Опорно-уплотнительный узел турбомашины
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (воз Р 04 О 29/04
ГОСУДАРСТВЕН.ЫЙ КОМИТЕТ
ПО.ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4794383/06 . (22) 20.02.90 (4ф 15.03.92. Бел. М 10 (71) Всесоюзный научно-исследовательский ваонструкторско-технологический институт.
«емпрессорного машиностроения .
{7й) S.P.nøèê, С.К.Пестун, В.И.Живица и
8.8.Ковалев фэ3) 621.822.5 (088.Щ (56) Патент CLUA t4"9915459, кл, 277-27, 1975.
Авторскеф саед«тельство СССР
N. 1125392, кл. F 01 О 25/16. 1984.
„„5U,, 1719723 А1 (54) ОПОРНО-УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ
ТУРБОМАШИНЫ (57) Изобретение позволяет повысить надежность путем снижения резонансных колебаний за счет того, что на наружной поверхности опорного уплотнительного кольца ® 4 выполйены по меньшей мере три продольных паза 7, а в теле К 4- сквозные продольные отверстия
8, образующие со стороны внутренней поверхности К 4 и/или внутренней поверхности пазов 7 тонкостенные упругие участки 9, которые позволяют создавать на внутренней поверхности К 4 микрорельеф, способствующий образованию микроклиньев. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
1719723
Изобретение относится .к турбостроению, в частности к опорно-уплотнительным узлам турбомашины.
Известен опорноуплотнительный узел ротора турбомашимы, содержащий корпус с полостью подвода жидкости, расположенные в корпусе с зазором относительно вала опорное кольцо с несущими камерами, соединенные дросселирующими отверстиями и каналами с полостью подвода и плавающее кольцо, образующее с корпусом и опорным кольцом промежуточную камеру, причем на наружной поверхности опорного кольца имеется гидравлический демпфер.
Недостатком этого узла является малая жесткость системы "опора — ротор" при низких давлениях рабочей среды, так как не создается демпфирующего эффекта узла на вал из-за малой силы трения ма торцовой поверхности наружного кольца..
Иаиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является опорно-уплотнительный узел турбомашины, содержащий корпус с полостью подвода жидкости. расположенные в корпусе с зазором относительно вала опорное кольцо с несущими «амерами. дросселирующими отверстиями и канала- ми, сообщенными с полостью подвода жидкости и плавающее кольцо, образующее с корпусом и опорным кольцом промежуточную камеру, в которой расположена втулка с радиальным отверстиями, причем наружная поверхность опорного кольца по посадочному зазору входит в расточку корпуса.
Такое конструктивное исполнение значительно повышает жесткость системы "ротор — опора".
Целью является повышение надежности в работе путем снижения резонансных колебаний.
На фиг.1 схематично показан узел, продольный разрез; на фиг.2-4 — сечения А-А на фиг.1 (варианты выполнения опорного уплотнительмого кольца);
Опорно-уплотнительный узел турбомвшины содержит корпус 1 с камерой 2 подвода уплотнительной среды и расположенные в корпусе 1 с зазором относительно вала 3 опорное уплотнительное кольцо 4 с несущими карманами 5 и уплотнительную втулку 6.
На наружной поверхности кольца 4 выполнены по меньшей мере три продольных паза 7, в в теле кольца 4 могут быть выполнены . сквозные продольные отверстия 8, образующие со стороны внутренней поверхности кольца 4 и/или внутренней поверхности сквозных пазов 7 тонкостенные упругиеучастки 9. Отверстия 8 могут быть смещены относительно несущих карманов 5 в неправлении вращения вала 3, а пазы 7 могут быть выполнены наклонными в поперечной плоскости. В кольце 4 выполнены дросселирую цие отверстия 12 для подвода жидкости в
5 несущие карманы 5. Узел расположен меЖду полостью 10 высокого давления д полостью 11 низкого давления.
Опорно-уплотнительный узел турбомашины работает следующим образом.
10 Уплотняющую жидкость подают в камеру 2 подвода, из которой часть жидкости по пазам 7 и дросселирующим отверстиям 8 поступает в карманы 5. Из карманов 5 жидкость по зазору между валом 3 и кольцом 4
15 движется в сторону полости 1t. Остальная жидкость поступает из камеры 2 в зазор в сторону полости tO. Ори этом давление жидкости в камере 2 поддерживается выше, чем в полости 10. Выполнение кольца 4 упругим, 20 причем если его податливость значительно больше податливости вала 3, позволяет рассматривать последний как жесткий до подхода к третьей критической скорости. При этом уменьшается амплитуда колебаний ва25 ла 3 при переход@через критические скорости вращения.
В зависимости от требуемой жесткости кольца 4 сквозные. Смещение отверстий 8 относительно карманов 5 позволяет созда30 вать на внутренней поверхности кольца 4 микрорельеф за счет ее неравномерной деформации, Наличие микрорельефа на внутренней поверхности способствует образованию
35 микрогидроклиньев, чем значительно повышается динамическая устойчивость вала 3, Кроме того, выполнение сквозных пазов и выступов на опорно-уплотнительном кольце эначительмо улучшает его охлаждение за
40 счет увеличения поверхности теплосьема.
Формула изобретения
1. Опорноуплотнительный узел турбомашины, содержащий корпус с камерой
45 подвода уплотнительной среды и расположенные в корпусе с зазором относительно вала опорное уплотнительное кольцо с несущими карманами и уплотнительную втулку, отличающийся тем, что, с целью
50 повышения надежности в работе путем снижения резонансных колебаний, на наружной новерхности кольца выполнены по меньшей мере три продольных сквозных паза.
55 2.Узел по и. 1. отличающийся . тем, чго в кольце выполнены сквозные продольные отверстия. образующие со стороны внутренней поверхности кольце и/или внутренней поверхности сквозных пазов тонкостенные упругие участки, 1719723
З.Узел поп.2,отличающийся тем, 4.Узелпоп.1.отличающийся тем, что отверстия смещены относительно несу- что пазы выполнены наклоненными в попещих карманов в направлении вращения Вала, речной плоскости.
1719723
1719723
Составитель В Петрухин
Техред М.Моргентал Корректор С.Шевкун
Редактор Ю.Середа
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 756 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/6
