RU131814U1 - TURBOMETER RADIAL GAP CELL SEAL - Google Patents

TURBOMETER RADIAL GAP CELL SEAL Download PDF

Info

Publication number
RU131814U1
RU131814U1 RU2012136528/06U RU2012136528U RU131814U1 RU 131814 U1 RU131814 U1 RU 131814U1 RU 2012136528/06 U RU2012136528/06 U RU 2012136528/06U RU 2012136528 U RU2012136528 U RU 2012136528U RU 131814 U1 RU131814 U1 RU 131814U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sealing
honeycomb
rotor shaft
radial clearance
seal
Prior art date
Application number
RU2012136528/06U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Максим Андреевич Шилин
Виктор Тимофеевич Перевезенцев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет"
Priority to RU2012136528/06U priority Critical patent/RU131814U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU131814U1 publication Critical patent/RU131814U1/en

Links

Images

Abstract

Сотовое уплотнение радиального зазора турбомашины, содержащее статор турбины с установленной при помощи пайки уплотняющей сотовой поверхностью и вал ротора, отличающееся тем, что на валу ротора выполнены уплотнительные гребешки, расположенные с радиальным зазором напротив сотовой уплотняющей поверхности, при этом уплотнительные гребешки на валу ротора выполнены утолщенными с острой передней кромкой и кольцевой проточкой на вершине, имеющей глубину до 25% высоты гребешка, вершина уплотнительного гребешка имеет наклон 10÷15º против направления течения основного потока утечки.A honeycomb seal of a radial clearance of a turbomachine, comprising a turbine stator with a sealing honeycomb surface installed by soldering and a rotor shaft, characterized in that sealing ridges are arranged on the rotor shaft and arranged with a radial clearance opposite the honeycomb sealing surface, while the sealing ridges on the rotor shaft are thickened with a sharp leading edge and an annular groove at the top having a depth of up to 25% of the height of the scallop, the top of the sealing scallop has a slope of 10 ÷ 15º against detecting leakage current main stream.

Description

Полезная модель относится к области турбостроения и конкретно применима к диафрагменным, надбандажным или концевым уплотнениям радиального зазора турбомашины.The utility model relates to the field of turbine engineering and is specifically applicable to diaphragm, over-band, or end seals of a radial clearance of a turbomachine.

На экономичность современных турбомашин существенно влияют утечки рабочего тела через радиальные зазоры между ротором и статором. Уменьшение радиальных зазоров в уплотнениях с целью снижения утечек не всегда возможно, так как это связано с особенностями работы турбомашины при пуско-налад очных работах.The efficiency of modern turbomachines is significantly affected by leakage of the working fluid through the radial clearances between the rotor and stator. Reducing the radial clearance in the seals in order to reduce leaks is not always possible, as this is due to the peculiarities of the operation of the turbomachine during commissioning of full-time operations.

Известны лабиринтовые ступенчатые уплотнения с уплотнительными гребешками на статоре и канавками на валу, применяющиеся, например, для диафрагм проточных частей низкого давления паровых турбин [Трухний, А.Д. Стационарные паровые турбины / А.Д.Трухний. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 640 с. стр.108, рис.3.53].Known labyrinth step seals with sealing combs on the stator and grooves on the shaft, used, for example, for the diaphragms of the flow parts of low pressure steam turbines [Truhniy, A.D. Stationary steam turbines / A.D. Trukhny. - 2nd ed., Revised. and add. - M .: Energoatomizdat, 1990 .-- 640 p. p. 108, Fig. 3.53].

Недостатками известных лабиринтовых уплотнений является то, что они характеризуются относительно большими утечками рабочего тела и применяются только при небольших перепадах давления.The disadvantages of the known labyrinth seals is that they are characterized by relatively large leaks of the working fluid and are used only for small pressure drops.

Наиболее близко к предлагаемому решению лабиринтное привальное уплотнение раскрыто в [патент на полезную модель RU №90845, МПК F01D 11/02]. Лабиринтное привальное уплотнение паровой турбины по указанному авторскому свидетельству содержит вал с уплотнительными кольцевыми гребнями трапециевидной формы и корпус, на внутренней поверхности которого выполнены кольцевые проточки, в которые вставлены уплотнительные сегментные кольца. В сегментах выполнены глухие радиальными отверстия, в которые установлены винтовые пружины сжатия. На уплотнительные сегментные кольца установлены с помощью пайки мелкоячеистые сотовые поверхности, изготовленные из тонкой металлической фольги. Радиальный зазор между уплотнительными кольцевыми гребнями вала и сотовой поверхностью уплотнительных сегментных колец выдерживается в диапазоне 0,15÷0,20 миллиметров.Closest to the proposed solution, the labyrinth seal is disclosed in [Utility Model Patent RU No. 90845, IPC F01D 11/02]. The labyrinth seal of the steam turbine according to the indicated copyright certificate contains a shaft with sealing ring ridges of trapezoidal shape and a housing on the inner surface of which are made annular grooves into which the sealing segment rings are inserted. In the segments there are made blind radial holes in which screw compression springs are installed. On the sealing segment rings, fine-mesh honeycomb surfaces made of thin metal foil are installed by soldering. The radial clearance between the sealing ring flanges of the shaft and the honeycomb surface of the sealing segment rings is maintained in the range of 0.15 ÷ 0.20 millimeters.

Недостатком данного технического решения являются относительно большие утечки рабочего тела.The disadvantage of this technical solution is the relatively large leakage of the working fluid.

Полезная модель решает задачу снижения утечек рабочего тела через сотовое лабиринтное уплотнение турбомашины.The utility model solves the problem of reducing leakage of the working fluid through a honeycomb labyrinth seal of a turbomachine.

Сотовое уплотнение радиального зазора турбомашины содержит статор турбины, на который с помощью пайки установлены мелкоячеистые сотовые поверхности, изготовленные из тонкой металлической фольги и вал ротора, на котором выполнены уплотнительные гребешки, расположенные с радиальным зазором напротив сотовой уплотняющей поверхности.The honeycomb seal of the radial clearance of the turbomachine contains a turbine stator, onto which fine-mesh honeycomb surfaces made of thin metal foil and a rotor shaft are mounted by soldering, on which scallops are made located with a radial clearance opposite the honeycomb sealing surface.

Уплотнительные гребешки вала, расположенные напротив сотовой поверхности, выполняются утолщенными с острой передней кромкой и имеют кольцевую проточку на вершине глубиной до 25% высоты гребешка. Вершина уплотнительного гребешка имеет наклон 10÷15 градусов против направления течения основного потока утечки.Sealing scallops of the shaft located opposite the honeycomb surface are thickened with a sharp leading edge and have an annular groove at the top with a depth of up to 25% of the height of the scallop. The top of the sealing comb has a slope of 10 ÷ 15 degrees against the direction of flow of the main leakage stream.

На вершине уплотнительных гребешков с целью дополнительной турбулизации потока может быть выполнена острая передняя кромка.A sharp leading edge can be made at the top of the sealing combs to further turbulize the flow.

В дальнейшем полезная модель поясняется конкретным примером ее реализации со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:In the future, the utility model is illustrated by a specific example of its implementation with reference to the accompanying drawings, which depict:

Фигура 1 - продольное сечение сегмента уплотнения;Figure 1 is a longitudinal section of a seal segment;

Фигура 2 - узел «А» фигуры 1 в увеличенном масштабе.Figure 2 - node "A" of figure 1 on an enlarged scale.

Сотовое уплотнение радиального зазора турбомашины содержит статор 1 с кольцевой проточкой 2, пружины 3, корпусы сегментов 4. На внутренней (уплотняемой) поверхности сегментов 4 с помощью паяного шва 5 закреплена мелкоячеистая сотовая поверхность 6, изготовленная из тонкой металлической фольги. На валу 7 ротора имеются уплотнительные гребешки 8, расположенные с радиальным зазором напротив сотовой структуры 6. Уплотнительные гребешки 8 имеют кольцевую проточку 9 на вершине глубиной до 25% высоты гребешка. Вершина уплотнительных гребешков 8 выполнена с наклоном 10÷15 градусов против направления течения основного потока утечки и имеет острую переднюю кромку 10. Между сотовой поверхностью 6 и гребешками 8 вала 7 ротора выдерживается необходимый радиальный зазор.The honeycomb seal of the radial clearance of the turbomachine contains a stator 1 with an annular groove 2, springs 3, cases of segments 4. On the inner (sealed) surface of the segments 4, a fine-mesh cellular surface 6 made of thin metal foil is fixed using a soldered seam 5. On the rotor shaft 7 there are sealing scallops 8 located with a radial clearance opposite the honeycomb structure 6. The sealing scallops 8 have an annular groove 9 at the top with a depth of up to 25% of the height of the scallop. The top of the sealing ridges 8 is made with a slope of 10 ÷ 15 degrees against the direction of the main leakage flow and has a sharp leading edge 10. The necessary radial clearance is maintained between the honeycomb surface 6 and the ridges 8 of the rotor shaft 7.

Работа сотового уплотнения радиального зазора турбомашины осуществляется следующим образом. Сотовая структура 6 на корпусах сегментов 4 и уплотнительные гребешки 8 на поверхности вала 7 ротора препятствуют протеканию рабочего тела через радиальный зазор в уплотнении. При многократном дросселировании и внезапном расширении рабочего тела, происходящем при последовательном протекании потока через зазоры и камеры между уплотнительными гребешками 8 на валу ротора 7, вследствие значительного гидравлического сопротивления уменьшается давление рабочего тела, что ведет к снижению утечки через уплотнение.The operation of the honeycomb seal of the radial clearance of the turbomachine is as follows. The honeycomb structure 6 on the cases of segments 4 and the sealing combs 8 on the surface of the rotor shaft 7 prevent the flow of the working fluid through the radial clearance in the seal. With multiple throttling and sudden expansion of the working fluid, which occurs when the flow flows sequentially through the gaps and chambers between the sealing combs 8 on the rotor shaft 7, the pressure of the working fluid decreases due to significant hydraulic resistance, which leads to a decrease in leakage through the seal.

Рабочее тело при попадании в кольцевую проточку 9 на вершине уп-лотнительного гребешка 8, имеющую наклон 10÷15 градусов против направления течения основного потока утечки, изменяет свое направление и выбрасывается в пространство зазора под углом к основному потоку, способствуя большему проникновению его в пространство сотовых ячеек, увеличению трения потока о стенки сотовой поверхности и образованию дополнительных вихрей, что, в свою очередь, снижает осевую составляющую скорости потока утечки, и как следствие, величину расхода утечки через уплотнение.When the working fluid gets into the annular groove 9 at the top of the sealing comb 8, which has a slope of 10 ÷ 15 degrees against the direction of the main leakage flow, changes its direction and is thrown into the gap space at an angle to the main flow, contributing to its greater penetration into the cell space cells, increasing the flow friction against the walls of the honeycomb surface and the formation of additional vortices, which, in turn, reduces the axial component of the leakage flow rate, and as a result, the leakage flow rate s seal.

Кольцевая проточка на вершине уплотнительных гребешков глубиной до 25% высоты гребешка позволяет использовать энергию образовавшегося в ней вихря для запирания потока утечки через радиальный зазор уплотнения.An annular groove at the top of the sealing combs with a depth of up to 25% of the height of the comb allows the energy of the vortex formed in it to be used to block the leakage flow through the radial clearance of the seal.

Сотовое уплотнение радиального зазора турбомашины снабжено средством турбулизации потока, выполненным в виде острой передней кромки 10 на вершинах уплотнительных гребешков 8. Острая передняя кромка гребешка обеспечивает отрыв потока при ее обтекании и ограничение расхода утечки через уплотнение.The honeycomb seal of the radial clearance of the turbomachine is provided with flow turbulization means made in the form of a sharp leading edge 10 at the tops of the sealing scallops 8. The sharp front edge of the scallop provides flow separation during its flow and limiting leakage through the seal.

Преимуществом предлагаемой конструкции сотового уплотнения является уменьшение утечек рабочего тела через радиальный зазор, что приводит к повышению КПД турбомашины в целом.The advantage of the proposed design of the honeycomb seal is to reduce leakage of the working fluid through the radial clearance, which leads to an increase in the efficiency of the turbomachine as a whole.

Claims (1)

Сотовое уплотнение радиального зазора турбомашины, содержащее статор турбины с установленной при помощи пайки уплотняющей сотовой поверхностью и вал ротора, отличающееся тем, что на валу ротора выполнены уплотнительные гребешки, расположенные с радиальным зазором напротив сотовой уплотняющей поверхности, при этом уплотнительные гребешки на валу ротора выполнены утолщенными с острой передней кромкой и кольцевой проточкой на вершине, имеющей глубину до 25% высоты гребешка, вершина уплотнительного гребешка имеет наклон 10÷15º против направления течения основного потока утечки.
Figure 00000001
A honeycomb seal of a radial clearance of a turbomachine, comprising a turbine stator with a sealing honeycomb surface installed by soldering and a rotor shaft, characterized in that sealing ridges are arranged on the rotor shaft and arranged with a radial clearance opposite the honeycomb sealing surface, while the sealing ridges on the rotor shaft are thickened with a sharp leading edge and an annular groove at the top having a depth of up to 25% of the height of the scallop, the top of the sealing scallop has a slope of 10 ÷ 15º against detecting leakage of the underlying stream.
Figure 00000001
RU2012136528/06U 2012-08-24 2012-08-24 TURBOMETER RADIAL GAP CELL SEAL RU131814U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012136528/06U RU131814U1 (en) 2012-08-24 2012-08-24 TURBOMETER RADIAL GAP CELL SEAL

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012136528/06U RU131814U1 (en) 2012-08-24 2012-08-24 TURBOMETER RADIAL GAP CELL SEAL

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU131814U1 true RU131814U1 (en) 2013-08-27

Family

ID=49164221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012136528/06U RU131814U1 (en) 2012-08-24 2012-08-24 TURBOMETER RADIAL GAP CELL SEAL

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU131814U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU196232U1 (en) * 2019-12-04 2020-02-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Брянский государственный технический университет» COMBINED SEALING IN TURBO MACHINES
RU209583U1 (en) * 2021-06-28 2022-03-17 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" Combined seal on the shaft of a turbomachine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU196232U1 (en) * 2019-12-04 2020-02-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Брянский государственный технический университет» COMBINED SEALING IN TURBO MACHINES
RU209583U1 (en) * 2021-06-28 2022-03-17 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" Combined seal on the shaft of a turbomachine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202402644U (en) Floating ring sealing device
GB2492546A (en) A labyrinth seal for an axial fluid flow turbomachine
US9677669B2 (en) Shaft seal device and rotary machine
EP2573364A3 (en) Turbocharger with variable nozzle having labyrinth seal for vanes
US20180371927A1 (en) Seal structure and turbine
CN102953771A (en) Labyrinth damping sealing device with low leakage and high damping performance
RU131814U1 (en) TURBOMETER RADIAL GAP CELL SEAL
CN104235372A (en) Dynamic pressure tank mechanical seal structure with improved liquid film cavitation characteristic
CN101624920A (en) Labyrinth seal for turbine blade dovetail root and corresponding sealing method
CN108204251B (en) Flow guiding structure for steam seal outlet at blade top
RU128900U1 (en) CELLULAR TURBO SEAL
US20160305264A1 (en) Turbomachine rotor-stator seal
CN204386675U (en) A kind of High Pressure Inner Cylinder of Steam Turbine
CN204921054U (en) It is sealed to become flexible fingertip of rigidity
CN105318011B (en) Low-leakage-rate F type staggered tooth labyrinth seal capable of adapting to vibration of rotor
CN202851091U (en) Tooth top clearance local resistance-increasing seal tooth type structure
CN202851975U (en) Sealing tooth-shaped structure capable of self-restraining leakage
RU112273U1 (en) CELLULAR SEALING OF A STEAM TURBO MACHINE FOR A SMOOTH ROTOR SURFACE
RU90845U1 (en) LABYRINTH FOLLOW-UP SEAL OF STEAM TURBINE
RU116934U1 (en) LABYRINTH SEAL BETWEEN STATOR AND ROTOR OF A SHOVELING MACHINE WITH ZIGZAG SHAWS
CN203081603U (en) Labyrinth piston ring
RU49940U1 (en) ROOT SEAL OF STEAM TURBINE
CN202812206U (en) Novel flexible sheet tooth sealing ring
RU196211U1 (en) Seal of the radial clearance of the turbomachine guideless apparatus
CN203081512U (en) Turbine rear vapor seal device

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20130802