Контактное графитовое уплотнение ротора турбомашины


 


Владельцы патента RU 2561809:

Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" (RU)

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок.. Контактное графитовое уплотнение ротора турбомашины содержит контактную втулку, установленную на валу, корпус с крышкой, с расположенными в нем уплотнительным кольцом в виде сегментов и осевой пружиной. Уплотнение снабжено кольцевой обоймой, расположенной в корпусе с радиальным зазором, и неразрезным упорным графитовым кольцом, установленным в кольцевой обойме и контактирующим с уплотнительным кольцом в виде сегментов по торцам, выполненными коническими относительно продольной оси вала, а другим торцом неразрезное упорное графитовое кольцо контактирует с корпусом, причем неразрезное упорное графитовое кольцо и уплотнительное кольцо в виде сегментов зафиксированы в кольцевой обойме от проворота. Уплотнение упрощает конструкцию и повышает надежность устройства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок.

Известно радиальное секционное уплотнение, содержащее контактную втулку, установленную на валу, корпус с крышкой, с расположенными в нем уплотнительным кольцом в виде сегментов и осевой пружиной (см. рис. 18.5_2а, стр. 1202, глава 18-Уплотнения ГТД, авторы: А.А.Иноземцев, М.А.Нихамкин, В.Л.Сандрацкий, «Газотурбинные двигатели», ОАО «Авиадвигатель», г. Пермь, 2007 г.).

Данное уплотнение выбрано в качестве прототипа.

В известном уплотнении перетечка воздуха происходит через суммарный торцевой зазор графитовых сегментов как обжатому диаметру, так и упорному торцу. Усилие прижатия по уплотняемому диаметру и упорному торцу осуществляется затяжкой двух видов пружин браслетной и осевых, что нетехнологично и неоднозначно при изготовлении. Также осевые пружины оказывают неравномерное прижатие по окружности графитовых сегментов. Так как сегменты зафиксированы в окружном направлении, то уплотнение ограничено в эксплуатации линейной скоростью скольжения в зоне контакта сегментов и вала.

Задачей настоящего изобретения является создание контактного графитового уплотнения ротора турбомашины, в котором устранены описанные выше недостатки.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного уплотнения является снижение перетечек воздуха, упрощение конструкции, повышение надежности, а также возможность эксплуатации при больших линейных скоростях.

Указанный технический результат достигается тем, что в контактном графитовом уплотнении ротора турбомашины, содержащем контактную втулку, установленную на валу, корпус с крышкой, с расположенными в нем уплотнительным кольцом в виде сегментов и осевой пружиной, согласно настоящему изобретению оно снабжено кольцевой обоймой, расположенной в корпусе с радиальным зазором, и неразрезным упорным графитовым кольцом, установленным в кольцевой обойме и контактирующим с уплотнительным кольцом в виде сегментов по торцам, выполненными коническими относительно продольной оси вала, а другим торцом неразрезное упорное графитовое кольцо контактирует с корпусом, причем неразрезное упорное графитовое кольцо и уплотнительное кольцо в виде сегментов зафиксированы в кольцевой обойме от проворота.

Такое конструктивное выполнение уплотнения позволяет снизить перетечки воздуха за счет того, что графитовое упорное кольцо выполнено без разреза. Также браслетная и осевые пружины заменяются одной осевой (например, тарельчатой) пружиной, что упрощает конструкцию уплотнения и повышает надежность его работы. Уплотнение разгружено по перепаду давлений за счет наличия в кольцевых выступах проточек графитовых колец, кроме внутреннего кольцевого выступа на упорном графитовом кольце. Паз на кольцевой обойме однозначно определяет окружное взаимное расположение графитовых колец и сегментов. Усилие пружины настраивается таким образом, чтобы возможно было проскальзывание как по контактной втулке, так и по упорному торцу корпуса. Это снижает скорость взаимного скольжения, чем расширяет область применения этого уплотнения по скоростному параметру.

В частном случае реализации контактного графитового уплотнения ротора турбомашины:

- оно содержит расположенное между осевой пружиной и крышкой ответное графитовое кольцо, установленное в кольцевой обойме и зафиксированное в ней от проворота. Это приводит к повышению надежности, так как исключает трение осевой пружины об крышку.

Следует отметить, что для выравнивания давления и уменьшения площади контакта на внутренних поверхностях неразрезного упорного графитового кольца и уплотнительного кольца, контактирующих с контактной втулкой, а также на торцевых поверхностях неразрезного упорного графитового кольца и ответного графитового кольца, контактирующих с корпусом и крышкой, выполнены кольцевые каналы, сообщенные между собой и с радиальным зазором, расположенным между кольцевой обоймой и корпусом.

На чертеже представлен продольный разрез контактного графитового уплотнения ротора турбомашины.

Контактное графитовое уплотнение ротора турбомашины содержит контактную втулку 1, установленную на валу 2, корпус 3 с крышкой 4, с расположенными в нем уплотнительным кольцом 5 в виде сегментов и осевой пружиной 6, при этом оно снабжено кольцевой обоймой 7, расположенной в корпусе 3 с радиальным зазором 8, и неразрезным упорным графитовым кольцом 9, установленным в кольцевой обойме 7 и контактирующим с уплотнительным кольцом 5 в виде сегментов по торцам, выполненными коническими относительно продольной оси вала 2, а другим торцом неразрезное упорное графитовое кольцо 9 контактирует с корпусом 3, причем неразрезное упорное графитовое кольцо 9 и уплотнительное кольцо 5 в виде сегментов зафиксированы в кольцевой обойме 7 от проворота, например, посредством выполнения со стороны внешней поверхности в неразрезном упорном графитовом кольце 9 и уплотнительном кольце 5 в виде сегментов радиальных глухих пазов, образующих единую цилиндрическую полость, в которую установлен выполненный на кольцевой обойме 7 радиальный выступ 10.

В случае установки между осевой пружиной 6 и крышкой 4 ответного графитового кольца 11 со стороны его внешней поверхности также выполняется радиальный глухой паз, образующий с пазами неразрезного упорного графитового кольца 9 и уплотнительного кольца 5 в виде сегментов единую цилиндрическую полость, в которую установлен выполненный на кольцевой обойме 7 радиальный выступ 10.

На внутренних поверхностях неразрезного упорного графитового кольца 9 и уплотнительного кольца 5, контактирующих с контактной втулкой 1, а также на торцевых поверхностях неразрезного упорного графитового кольца 9 и ответного графитового кольца 11, контактирующих с корпусом 3 и крышкой 4, выполнены кольцевые каналы 12, сообщенные между собой и с радиальным зазором 8, расположенным между кольцевой обоймой 7 и корпусом 3.

Уплотнение собирается следующим образом. В корпус 3 устанавливается неразрезное упорное графитовое кольцо 9, уплотнительное кольцо 5 в виде сегментов, кольцевая обойма 7, осевая пружина 6 и ответное графитовое кольцо 11. Полученный пакет деталей поджимается крышкой 4. Полученное уплотнение устанавливается на контактной втулке 1.

В процессе работы осевая пружина 6 оказывает осевое воздействие на неразрезное упорное графитовое кольцо 9, уплотнительное кольцо 5, выполненное в виде сегментов, и ответное графитовое кольцо 11. При этом за счет контакта неразрезного упорного графитового кольца 9 и уплотнительного кольца 5 в виде сегментов по конической поверхности происходит дополнительное поджатие по контактной втулке 1.

1. Контактное графитовое уплотнение ротора турбомашины, содержащее контактную втулку, установленную на валу, корпус с крышкой, с расположенными в нем уплотнительным кольцом в виде сегментов и осевой пружиной, отличающееся тем, что оно снабжено кольцевой обоймой, расположенной в корпусе с радиальным зазором, и неразрезным упорным графитовым кольцом, установленным в кольцевой обойме и контактирующим с уплотнительным кольцом в виде сегментов по торцам, выполненными коническими относительно продольной оси вала, а другим торцом неразрезное упорное графитовое кольцо контактирует с корпусом, причем неразрезное упорное графитовое кольцо и уплотнительное кольцо в виде сегментов зафиксированы в кольцевой обойме от проворота.

2. Контактное графитовое уплотнение ротора турбомашины по п. 1, отличающееся тем, что содержит расположенное между осевой пружиной и крышкой ответное графитовое кольцо, установленное в кольцевой обойме и зафиксированное в ней от проворота.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области уплотнительной техники, в частности к узлам уплотнения механизмов для герметизации кольцевого зазора между корпусом и длинноходным штоком.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок. Техническим результатом является снижение степени износа графитовых колец, упрощение конструкции уплотнения, повышение его надежности при работе.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок. Техническим результатом является снижение трения и износа элементов уплотнения за счет снижения нагрузки на графитовые кольца на пониженных режимах работы турбомашины.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок. Техническим результатом является повышение ресурса графитового уплотнения за счет проскальзывания в зоне контакта графитовых колец относительно контактных колец и втулки.

Изобретение относится к области машиностроения и направлено на совершенствование конструкций клапанов, работающих в условиях высоких температур и давлений и предназначенных для управления вектором тяги летательных аппаратов.

Изобретение относится к уплотнительной прокладке для герметизации фланцевого соединения. .

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных картеров опор роторов турбомашин. .

Изобретение относится к уплотнительной технике. .

Изобретение относится к арматуростроению. .

Изобретение относится к уплотнительной технике и преимущественно может быть использовано для уплотнения разъемных фланцевых соединений в атомной, бумагоделательной, нефтегазовой, пищевой и химической промышленности.

Газовая турбина с осевым потоком содержит лопатки ротора, направляющие лопатки и вращающийся элемент. Лопатки ротора закреплены на роторе посредством елочных хвостовиков, установленных в выточенные осевые каналы ротора.

Щеточное уплотнение, проходящее в окружном направлении, расположенное между неподвижным и вращающимся компонентами механизма и в процессе эксплуатации механизма имеющее область повышенного давления на впускной стороне и область пониженного давления на выпускной стороне, содержит щетинки, образующие блок щетинок, нажимную пластину и подкладку для блока щетинок.

Ступень турбины содержит колесо ротора, установленное внутри разделенного на сектора кольца, удерживаемого внешним корпусом. Каждый кольцевой сектор содержит задний край, имеющий кольцевую выемку, ограниченную передним кольцевым упором, задним кольцевым упором и донной стенкой.

Направляющий аппарат турбины газотурбинного двигателя разделен на сектора, включающие внутреннюю и наружную платформы, связанные между собой радиальными лопатками.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок. Техническим результатом является снижение трения и износа элементов уплотнения за счет снижения нагрузки на графитовые кольца на пониженных режимах работы турбомашины.

Изобретение относится к уплотнению вала для турбомашины. Уплотнение вала для турбомашины содержит нагружаемое технологическим газом и запираемое со стороны процесса уплотнение технологического газа и нагружаемое воздухом и запираемое со стороны атмосферы атмосферное уплотнение.

Турбинная лопатка содержит перо, продолжающееся от первой поверхности турбинной полки, а также карманы, выполненные на двух сторонах турбинной полки. Карман с первой стороны турбинной полки предназначен для полного размещения первого подвижного уплотнения между передней и задней стенками кармана с первой стороны турбинной полки.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок. Техническим результатом является повышение ресурса графитового уплотнения за счет проскальзывания в зоне контакта графитовых колец относительно контактных колец и втулки.

Уплотнительный элемент канала утечки между наружной площадкой турбинного сопла и удерживающим ее опорным кольцом включает лепестковое уплотнение и образующую ударные струи пластину.

Объектом настоящего изобретения является уплотнительная прокладка промежуточной площадки между двумя смежными лопатками в роторе турбомашины удлиненной формы с входным концом и выходным концом, содержащая поперечно в направлении ширины контактную часть, крепежную часть и гибкую часть между крепежной частью и контактной частью.

Газотурбинный двигатель включает сегмент кольцеобразного блока входного направляющего аппарата и опорное и охлаждающее устройство, поддерживающее сегмент направляющего аппарата и направляющее охлаждающую среду для его охлаждения. Сегмент включает площадку, расположенную на одной стороне сегмента, причем площадка имеет участок задней кромки, включающий направляющую, проходящую радиально внутри или снаружи от участка задней кромки. Опорное и охлаждающее устройство расположено радиально внутри или снаружи площадки и включает в себя фланцевую часть, проходящую радиально снаружи или внутри от опорного и охлаждающего устройства. Опорное и охлаждающее устройство дополнительно включает лепестковое уплотнение и удерживающий штифт. Удерживающий штифт проходит через лепестковое уплотнение, направляющую и фланцевую часть, чтобы прикрепить сегмент к опорному и охлаждающему устройству для определения радиального положения сегмента и удержать лепестковое уплотнение на месте для уплотнения контактной поверхности между направляющей и фланцевой частью от входа охлаждающей текучей среды. Изобретение позволяет упростить конструкцию газотурбинного двигателя. 15 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх