shaft 1, covering its body 2 with an annular groove 3, having a locking collar 4, in which the sealing block 5 is placed with the possibility of axial displacement. A piston 7. is placed in the annular groove 6, which is valuable relative to the housing 2 by a spring

8. Поршень герметизирован относительно корпуса уплотнениями 9-11. Подпоршневая полость 12 проточки 6 сообщена каналом 13 с источником управляющего регулируемого давления (не показан). Максимальный ход поршня 7 ограничен регулировочной шайбой 14. Блок 5 установлен с упором в бурт 4 корпуса 2 и контактируете поршнем 7. Блок 5 выполнен в виде набора чередующихся втулок 15 из эластичного материала, например, из антифрикционной резины, образующих с валом 1 зоны 16 сужения потока уплотняемой среды, и жестких втулок 17, например, из металла, образующих зоны 18 расширения потока.8. The piston is sealed relative to the housing by seals 9-11. The under-piston cavity 12 of the groove 6 is communicated by a channel 13 with a source of control controlled pressure (not shown). The maximum piston stroke 7 is limited by an adjusting washer 14. Block 5 is mounted abutting against the shoulder 4 of the housing 2 and is contacted by the piston 7. Block 5 is made in the form of a set of alternating bushings 15 made of elastic material, for example, antifriction rubber, forming narrowing zones 16 with shaft 1 the flow of the medium to be sealed, and the rigid bushings 17, for example, of metal, forming the expansion zone 18 of the stream.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При необходимости изменения эффективности герметизации, например, для уменьшения утечки через канал 13, подают в полость 12 управляющее регулируемое давление от внешнего или внутреннего (например, из полости повышенного давления уплотненной гидромашины) источника. При этом поршень 7, преодолевая усилие пружины 8, перемещается в осевом направлении и воздействует на блок 5. что приводит к сжатию эластичных втулок 15 и уменьшению осевого размера блока 5. Поскольку резина практически несжимаема (коэффициент Пуассона близок к 0,5), то осевая деформация втулок 15 приводит к радиальному перемещению части эластичного материала, и радиальные размеры зон 16 сужения уменьшаются. При этом геометрические размеры зон 18 расширения не изменяются, поскольку втулки 17 выполнены жесткими. В результате этого утечка через уплотнение уменьшается. При дальнейшем перемещении поршня 7 зазоры зон 16 могут быть полностью перекрыты материалом эластичных втулок 15 и обеспечивается контактное давление с валом 1, достаточное для полной герметизации. При этом антифрикционные свойства резины способствуют уменьшению износа втулок 15.If it is necessary to change the sealing efficiency, for example, to reduce leakage through the channel 13, a controlled variable pressure is supplied to the cavity 12 from an external or internal (for example, from an increased pressure cavity of a sealed hydraulic machine) source. In this case, the piston 7, overcoming the force of the spring 8, moves axially and acts on the block 5. which leads to compression of the elastic sleeves 15 and a decrease in the axial size of the block 5. Since the rubber is practically incompressible (Poisson's ratio is close to 0.5), the axial the deformation of the sleeves 15 leads to a radial movement of part of the elastic material, and the radial dimensions of the narrowing zones 16 are reduced. In this case, the geometric dimensions of the expansion zones 18 do not change, since the bushings 17 are rigid. As a result, leakage through the seal is reduced. With further movement of the piston 7, the gaps of the zones 16 can be completely blocked by the material of the elastic bushings 15 and contact pressure with the shaft 1 is provided, sufficient for complete sealing. At the same time, the antifriction properties of the rubber help to reduce the wear of the bushings 15.

Устройство предпочтительнее применять в качестве универсального комбинированного уплотнения, т.е. использовать как стояночное для герметизации при неподвижном вале 1 (при подаче необходимого управляющего давления на поршень 7) и как бесконтактное лабиринтное при работе машины (при сбросе давления, когда поршень 7 отжат пружиной 8), а при изменении режима работы машины размеры зон 16 соответственно могут регулироваться (на основе предварительной тарировки устройства).The device is preferably used as a universal combination seal, i.e. use as a parking seal for stationary shaft 1 (when applying the necessary control pressure to the piston 7) and as a non-contact labyrinth during machine operation (when depressurizing, when piston 7 is depressed by spring 8), and when changing the operating mode of the machine, the dimensions of zones 16, respectively, can regulated (based on preliminary calibration of the device).

Таким образом, предлагаемая конструкция лабиринтного уплотнения обеспечивает расширение возможностей его применения и повышение эффективности герметизации при переменных режимах работы машины путем изменения радиального размера зон сужения потока.Thus, the proposed design of the labyrinth seal provides the expansion of the possibilities of its application and increase the sealing efficiency under variable operating conditions of the machine by changing the radial size of the zones of flow restriction.

Claims (3)

Формула изобретенияClaim 1. Лабиринтное уплотнение, содержащее корпус с уплотнительными элементами, образующими с валом чередующиеся зоны сужения и расширения потока уплотняемой среды, а также средство регулирования утечки уплотняемой среды, связанное с источником управляемого регулируемого давления, отличающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей и повышения эффективности герметизации путем обеспечения возможности регулирования в процессе работы уплотнения величины радиального зазора зон сужения потока, уплотнительные элементы выполнены в виде блока, установленных в корпусе с возможностью осевого смещения втулок из эластичного материала, образующих с валом упомянутые зоны сужения потока, и втулок из жесткого материала, образующих с валом упомянутые зоны расширения потока, при этом средство регулирования выполнено в виде контактирующего с блоком втулок подпружиненного поршня, установленного в выполненной в корпусе кольцевой проточке, сообщенной с источником управляемого регулируемого давления.1. A labyrinth seal containing a housing with sealing elements forming alternating zones of narrowing and expansion of the flow of the sealing medium with the shaft, as well as a means of regulating the leakage of the sealing medium, associated with a controlled adjustable pressure source, characterized in that, in order to expand operational capabilities and increase sealing efficiency by providing the possibility of regulation in the process of compaction of the magnitude of the radial clearance of the zones of narrowing the flow, the sealing elements filled in the form of a block mounted in the housing with the possibility of axial displacement of bushings made of elastic material forming the aforementioned zone of flow narrowing with the shaft, and bushings of hard material forming the aforementioned zone of expansion of the flow with the shaft, wherein the control means is made in the form of bushings in contact with the block a spring-loaded piston installed in an annular groove made in the housing, in communication with a source of controlled adjustable pressure. 2. Уплотнение поп.1,отличающеес я тем, что втулки, образующие с валом зоны сужения потока, выполнены из антифрикционной резины.2. Seal pop. 1, characterized in that the bushings forming the zone of flow restriction with the shaft are made of antifriction rubber. 3. Уплотнение по п.1, о т л ича ющеес я тем. что втулки, образующие с валом зоны расширения потока, выполнены из металла.3. The seal according to claim 1, inclusive. that the bushings forming the expansion zone of the flow with the shaft are made of metal.