Уплотнение вращающегося регенеративного теплообменника

 

Использование: в двигателестроении для уплотнения регенеративных теплообменников, преимущественно газотурбинных двигателей. Сущность изобретения: рама и уплотнительные башмаки выполнены составными из кольцевой 3 и радиальной 4 частей, на частях рамы в местах примыкания их друг к другу выполнены плоские площадки 5, ориентированные параллельно продольной оси радиальной части, а сопряжение башмаков выполнено посредством дополнительно установленных в продолжении плоской площадки радиальной части подпружиненных плоских вкладышей 9 из антифрикционного материала. 2 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к уплотнениям регенеративных теплообменников, преимущественно газотурбинных двигателей.

Известно уплотнение вращающегося регенеративного теплообменника, содержащее расположенные в пазах корпуса подпружиненные уплотнительные башмаки из антифрикционного материала [1] Недостатком уплотнения является перегрев корпуса из-за перетока в него тепла от теплообменника через уплотнительные башмаки.

Известно уплотнение вращающегося регенеративного теплообменника, содержащее рамку, представляющую в плане кольцо или полукольцо с диаметральной перемычкой, и размещенные в ее пазах подпружиненные уплотнительные башмаки из антифрикционного материала и термобарьерную прокладку [2] В реальных условиях высоких температур, например в газотурбинном двигателе, диаметральная перемычка имеет более высокую температуру, чем кольцевая часть рамки. Градиенты температуры создают изгибающие и крутящие моменты в частях рамки и приводят к значительному ее короблению. Эффективность уплотнения при этом снижается вследствие возникновения зазоров между рамкой и уплотнительными башмаками.

Целью изобретения является повышение эффективности уплотнения при неравномерном поле температур в рамке.

Цель достигается тем, что рамка выполнена составной из кольцевой и радиальной частей, сопряженных между собой в местах их примыкания друг к другу по плоским площадкам, ориентированным нормально к плоскости теплообменника и параллельно продольной оси радиальной части, с возможностью взаимного проскальзывания частей. Сопряжение башмаков уплотнено подпружиненным плоским вкладышем из антифрикционного материала, являющимся продолжением контактной стенки радиальной части рамки.

На фиг. 1 представлен уплотнительный контур в плане применительно к регенератору газотурбинного двигателя; фиг.2 сечение А-А на фиг.1.

Уплотнение вращающегося регенеративного теплообменника 1, расположенного в корпусе 2, содержит рамку, кольцевая часть 3 которой сопряжена с ее радиальной частью 4 по плоским площадкам 5, ориентированным нормально к плоскости теплообменника и параллельно продольной оси радиальной части. Штифты 6 удерживают части 3 и 4 в общей плоскости рамки, а штифтовые отверстия 7 обеспечивают возможность их относительного проскальзывания в этой плоскости. Термобарьерная прокладка 8 свободно примыкает к плоскости рамки. С целью уменьшения влияния нелинейных деформаций частей 3 и 4 рамки на герметичность их контакта с прокладкой 8, оси штифтов 6 расположены в непосредственной близости как к самой прокладке 8, так и к местам ее перехода с части 3 на часть 4 рамки. Плоские вкладыши 9 из антифрикционного материала, являются продолжением контактной стенки радиальной части рамки, уплотняют сопряжение частей 3 и 4 рамки и уплотнительных башмаков кольцевых 10 и радиальных 11. Пружины 12, 13 и 14 обеспечивают предварительное поджатие вкладыша к рамке, к теплообменнику и к уплотнительным башмакам.

При работе двигателя воздух высокого давления Р₁ заполняет полости, находящиеся с внешней стороны уплотнительного контура. Давление Р₂ внутри контура всегда меньше, чем снаружи, по меньшей мере на величину гидравлического сопротивления теплообменника. Усилие от перепада давления Р Р₁ P₂ добавляется к действию пружин 12, 13, 14, обеспечивая надежное поджатие сопрягаемых деталей 3 и 4. Возможность деформации частей рамки без взаимного влияния позволяет уменьшить общее ее коробление, ускорить приработку уплотнительных башмаков и увеличить эффективность уплотнения.

Формула изобретения

Уплотнение вращающегося регенеративного теплообменника, содержащее рамку с размещенными в ее пазах подпружиненными уплотнительными башмаками из антифрикционного материала и термобарьерную прокладку, отличающееся тем, что рамка и уплотнительные башмаки выполнены составными из кольцевой и радиальной частей, на частях рамки в местах примыкания одна к другой выполнены плоские площадки, ориентированные параллельно продольной оси радиальной части, а сопряжение башмаков выполнено посредством дополнительно установленных в продолжении плоской площадки радиальной части подпружиненных плоских вкладышей из антифрикционного материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2