Способ регулирования демпфирующей силы в сотовом уплотнении для ротора турбомашин

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано при создании турбомашин, имеющих подшипники скольжения и осевое направление движения потока рабочего тела. Способ регулирования демпфирующей силы в сотовом уплотнении для ротора турбомашины включает в себя измерение величины радиального зазора в каждом сотовом сегменте уплотнения с помощью датчика фактического радиального зазора пневматического типа и автоматическую подачу через сотовую структуру силового рабочего тела, причем подача силового рабочего тела регулируется отдельно для каждого сотового сегмента уплотнения. Такой способ позволит повысить надежность работы турбоагрегата за счет снижения величины поперечных сил, действующих на ротор и вызывающих его вибрацию, а также уменьшить величину протечки рабочего тела через уплотнение. 1 ил.

 

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано при создании турбомашин, имеющих подшипники скольжения и осевое направление движения потока рабочего тела.

Известно уплотнение, состоящее из ряда последовательно расположенных гребней, перпендикулярных потоку со стороны статора и гладкой стенки ротора [1].

Недостатками такого уплотнения являются его относительно малое сопротивление утечке рабочего тела, особенно при значительных величинах радиального зазора, а также специфический характер течения потока в нем, что при определенных условиях может привести к возникновению низкочастотной вибрации ротора и разгрузке опорных подшипников, отрицательно сказывающихся на показателях надежности работы турбоагрегата.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является система с сотовым уплотнением, обеспечивающая тепловое автоматическое регулирование радиального зазора в уплотнении [2]. В данной системе на бандажной полке рабочей лопатки выполнен радиальный гребень, который вместе с сотовым элементом образует регулируемый радиальный зазор. Через теплообменное устройство, снабженное заслонками, приводимыми в действие исполнительным механизмом, в зазор подается воздух необходимой температуры. Команду на поворот заслонок для увеличения подачи холодного и уменьшения расхода горячего воздуха (или наоборот) исполнительный механизм получает от датчика фактического радиального зазора пневматического типа.

При изменении величины радиального зазора командный импульс от датчика фактического радиального зазора подается на исполнительный механизм, который соответствующим образом корректирует степень открытия заслонок. В результате воздействия подаваемого в проточную часть воздуха изменяется температура корпуса, что приводит к изменению его диаметрального размера и, соответственно, величины радиального зазора в уплотнении.

Недостатками этой системы являются: гистерезис (запаздывание) в исполнении команд на изменение зазора, а также возможность применения такой схемы обратной связи только при наличии у рабочих лопаток бандажных полок.

Изобретение нацелено на повышение надежности работы турбоагрегата за счет снижения величины поперечных сил, действующих на ротор и вызывающих его вибрацию, а также уменьшения величины протечки рабочего тела через уплотнение.

Поставленная цель достигается в способе регулирования демпфирующей силы для ротора турбомашин, включающем в себя измерение величин радиального зазора в каждом отдельном сотовом сегменте уплотнения с помощью датчика фактического радиального зазора пневматического типа и автоматическую подачу через сотовую структуру силового рабочего тела.

Предлагаемый способ отличается тем, что расход подаваемого силового рабочего тела регулируется дроссельной заслонкой отдельно для каждого сотового сегмента в зависимости от измеренной величины зазора в уплотнении. Согласно изобретению количество подаваемого силового рабочего тела тем больше, чем больше измеренная величина зазора. При этом посегментное разбиение подачи силового рабочего тела позволяет производить плавную регулировку его количества в зависимости от измеряемой величины зазора.

На чертеже изображена схема устройства сотового уплотнения с автоматической подачей силового рабочего тела.

Устройство для регулирования демпфирующей силы в сотовом уплотнении содержит заслонку 3, приводимую в действие исполнительным механизмом 2. Команду на поворот заслонки 3 для увеличения подачи силового рабочего тела исполнительный механизм 2 получает от датчика фактического радиального зазора пневматического типа 1.

Способ регулирования демпфирующей силы в уплотнении имеет следующий принцип действия. В случае неравномерного распределения величины зазора по окружности датчики фактического радиального зазора пневматического типа 1 подают командный импульс на исполнительный механизм 2. Исполнительный механизм корректирует открытие заслонки 3 для каждого сегмента сотового уплотнения 4 так, чтобы в области с максимальной величиной зазора (с минимальной величиной давления) подача силового рабочего тела была бы максимальной, а в области с минимальной величиной зазора - минимальной. Таким образом, изменение количества подаваемого силового рабочего тела по окружности пропорционально изменению величины зазора.

При осуществлении изобретения могут быть получены следующие технико-экономические результаты:

1. Уменьшение вероятности возникновения низкочастотной вибрации ротора вследствие неравномерной по окружности величины зазора.

2. Возможность использования устройства не только в обандаженных ступенях, но и в уплотнениях по валу, например диафрагменных и концевых.

3. Уменьшение протечки рабочего тела через радиальные зазоры в уплотнении.

Источники информации

1. Кириллов И.И. Теория турбомашин. Л.: «Машиностроение», 1972 г. - 536 с.

2. Крюков А.И. Некоторые вопросы проектирования ГТД. М.: Изд-во МАИ. 1993. - 335 с.

Способ регулирования демпфирующей силы в сотовом уплотнении для ротора турбомашины, включающий в себя измерение величин радиального зазора в каждом сотовом сегменте уплотнения с помощью датчика фактического радиального зазора пневматического типа и автоматическую подачу через сотовую структуру силового рабочего тела, отличающийся тем, что подача силового рабочего тела регулируется отдельно для каждого сотового сегмента уплотнения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к двухзальным газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения. .

Изобретение относится к турбомашиностроению и может быть использовано для герметизации каких-либо полостей,систем подачи охладителя и др. .

Паровая турбина содержит первый кожух, содержащий первую турбину, функционально присоединенную к вращающемуся валу и выполненную с возможностью работы при первой температуре. Концевое уплотнение предназначено для частичного уплотнения первого кожуха с вращающимся валом. Регулятор проходящего через уплотнение пара предназначен для приема потока пара из концевого уплотнения. Второй кожух содержит вторую турбину, функционально присоединенную к вращающемуся валу и выполненную с возможностью работы при второй температуре, которая меньше первой температуры. Эжектор предназначен для создания смеси из по меньшей мере части потока пара, получаемого из указанного регулятора, и пара, отводимого из расположенной выше по потоку камеры заданной ступени второй турбины, и для введения указанной смеси во вторую турбину. Позволяет полезно использовать пар утечек из уплотнений высокотемпературной части турбины, обладающий повышенной для низкотемпературной части турбины температурой и пониженным давлением, для работы в низкотемпературной части турбины. 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к энергетике. Турбина, содержащая ротор, гидродинамический подшипник для опоры с возможностью вращения ротора, систему подающих воздух каналов для подачи воздуха к гидродинамическому подшипнику, систему отводных каналов для отвода части подаваемого воздуха; систему управления, предназначенную для изменения количества воздуха, отводимого через систему отводных каналов, на основе рабочего режима турбины. Изобретение позволяет предотвратить выход текучей среды подшипника, а также повысить эффективность турбины. 16 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к паротурбинной системе, в которой во время работы в режиме самоуплотнения ограничивают сброс избыточного пара утечки в коллектор парового уплотнения и направляют его в поток рабочего пара, тем самым увеличивая производительность и коэффициент полезного действия паротурбинной системы. Приводится также соответствующий способ. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Установка включает в себя паровой турбинный модуль высокого давления (1), паровой турбинный модуль среднего давления (2) и по меньшей мере один паровой турбинный модуль низкого давления (3), уплотнительные устройства (100, 101, 200, 300), расположенные между вращающимся валом (5) турбины и соответствующими корпусами (10, 20, 30) различных турбинных модулей. Каждый из модулей включает в себя основную камеру (1', 2', 3'), в которой размещена турбина. Данная установка содержит первую сборную камеру (С1), расположенную в корпусе (10) модуля высокого давления (1), предназначенную для сбора утечек пара (F11), выходящих из указанного модуля высокого давления (1) через его уплотнительное устройство (100, 101) при давлениях выше атмосферного, и инжекционную камеру (Са, Сb), размещенную в корпусе (30) модуля низкого давления (3) и соединенную первым контуром (61) с первой сборной камерой (С1) таким образом, что пар передается от первой сборной камеры (С1) по направлению к инжекционной камере (Са, Сb), и затем в основную камеру (3') модуля низкого давления (3) посредством утечек (F31a, F31b) через его уплотнительное устройство (300а, 300b). Достигается повышение эффективности установки посредством оптимизации парового цикла. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к статору с лопатками, осевому компрессору для осевой турбомашины и осевой турбомашине. Статор содержит по меньшей мере одну цилиндрическую стенку (28, 30, 34, 36) для формирования кольцевого потока (18), ряд лопаток (26), проходящих радиально от цилиндрической стенки (28, 30, 34, 36), и устройства для нагнетания давления в камеру(48), сообщающиеся с кольцевым потоком (18). Камера (48) отделена от корпуса для смазки лабиринтовым уплотнением. Устройства нагнетания давления содержат по меньшей мере один канал (56), проходящий через цилиндрическую стенку (28, 30, 34, 36) и соединяющийся с кольцевым потоком (18). Устройства для нагнетания давления дополнительно содержат по меньшей мере один воздухозаборник (50), сообщающийся с каналом (56) и кольцевым потоком (18). Воздухозаборник (50) открыт вверх по потоку с тем, чтобы улавливать динамическое давление кольцевого потока. Осевой компрессор (4,6) для осевой турбомашины содержит по меньшей мере один упомянутый статор. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх