SU752084A1 - Multistep hydraulic seal - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к области уплотнительной техники дл  энергетического оборудовани , где необходимо осуществить уплотнение вращающегос  в корпусе агрегата вала при высоких параметрах рабочей 5 среды.The invention relates to the field of sealing equipment for power equipment, where it is necessary to seal the rotating shaft in the housing of the unit with high parameters of the working environment.

Известны многоступенчатые гидравлические уплотнени  вала турбины, выполненные в виде последовательно установленных на валу дисков, располол енных в кольце- ю вых камерах корпуса, заполненных уплотн ющей жндкой средой, например водой 1. Такие уплотнени  имеют по сравнению с обычными лабиринтовыми уплотнени ми небольщие осевые размеры.15Multistage hydraulic seals of the turbine shaft are known, made in the form of disks mounted sequentially on the shaft, located in the annular chambers of the housing filled with a sealing medium, such as water 1. Such seals have small axial dimensions compared to conventional labyrinth seals. 15

Однако их использование возможно только при небольших перепадах давлепп  и при низкой температуре рабочей среды.However, their use is possible only with small pressure drops and at low temperature of the working environment.

Целью описываемого изобретени   вл етс  обеспечение возможности ирименени  20 в качестве уплотн ющей среды жидкого металла дл  повышени  величины удерживаемого уплотнением давлени .The purpose of the described invention is to provide the possibility of imitating 20 as a sealing medium of a liquid metal to increase the value of the pressure retained by the seal.

Это достигаетс  тем, что уплотнение снабжено расположенной со стороны поло- 25 стн высокого давлени  дополнительной сборной камерой уплотн ющей среды п расположенной вокруг корпуса полостью дл  подвода обогревающей срецы, в теле дисков выполнены соедин ющне перифе- 30This is achieved by the fact that the seal is provided with an additional high pressure chamber located on the side of an additional 25 pressure chamber and a cavity around the body for supplying heating heaters, the connecting body 30 is made in the body of the discs.

рниную и центральную части соседних кольцевых камер цептростремнтельные каналы, которые, кроме того, св зывают дополнительную сборную камеру последовательно с камерами всех днсков, в которых также выполнены дросселирующие каналы, соедин ющие между собой соседние камеры, прп этом в корпусе выполнены св зывающие сборную камеру с уплотнительной полостью высокого давлени  отверстп , суммарное проходное сечеппе которых больше, чем проходное сеченне зазора между валом и корпусом в месте расположени  сборной камеры.The inner and central parts of the adjacent annular chambers are chain-protrusion channels, which, in addition, connect an additional collecting chamber in series with the chambers of all DNA, which also have throttling channels connecting the neighboring chambers, which in the housing connect the collecting chambers with a high-pressure sealing cavity of the orifices, the total passage section of which is larger than the passage section of the gap between the shaft and the housing at the location of the collecting chamber.

На фиг. 1 схематично представлено трехступенчатое гидравлическое уплотненне в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, а на фиг. 3 - разрез Б-Б на фнг. 1.FIG. 1 schematically shows a three-stage hydraulic seal in the section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. 1, and in FIG. 3 - section BB on the fng. one.

На валу 1 последовательно установлены диски 2 и 3 в кольцевых сообщающихс  камерах 4 и 5 корпуса 6. Число днсков, а следовательно, и ступеней определ етс  в зависнмости от удерживаемого уплотпеипем перепада давлени . Вокруг корпуса расположена полость 7 дл  подвода обогревающей среды. К кольцевой камере 4 со стороны высокого давлени  прпмыкает дополнительна  сборна  камера 8, котора  последовательно св зана с кольцевыми камерамн всех дисков через расположенныеDisks 2 and 3 are successively mounted on shaft 1 in annular communicating chambers 4 and 5 of housing 6. The number of dunks, and hence the stages, is determined depending on the pressure drop held by the seal. A cavity 7 is located around the housing for supplying a heating medium. On the high pressure side, an additional collecting chamber 8 is connected to the annular chamber 4, which is connected in series with annular chambers of all the disks through located

в теле последних центростремительные каналы 9, соедин ющие перифери1111ую и центральную части соседних камер. Центральные части камер соединены между собой вынолнеиными в теле дисков дросселирующими каналами 10 и 11, причем сеченн  каналов 11 больше, чем сечени  каналов 10. Дополнительна  сборна  камера 8 св зана с полостью высокого давлени  отверсти ми 12, суммарное проходное сечекие которых больше, чем проходное сечение зазора 13 между валом 1 и корпусом 6 в месте расположени  сборной камеры 8. Нижн   часть сборной камеры выполнена в виде узкого щелевого канала 14, сообщающегос  через отверстие 15 с нижней частью емкости 16.in the body of the latter, there are centripetal channels 9 connecting the peripheral and central parts of the adjacent chambers. The central parts of the chambers are interconnected by throttling channels 10 and 11 in the body of the disks, with section 11 channels larger than sections 10. Additional assembly chamber 8 is connected to the high-pressure cavity with holes 12, the total section through which is larger than the section through passage the gap 13 between the shaft 1 and the housing 6 at the location of the collecting chamber 8. The lower part of the collecting chamber is made in the form of a narrow slotted channel 14 communicating through the opening 15 with the lower part of the container 16.

На ободах дисков 2 и 3 могут быть скребки 17 высотой примерно 0,5-1 мм, обращенные острой кромкой в сторону вращеки . Обогрев корпуса может производитьс  паром по трубопроводу 18.On the rims of the disks 2 and 3 can be scrapers 17 with a height of about 0.5-1 mm, facing a sharp edge in the direction of the rollers. The casing can be heated by steam through line 18.

Уплотнение работает следующим образом .Seal works as follows.

Неред сборкой узла уплотнени  емкость 16 заливают расплавленным металлом, не смачивающим поверхности дисков и камер. Температура плавлени  этого металла должна быть ниже минимально возможной температуры рабочей среды. Если емкость 16 недостаточна, то металл заливают также в камеры 4 п 5 до уровн , исключающего задевание его дисками. Перед пуском металл расплавл ют.Before assembling the seal assembly, container 16 is filled with molten metal that does not wet the surfaces of the disks and chambers. The melting point of this metal should be below the lowest possible working medium temperature. If the capacity 16 is insufficient, the metal is also poured into the chambers 4 and 5 to the level excluding the grazing by its disks. The metal is melted before starting.

,Прп повышении давлени  во врем  работы в емкости 16 жидкий металл вытесн етс  через канал 14 в камеру 4. При вращении вала в камере за счет центробежной силы создаетс  нерепад уровней металла, уравновешивающий возни кшую разность давлений. При недостаточности дл  уравновешивани  перепада одной камеры уплотн юща  среда перетекает в следующие камеры , а при снижении перепада центростремительные каналы возвращают унлотн ющую среду обратно. Прн снижении неренада до минимума, определ емого перепадом уровней металла в канале 14, вс  уплотн юща  среда перекачиваетс  по этим центростремительным каналам через сборную камеру 8 в емкость 16. Охлаждение агрегата производитс  при неполностью остановленном вале. При этом благодар  скребкам 17 исключаетс  защемление диска остывающим металлом. Полна  остановка должна нроизводитьс  только после застывани  металла.The increase in pressure during operation in the tank 16 causes the liquid metal to be displaced through channel 14 to chamber 4. When the shaft rotates in the chamber, centrifugal force creates an unrepetitive metal level, balancing the resulting pressure difference. If there is not enough to balance the difference between one chamber, the sealing medium flows into the next chambers, and when the differential drops, the centripetal channels return the packing medium back. When the non-reward is reduced to the minimum determined by the level difference of the metal in channel 14, all the sealing medium is pumped through these centripetal channels through the collecting chamber 8 into the container 16. The cooling of the unit is carried out with the shaft not fully stopped. However, thanks to the scrapers 17, the pinching of the disk by the cooling metal is eliminated. Full stop should only be made after the metal has set.

Дросселирующие каналы 10 определ ют перепад на диски 2 и исключают сложное заполнение кольцевых камер 4 и 5. Последний диск 3, расположенный в увеличенной по объему камере 5, преп тствует пр мому выбросу уплотн ющей среды при резких возрастани х давлени  и частично выполн ет уплотнительную функцию.The throttling channels 10 define a drop on the disks 2 and eliminate the complicated filling of the annular chambers 4 and 5. The last disk 3, located in the chamber 5 enlarged in volume, prevents the direct release of the sealing medium during sharp increases in pressure and partially performs the sealing function .

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Многоступенчатое гидравлическое уплотнение преимущественно дл  газовых и паровых турбин, выполненное в виде последовательно установленных на валу дисков, расположенных в кольцевых камерах корпуса , заполненных уплотн ющей жидкой средой, отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  возможности применени  в качестве уплотн ющей среды жидкого металла дл  повышени  величины удерживаемого уплотнением давлени , оно снабжено расположенной со стороны полости высокого давлени  дополнительной сборной камерой уплотн ющей среды и расположенной вокруг корпуса полостью дл  подвода обогревающей среды, в теле дисков выполнены соедин ющие периферийную и центральную части соседних кольцевых камер центростремительные каналы, которые, кроме того, св зывают дополнительную сборную камеру последовательно с камерами всех дисков, в которых также выполнены дросселирующие каналы, соедин ющие между собой соседнне камеры, при этом в корнусе выполнены св зывающие сборную камеру с уплотнительной полостью высокого давлени  отверсти , суммарное проходное сечение которых больше, чем нроходное сечение зазора между валом и корпусом в месте расположени  сборной камеры.A multistage hydraulic seal mainly for gas and steam turbines, made in the form of sequentially mounted on the shaft discs located in the annular chambers of the housing filled with sealing liquid medium, characterized in that, in order to provide the possibility of using liquid metal as a sealing medium the pressure held by the seal, it is equipped with a high pressure located on the side of the cavity, with an additional collecting chamber of the sealing medium and around the body of the cavity for supplying a heating medium, in the body of the disks are made connecting the peripheral and central parts of the adjacent annular chambers centripetal channels, which, moreover, connect the additional collecting chamber in series with the chambers of all the disks, which also have throttling channels connecting between each other, adjacent chambers, while in the cornus there are holes connecting the collecting chamber with a high-pressure sealing cavity, the total flow area of which is greater than The opening section of the gap between the shaft and the housing at the location of the collecting chamber. Источннкн ннформации, прин тые во внимание нри экспертизе 1. Щегл ев А. В. Паровые турбины, ГЭИ, 1955, с. 129.Source information taken into account at the examination 1. A. Scheglyev. Steam turbines, SEI, 1955, p. 129. 7777