Щеточное уплотнение роторов, способ и устройство для его изготовления



Щеточное уплотнение роторов, способ и устройство для его изготовления
Щеточное уплотнение роторов, способ и устройство для его изготовления
Щеточное уплотнение роторов, способ и устройство для его изготовления
Щеточное уплотнение роторов, способ и устройство для его изготовления

 


Владельцы патента RU 2518709:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") (RU)

Группа изобретений относится к уплотнительной технике. Щеточное уплотнение роторов выполнено в виде прижимной щеки и последовательно состыкованных с ней элементов - кольцевой проволочной щетки и опорной щеки. Устройство снабжено технологическим кольцом. Прижимная щека выполнена с торцевым выступом в качестве стыковочного элемента. При изготовлении по сторонам оправки размещают опорные щеки, наматывают проволоку, затем проволочную намотку обжимают прижимными щеками, обрезают проволочную намотку, а затем сваривают состыкованные элементы и производят окончательную механическую обработку. На наружные цилиндрические поверхности состыкованных элементов накладывают металлическую полосу, соединяют концы аргонодуговой сваркой в технологическое кольцо, а сварку состыкованных элементов осуществляют электронным лучом через технологическое кольцо. Устройство для изготовления щеточного уплотнения роторов содержит оправку в виде колец, скрепленных по окружности винтами. Устройство снабжено центрирующими обоймами со ступицами, а оправка размещена на упомянутых ступицах. Между кольцами оправки установлено среднее кольцо, а винтовое крепление крайних колец осуществлено посредством среднего кольца. Изобретение позволяет повысить надежность щеточного уплотнения. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в машиностроении, авиадвигателестроении, газотурбостроении и других областях техники.

Известно щеточное уплотнение, содержащее пакет свободных с одного конца и закрепленных с другого уплотнительных элементов, зазоры между которыми зафиксированы и заполнены герметиком, при этом пакет закреплен между боковыми пластинами (SU, а.с. №1725609 за 1990 г., кл. F16J 15/16).

Недостатком этого устройства является разрушение герметика из-за большого разогрева упругих волокон при касании с быстро вращающимся ротором. Разрушение герметика увеличивает утечку рабочего тела и тем самым снижает ресурс работы уплотнения.

Известно щеточное уплотнение, включающее установленный в статоре и соприкасающийся с ротором кольцевой пакет проволочных щетинок, между рядами которых размещены технологические прокладки. (SU, а.с. №2076256 за 1994 г, F16J 15/00).

Недостатком данного устройства является утечка рабочего тела из-за увеличенных зазоров между проволочными щетинками, вызванных размещением технологических прокладок.

Наиболее близким заявленному является щеточное уплотнение роторов, выполненное виде прижимной щеки и последовательно состыкованных с ней элементов - кольцевой проволочной щетки и опорной щеки, при этом состыкованные элементы выполнены одинаковыми по наружному диаметру. (SU а.с.. №1462916 от 1978 г., кл. F16J 15/16).

Недостатком данной конструкции является то, что сварка пакета проволочных щетинок с опорной и прижимной щеками производится за счет расплава торцевого участка кольцевой проволочной щетки, что может привести к образованию пор и трещин в шве и возникновению капилляров, а также в процессе работы и к выпадению щетинок, и в конце концов к выходу из строя щеточного уплотнения. Кроме того, в качестве базового элемента при установке его в статор агрегата в устройстве используют внутренний диаметр одной из щек для получения посадочной поверхности. При этом посадочная поверхность достигается механической обработкой наружного диаметра состыкованных элементов, что повышает трудоемкость изготовления, приводит к дополнительным напряжениям и, соответственно, к снижению надежности уплотнения.

Задачей данного изобретения является повышение надежности щеточного уплотнения, снижение трудоемкости и увеличение ресурса работы уплотнения ротора.

Задача осуществляется тем, что щеточное уплотнение роторов, выполненное виде прижимной щеки и последовательно состыкованных с ней элементов - кольцевой проволочной щетки и опорной щеки, при этом состыкованные элементы выполнены одинаковыми по наружному диаметру, снабжено технологическим кольцом, размещенным на состыкованных элементах, выполненным шириной, соответствующей суммарной ширине упомянутых элементов, а прижимная щека выполнена с торцевым выступом в качестве стыковочного элемента, при этом ее наружная цилиндрическая поверхность выполнена базовой и посадочной под установочное гнездо.

Известен способ изготовления щеточного уплотнения роторов, при котором размещают опорные щеки по сторонам оправки, наматывают проволоку, затем проволочную намотку обжимают прижимными щеками, совмещая их наружные цилиндрические поверхности по окружности обрезки проволочной намотки, обрезают проволочную намотку, а затем сваривают состыкованные элементы по их наружным цилиндрическим поверхностям и производят окончательную механическую обработку (RU, пат. №2210694 за 2001 г., F16J 15/32).

Недостатком данного способа является то, что соединения сваркой опорной и прижимной щек и кольцевой проволочной щетки производят непосредственно сварочной дугой по открытому торцевому щеточному участку, что может привести к некачественному соединению последних и пережогу проволочных щетинок.

Задачей данного изобретения является повышение надежности щеточного уплотнения, снижение трудоемкости и увеличение ресурса работы уплотнения ротора.

Задача осуществляется тем, что в способе изготовления щеточного уплотнения роторов, при котором по сторонам оправки размещают опорные щеки, наматывают проволоку, затем проволочную намотку обжимают прижимными щеками, совмещая их наружные цилиндрические поверхности по окружности обрезки проволочной намотки, обрезают проволочную намотку, а затем сваривают состыкованные элементы по их наружным цилиндрическим поверхностям и производят окончательную механическую обработку, на наружные цилиндрические поверхности состыкованных элементов накладывают металлическую полосу, огибают ее по вышеупомянутым поверхностям, соединяют концы металлической полосы аргонодуговой сваркой в технологическое кольцо, а сварку состыкованных элементов осуществляют электронным лучом через технологическое кольцо. При этом технологическое кольцо изготавливают из материала, идентичного материалу проволоки, обладающего присадочными свойствами.

Из патента «Способ изготовления щеточного уплотнения» известно устройство для изготовления щеточного уплотнения роторов, содержащее оправку в виде колец, установленных концентрично с зазором относительно друг друга и скрепленных по окружности винтами (RU, пат. №2289742 за 2005 г., кл. F16J 15/16).

Недостатком известного устройства является то, что верхнее кольцо оправки непосредственно является деталью щеточного уплотнения. Вследствие этого оправка является одноразовой и всякий раз требует повторного ее изготовления.

Задачей данного изобретения является повышение технологичности изготовления, повышение качества изделия и снижения трудоемкости и металлоемкости процесса изготовления оправки.

Задача осуществляется тем, что устройство для изготовления щеточного уплотнения роторов, содержащее оправку в виде колец, установленных концентрично с зазором относительно друг друга и скрепленных по окружности винтами, снабжено центрирующими обоймами со ступицами, связанными крепежным элементом, при этом оправка размещена на упомянутых ступицах, а в зазоре между кольцами оправки установлено среднее кольцо, при этом винтовое крепление крайних колец осуществлено посредством среднего кольца.

Изобретение поясняется фигурами где:

На фиг.1 - щеточное уплотнение ротора.

На фиг.2 - заготовка для изготовления щеточного уплотнения с намоткой.

На фиг.3 - устройство для изготовления щеточного уплотнения роторов с прижимными щеками.

На фиг.4 - соединение элементов щеточного уплотнения.

Щеточное уплотнение роторов состоит из прижимной щеки 1 и последовательно состыкованных с ней кольцевой проволочной щетки 2 и опорной щеки 3. В качестве стыковочного элемента на прижимной щеке 1 выполнен торцевой выступ 4 (см. фиг.1). Наружная цилиндрическая поверхность 5 прижимной щеки 1 выполнена посадочной под установочное гнездо 6 в статоре. Все стыковочные элементы (торцевой выступ 4, кольцевая проволочная щетка 2 и опорная щетка 3) выполнены одинаковыми по наружному диаметру. На вышеназванных элементах установлено технологическое кольцо 7, выполненное из металлической полосы шириной, соответствующей их суммарной ширине. В опорной щеке 3 щеточного уплотнения установлен штифт 8 для его фиксации в гнезде 6 статора.

Для изготовления щеточного уплотнения роторов используют устройство (фиг.2), содержащее оправку в виде наружного 9, среднего 10 и внутреннего 11 колец, установленных концентрично с зазорами 12 и 13 относительно друг друга и скрепленных между собой. При этом крепление крайних колец 9, 11 к среднему кольцу 10 осуществлено по окружности винтами 14 с распорными втулками 15. Устройство при этом снабжено центрирующими обоймами 16 и 17 со ступицами 18, связанными крепежными элементами 19. На обоймах 16, 17 со ступицами 18 размещена оправка (фиг.2) с проволочной намоткой 20. Позицией 21 обозначен ротор.

Способ изготовления щеточного уплотнения роторов заключается в следующем. Вначале собирают оправку (фиг.2). На среднем кольце 10 оправки размещают опорные щеки 3 и фиксируют их штифтами 19, наматывают проволоку, затем проволочную намотку 20 обжимают прижимными щеками 1, совмещая их наружные цилиндрические поверхности по окружности обрезки - А-А проволочной намотки 20. Обрезают проволочную намотку 20. На наружные цилиндрические поверхности состыкованных элементов накладывают металлическую полосу, огибают ее по вышеупомянутым поверхностям, соединяют концы металлической полосы аргонодуговой сваркой в технологическое кольцо 7. После этого сварку состыкованных элементов осуществляют электронным лучом через технологическое кольцо 7. После проведения сварки обрезают проволочную намотку 20 по окружности обрезки Б-Б, соответствующей внутреннему диаметру щеточного уплотнения, разъединяют оправку, производят окончательную механическую обработку и получают два щеточных уплотнения (фиг.1), готовых к размещению на роторе 21.

Совместное использование группы изобретений позволяет повысить надежность щеточного уплотнения за счет качества сварки состыкованных элементов, осуществляемой через технологическое кольцо, за счет использования электронно-лучевой сварки, при которой ограничивается тепловложение в зону сварки, что снижает разупрочнение проволочной щетины. Кроме того, позволяет снизить трудоемкость его изготовления за счет исключения операции механической обработки стыкующего сварного шва и в результате увеличить ресурс работы щеточного уплотнения ротора.

1. Щеточное уплотнение роторов, выполненное виде прижимной щеки и последовательно состыкованных с ней элементов - кольцевой проволочной щетки и опорной щеки, при этом состыкованные элементы выполнены одинаковыми по наружному диаметру, отличающееся тем, что снабжено технологическим кольцом, размещенным на состыкованных элементах, выполненным шириной, соответствующей суммарной ширине упомянутых элементов, а прижимная щека выполнена с торцевым выступом в качестве стыковочного элемента, при этом ее наружная цилиндрическая поверхность выполнена базовой и посадочной под установочное гнездо.

2. Способ изготовления щеточного уплотнения роторов, при котором по сторонам оправки размещают опорные щеки, наматывают проволоку, затем проволочную намотку обжимают прижимными щеками, совмещая их наружные цилиндрические поверхности по окружности обрезки проволочной намотки, обрезают проволочную намотку, а затем сваривают состыкованные элементы по их наружным цилиндрическим поверхностям и производят окончательную механическую обработку, отличающийся тем, что на наружные цилиндрические поверхности состыкованных элементов накладывают металлическую полосу, огибают ее по вышеупомянутым поверхностям, соединяют концы металлической полосы аргонодуговой сваркой в технологическое кольцо, а сварку состыкованных элементов осуществляют электронным лучом через технологическое кольцо.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что технологическое кольцо изготавливают из материала, идентичного материалу проволоки, обладающего присадочными свойствами.

4. Устройство для изготовления щеточного уплотнения роторов, содержащее оправку в виде колец, установленных концентрично с зазором относительно друг друга и скрепленных по окружности винтами, отличающееся тем, что снабжено центрирующими обоймами со ступицами, связанными крепежным элементом, при этом оправка размещена на упомянутых ступицах, а в зазоре между кольцами оправки установлено среднее кольцо, при этом винтовое крепление крайних колец осуществлено посредством среднего кольца.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к уплотнительным устройствам камеры зубчатой передачи ручных приводных инструментов. Уплотнительное устройство для предотвращения утечки смазки из камеры зубчатой передачи, вмещающей понижающую зубчатую передачу, содержащей смазку для смазывания понижающей зубчатой передачи и понижающей вращение электрического двигателя, содержит разделительную стенку, отделяющую упомянутую камеру зубчатой передачи от электрического двигателя и поддерживающую вращательный вал через подшипник.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способу изготовления щеточных уплотнений. Способ изготовления щеточного уплотнения включает намотку материала щетины на фиксирующие элементы, расположенные на плоской поверхности элементов оправки.

Изобретение относится к области буровой техники, а именно к инструменту для шарошечного бурения скважин. Обеспечивает повышение надежности и долговечности работы уплотнения и в целом бурового долота.

Изобретение может быть использовано в процессах изготовления щеточных уплотнений методами пайки с помощью электронного луча. Кольцевое основание и кольцевые опорные пластины собирают в кольцевую оправку, на которую наматывают проволоку и прижимают ее к оправке прижимными кольцевыми пластинами.

Изобретение относится к уплотнительным устройствам шатуна стана холодной прокатки труб. Уплотнительная манжета выполнена в сечении в виде соединенного с корпусом опорного элемента и двух эластичных губок с рабочими кромками, расположенными по разные стороны опорного элемента.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к узлам герметизации вращающихся валов. Узел уплотнения вращающегося вала содержит уплотнительный элемент, размещенный в канавке корпуса между двумя подкладными кольцами, причем канавка корпуса, по меньшей мере, с одной стороны выполнена открытой и перекрываемой после установки уплотнительного кольца запорной втулкой, жестко соединенной с корпусом.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам изготовления щеточных уплотнений, и может быть использовано при изготовлении машин и аппаратов для уплотнения вращающихся валов.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в машиностроении, авиадвигателестроении и газотурбостроении. .

Изобретение относится к способу изготовления эластичного пластинчатого уплотнения. Способ заключается в том, что собирают множество эластичных пластин и множество разделительных прокладок в сварочном приспособлении, таким образом формируя лепестковый пакет, имеющий передний и задний концы и кривизну, приваривают стороны лепесткового пакета к крюковым пластинам.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для обеспечения герметичности неподвижных разъемных соединений, в частности, эксплуатируемых в агрессивных средах.

Изобретение относится к области уплотнительной техники, в частности к уплотнению роторов. Уплотнение с активным электромагнитным регулированием зазора содержит установленный на роторе диск, размещенный в корпусе кольцевой электромагнит с обмоткой и, по меньшей мере, двумя полюсами, подпружиненный относительно корпуса в осевом направлении и образующий с диском пару уплотнения с осевым рабочим зазором, и подключенную к обмотке электромагнита систему активного электромагнитного регулирования зазора.

Изобретение относится к области уплотнительной техники, в частности к узлам уплотнения механизмов для герметизации кольцевого зазора между цилиндром и поршнем в устройствах, работающих в условиях возвратно-поступательного движения.

Изобретение относится к уплотнительной технике. Способ изготовления неподвижных разъемных неподвижных соединений гидравлических систем машин и оборудования различного назначения включает нанесение металлических или фторопластовых покрытий на соединяемые детали и их последующую термическую обработку.

Изобретение относится к термопластическим уплотнениям, в частности к термопластическим уплотнениям большого диаметра. .

Изобретение относится к способам изготовления уплотнительных манжет. .

Изобретение относится к уплотнительной технике. .

Изобретение относится к области соединительной техники, с помощью которой два разных модуля могут быть механически разъемно соединены. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к уплотняющему кольцевому устройству для электродуговой печи. .

Изобретение относится к уплотнительной технике. Самоуплотняющееся бесфланцевое соединение содержит две неподвижные между собой детали, выполненные одна в виде корпуса, другая в виде крышки с кольцевым упором, разрезное кольцо, кольцевую грундбуксу Т-образного сечения, сальниковую набивку и поджимные шпильки. Кольцевая грундбукса Т-образного сечения, кольцеразрезные соединительные элементы и кольцевая грундбукса F-образного сечения с упорами разной высоты установлены в зазоре для закладки и выемки разрезного кольца, а кольцевая грундбукса Т-образного сечения установлена с возможностью перемещения под действием уплотняемого давления и поджима сальниковых набивок, которые самоуплотняют бесфланцевое соединение независимо от разрезного кольца. Изобретение позволяет повысить надежность соединения. 1 ил.
Наверх