Способ для удаления уплотнительного средства

Изобретение относится к способу для удаления уплотнительного средства. В способе для удаления уплотнительного средства, которое удерживается в пазу конструктивного элемента, между уплотнительным средством и зажимным средством или между зажимным средством и конструктивным элементом направляют под высоким давлением струю жидкости, за счет которой уплотнительное средство извлекается из паза. Способ является особенно пригодным для извлечения уплотнительной ленты в роторе или в корпусе турбомашины. Изобретение дает существенную экономию времени и расходов на удаление уплотнительного средства. 5 з.п.ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к способу для удаления уплотнительного средства, которое удерживается в пазу конструктивного элемента посредством зажимного средства, при этом способ является особенно экономичным и простым.

Таким уплотнительным средством является, например, уплотнительная лента, которая закреплена на корпусе или на роторе турбомашины, чтобы уплотнить зазор между валом ротора и направляющей лопаткой, закрепленной на корпусе, или между корпусом и рабочей лопаткой ротора относительно протекающей активной среды, которая приводит в движение ротор. Если при этом попеременно друг за другом расположены, при рассмотрении в направлении оси ротора, соответственно уплотнительная лента на корпусе или направляющая лопатка и соответственно уплотнительная лента на валу или рабочая лопатка ротора, то говорят также о так называемом лабиринтном уплотнении. Активная среда вряд ли еще проникает через этот лабиринт уплотнений так, что мощность турбомашины вследствие этой потери активной среды уменьшается только незначительно.

Для упрощения в последующем говорят о корпусе турбомашины, если речь идет о корпусе, как таковом, или о направляющей лопатке, жестко связанной с корпусом, и говорят о роторе, если речь идет о роторе, как таковом, или о рабочей лопатке, жестко связанной с ротором.

Вдающаяся в зазор между корпусом и ротором уплотнительная лента выполнена, как правило, на своей крепежной стороне L-образной. Выполненную L-образной крепежную сторону уплотнительной ленты вставляют в паз на корпусе или на роторе. Для закрепления уплотнительной ленты на корпусе или на роторе затем в паз вводят зажимное средство. В качестве зажимного средства, также называемого чеканочным элементом, в паз зачеканивают чеканочную проволоку. Уплотнительная лента вследствие больших сил трения, развиваемых за счет чеканочной проволоки, жестко удерживается в пазу.

Для турбомашин, которые подвержены действию высоких температур, как, например, газовые или паровые турбины, используются как для уплотнительной ленты, так и для чеканочного элемента термостойкие материалы, в частности, высокожаропрочные металлические сплавы или стали. Для металлического чеканочного элемента обычно используется также понятие "чеканочная проволока".

Вследствие высоких механических нагрузок уплотнительные ленты в турбомашинах имеют, как правило, после нескольких 10.000 часов такой износ, что они не могут больше соответствовать своей уплотнительной функции. Поэтому время от времени уплотнительные ленты должны заменяться.

Для замены уплотнительной ленты до сих пор известно трудоемкое механическое стачивание чеканочного элемента или зажимного средства.

Задачей изобретения является создание способа удаления уплотнительного средства, удерживаемого в пазу конструктивного элемента, который по сравнению со способом согласно уровня техники требует меньших затрат времени и является за счет этого более экономичным с точки зрения затрат.

Эта задача решается согласно изобретения тем, что в способе удаления уплотнительного средства, удерживаемого зажимным средством в пазу конструктивного элемента, струю жидкости направляют под высоким давлением в паз между уплотнительным средством и зажимным средством или между зажимным средством и конструктивным элементом, за счет чего из паза извлекают по крайней мере зажимное средство.

Обширные исследования показали, что направленная в паз струя жидкости может развивать такое высокое давление, что даже удерживаемое в пазу стальным зажимным средством уплотнительное средство может извлекаться из паза простым образом за незначительную часть необходимого до сих пор времени. При этом это не приводит к повреждениям паза, даже если материал, из которого выработан паз, является мягче, чем материал зажимного средства.

Хотя до сих пор говорилось о вращательно-симметричных конструктивных деталях турбомашин, однако, принципиально следует заметить, что изобретение в принципе является пригодным для того, чтобы простым образом удалять любое удерживаемое зажимным средством в пазу уплотнительное средство. Идет ли в случае конструктивного элемента речь о деталях компрессора, газовой турбины, паровой турбины, насоса, генератора или другого устройства, не играет для применения изобретения никакой роли.

Однако, относительно высоких затрат, возникающих при проверке турбин, является предпочтительным, если способ используют для извлечения уплотнительной ленты из паза конструктивного элемента, например, ротора или корпуса турбомашины, в частности, паровой или газовой турбины. Такая уплотнительная лента удерживается, как уже упомянуто, в пазу конструктивного элемента с помощью зажимного средства. Струю жидкости для извлечения такого уплотнительного средства направляют между уплотнительным средством и конструктивным элементом, за счет чего уплотнительное средство извлекается из паза. Альтернативно струю жидкости можно направлять между уплотнительным средством и зажимным средством, за счет чего по крайней мере зажимное средство извлекается из паза и после чего уплотнительное средство легко удаляется из паза, например, вручную. Для удаления уплотнительной ленты, вставленной в турбомашину с помощью чеканочной проволоки, таким образом по сравнению с использовавшимся ранее способом стачивания, достигается экономия времени от 75 до 95%. После извлечения зажимного средства уплотнительное средство может заменяться простым образом.

Предпочтительным образом струю жидкости направляют вдоль паза. За счет этого уплотнительное средство или зажимное средство непрерывно освобождается из паза.

Способ находит с успехом применение для извлечения стальной проволоки из стального паза. При этом как проволока, так и материал, из которого выработан паз, может быть из высоколегированной или высокожаропрочной стали. Материалом паза, однако, может быть также литая сталь, например, серый чугун, в то время как проволока изготовлена из высоколегированной стали. Способ может применяться с успехом также в таких случаях, в которых материал зажимного средства является механически более стойким, чем материал паза.

В дальнейшем выгодном выполнении изобретения в качестве зажимного средства извлекают металлический чеканочный элемент для удержания выполненного в виде уплотнительной ленты уплотнительного средства из паза ротора или корпуса турбомашины, в частности, турбокомпрессора, паровой турбины или газовой турбины.

Предпочтительным образом струю жидкости подают с давлением между 750 и 4000 бар. Выбор давления при этом зависит от материала зажимного средства, уплотнительного средства и материала конструктивного элемента. В частности, для удаления металлического зажимного средства в виде металлической чеканочной проволоки для удержания уплотнительной ленты в турбомашине оказалось предпочтительным, если струю жидкости подают под давлением между 2000 и 3000 бар. Зажимное средство при этом легко извлекается из паза, не приводя к механическим повреждениям конструктивного элемента.

В особенно предпочтительной альтернативе изобретения в качестве жидкости используют воду. При применении воды не требуется никаких сложных мер, чтобы удовлетворить условиям по охране окружающей среды.

Целесообразно применяют струю жидкости, ширина которой в месте попадания в паз является от 0,5 до 1,5 раз шире, чем ширина паза. Успех при извлечении очень плотно введенного в паз зажимного средства зависит в значительной мере от давления, которое струя жидкости развивает под зажимным средством в пазу. Это давление является зависящим от количества жидкости, которое вводится под зажимное средство в единицу времени, и скорости, с которой жидкость поступает в паз. Чем больше жидкости в единицу времени вводится в паз, тем больше развиваемое под зажимным средством давление. Если используют узкую струю жидкости, то необходимое давление может быть достигнуто возможно только за счет очень высокой скорости жидкости. За счет этого паз, однако, может размываться, то есть изменять свою форму, что является нежелательным. Испытания показали, что струя жидкости, которая в месте попадания в пазу имеет по крайней мере половину ширины паза, проявляет особенно хорошее действие относительно удаления зажимного средства. Если струя значительно шире, чем паз, то только расходуется много жидкости при едва ли изменяющейся эффективности жидкости.

Предпочтительно уплотнительное средство и/или зажимное средство во время извлечения из паза поддерживают натянутым. Целесообразно поддерживают натянутым элемент, под который направляют струю жидкости. Без такого поддержания натянутым соответствующий элемент в струе жидкости вибрировал бы или отгибался жидкостью и возможно отломался. Отламывание подлежащего удалению элемента сказывается, однако, отрицательно, так как жидкость под обломком, остающимся в пазу, может проявлять меньшее давление, чем под неповрежденным в области струи элементом.

Пример выполнения изобретения поясняется более подробно чертежами.

Фиг.1 - в перспективном виде показана часть корпуса паровой машины, причем в корпус вставлен ряд уплотнительных лент, и

Фиг.2 - в перспективном виде показан увеличенный вырез по фиг.1 для пояснения крепления уплотнительной ленты в корпусе и

Фиг.3 - в схематичном виде показано удаление показанной на Фигуре 1 уплотнительной ленты посредством направленной струи жидкости.

На Фиг.1 в перспективном виде показана часть корпуса 2 из серого чугуна паровой турбины. Эта часть является половиной полого цилиндра, внутри которого вращается не показанный ротор паровой турбины. Для уплотнения зазора между корпусом 2 и ротором, при рассмотрении в направлении оси ротора, на корпусе 2 одна за другой вставлены ряд уплотнительных лент 3, которые соответственно вдаются в зазор. Для упрощения представления показаны только три из этих уплотнительных лент 3. Соответственно между двумя соседними уплотнительными лентами 3 корпуса 2 входят уплотнительные ленты, которые расположены на роторе. То есть речь идет о так называемом лабиринтном уплотнении зазора между ротором и корпусом 2.

Каждая уплотнительная лента 3 закреплена посредством металлического зажимного средства 4 в пазу 6 в корпусе 2. Зажимное средство 4 представляет собой чеканочную проволоку из высоколегированной стали.

На фиг.2 в увеличенном масштабе отчетливо видно крепление уплотнительной ленты 3 на корпусе 2. Уплотнительная лента 3 на своей крепежной стороне выполнена L-образной. Крепежную сторону уплотнительной ленты 3 вставляют в паз 6 корпуса 2 и после этого зажимным средством 4 механически прочно запрессовывают или зачеканивают в паз 6. Таким образом получается долговечное и механически стабильное соединение между уплотнительной лентой 3 и корпусом 2. То же самое справедливо по смыслу естественно также для ротора.

Фиг.3 показывает теперь в схематичном виде, как уплотнительную ленту 3 удаляют из паза 6 корпуса, например, если вследствие механического износа ее уплотнительное действие больше не может быть гарантировано. В не представленном более подробно агрегате высокого давления жидкость доводят до давления между 2000 бар и 3000 бар. В качестве жидкости используют воду. Посредством сопла 8 струю жидкости 9 под высоким давлением направляют между зажимным средством 4 и уплотнительной лентой 3. Таким образом зажимное средство 4 в пазу 6 отделяется от уплотнительной ленты 3 и вследствие высокого давления жидкости выдавливается из паза 6. В представленном случае способ начинают в показанном месте. Струю жидкости 9 затем посредством сопла 8 направляют вдоль паза 6, в результате чего зажимное средство 4 постепенно извлекается из паза 6. Во время извлечения зажимное средство 4 удерживается постоянно натянутым посредством подходящего приспособления. Сопло 8 может непрерывно следовать за направлением паза 6 и тем самым направлять струю жидкости 9 постоянно между уплотнительной лентой 3 и зажимным средством 4.

Ширина струи жидкости составляет в месте попадания в паз порядка 1 мм, причем паз 6 имеет ширину 1,5 мм, а зажимное средство 4 ширину 1,25 мм. Струя жидкости 9 тем самым имеет ширину 0,67 ширины паза 6 и 0,8 ширины зажимного средства 4.

1. Способ удаления уплотнительного средства (3), удерживаемого зажимным средством (4) в пазу (6) конструктивного элемента, в котором струю жидкости (9) направляют под высоким давлением в паз (6) между уплотнительным средством (3) и зажимным средством (4) или между зажимным средством (4) и конструктивным элементом, за счет чего, по крайней мере, зажимное средство (4) извлекают из паза (6).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что струю жидкости (9) направляют вдоль паза (6).

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что струю жидкости (9) подают под давлением между 750 и 4000 бар, в частности между 2000 и 3000 бар.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в качестве жидкости используют воду (10).

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что ширина струи жидкости (9) в месте попадания в паз (6) является в 0,5-1,5 раз больше, чем ширина паза.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что уплотнительное средство (3) и/или зажимное средство (4) во время извлечения из паза (6) удерживают натянутым.