RU1815428C - Уплотнение турбомашины - Google Patents

Abstract

Использование; в газовой промышленности , в частности в сухих газовых уплотнени х турбомашин большой мощности газоперекачивающих станций. Сущность изобретени : уплотнение состоит из вала 1, с которым кинематически св зано вращаю- А , j щеес  кольцо 2, которое совместно с радиальным кольцом 3 создает первую, радиальную ступень уплотнени . Радиальное кольцо 3 крепитс  в обойме 4 корпуса агрегата. Отдельные составные части 5 радиального кольца 3 прижимаютс  пружинами 6 к периферии вращательного кольца 2, на котором на периферийной части поверхности вращающегос  кольца равномерно по окружности под углом выполнены компрессорные канавки 7. Вторую ступень уплотнени  (торцевую ) образует вращающеес  кольцо 2 и статорное кольцо 8, которое пружинами 9 прижимаетс  к торцовой уплотнительной поверхности вращающегос  кольца. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Фиг. 1

Изобретение относитс  к газовой промышленности , в частности к сухим газовым уплотнени м турбомашин большой мощности газоперекачивающих станций.

На фиг. 1 изображен общий вид уплотнени  вала турбомашины в статическом положении; на фиг.2 изображен общий вид уплотнени  вала турбомашины в динамике; на фиг.З изображено поперечное сечение уплотнени  вала турбомашины; на фиг.4 изображен внешний вид вращающегос  крльца с компрессорными канавками на его периферийной стороне.

Конструкци  уплотнени  имеет две ступени уплотнени : перва  ступень - радиальна , втора  ступень .- торцева , Общим конструктивным элементом у них  вл етс  вращающеес  кольцо из карбида вольфрама. К его периферийной поверхности прилегает радиальное кольцо, выполненное из графита, состо щее из нескольких, взаимно подвижных элементов, К его торцовой поверхности прилегает осевое цельное статорное графитное кольцо. -.. . ; . .- ....

Уплотнение состоит из вала 1, с которым кинематически св зано вращающеес  кольцо 2, которое совместно с радиальным кольцом 3 создают первую, радиальную ступень уплотнени . Радиальное кольцо 3 крепитс  в обойме 4 корпуса агрегата. Отдельные составные части 5 (фиг.З) радиального кольца 3 прижимаютс  пружинами 6 к периферии вращающегос  кольца 2, на котором на части длины кольца выполнены компрессорные канавки 7 (фиг.4). Периферийна , часть вращающегос  кольца 2, не зан та  компрессорными-канавками , образует уплотни- тельный по сок а, к которому плотно прилегают в статике подпружиненные составные части радиально.го кольца 3,

Вторую ступень уплотнени , торцовую, образуют вращающеес  кольцо 2 и статорное кольцо 8, которое пружинами 9 в статике прижимаетс  к торцовой уплотнительной поверхности вращающегос  кольца 2. Вращающеес  кольцо 2 св зано с валом 1 с помощью Т-образных шпонок 10, которые своими заплечиками держатс  за втулку 11, плотно сид щей на валу 1. Благодар  заплечикам устран етс  возможность радиально- rb перемещени  шпонок 10 под действием центробежных сил, что увеличивает эффективность их работы. Шпонки 10 выполн ют в динамике две функции: передают вращающийс  момент от вала 1 к вращающемус  кольцу 2; осуществл ют разъединение уп- лотните ьных поверхностей вращающегос  кольца 2 и статорного кольца 8 до возникновени  рабочего осевого зазора между ними, Дл  этого вершины пальцев 12 Т-обраэных

шпонок 10, имеющих сферическую поверхность , ввод тс  в ответные пазы на вращающемс  кольце 2.

Осева  пружина 13 прижимает в статике вращающеес  кольцо 2 к статорному

кольцу 8. Име  большую жесткость, чем осе-.

ва  пружина 9, она сдвигает вторую ступень

уплотнени , торцовую, вдоль оси вала до

образовани  осевого зазора б между корпусом и статорным кольцом 8. При этом Т-образна  шпонка 10 в плоскости чертежа будет находитьс  в наклонном положении под углом а к оси вала 1 в сторону статорного кольца 8.

В динамике с увеличением числа оборотов вала 1 начнут возникать рабочие зазоры между вращающимс  кольцом 2 и статорными кольцами 3 и 8.

Положение деталей уплотнени  в динамике показано на фиг.2.

В радиальном уплотнении при вращении вала компрессорные канавки на периферии вращающегос  кольца 2 будут нагнетать газ к уплотнительному по ску а.

Увеличенное таким путем давление, воздейству  на элементы составного радиального кольца 3, будет преодолевать сопротивление пружин б и смещать элементы-кольца в радиальном направлении до возникновени 

расчетного радиального зазора Н. Способность указанных компрессорных канавок повышать давление при вращении вала широко используетс  в технике дл  создани  газодинамических опорных и упорных подшипников вала скоростных агрегатов,

В уплотнении осевой зазор е возникает благодар  воздействию вращающего момента М Р С центробежной силы F с плечом С на шпонку 10. При этом шпонка ТО

из наклонного положени  в статике под углом а будет переходить в радиальное положение . При этом вращающеес  кольцо 2, преодолева  сопротивление пружины 13, будет смещатьс  вдоль оси вала в противоположную сторону от статорного кольца 8, которое под давлением осевой пружины 9 будет следовать за смещением вращающегос  кольца 2, пока не исчезнет зазор б между статорным кольцом 8 и корпусом. К

моменту выхода шпонки 10 в радиально.е положение в уплотнении уже возникнет рабочий зазор е. Все указанные рабочие зазоры должны быть в пределах 5-10 мк. При остановке двигател  под давленцем сжатых пружин б, 9 и 13 радиальное кольцо 3 и статорное 8 ёновь будут прижаты к уплотнительным поверхност м, периферийному и торцовому, вращающегос  кольца 2 и протечки газа в атмосферу прекрат тс ,

Claims (2)

1. При этом шпонки 10 вновь установ тс  под углом п в сторону статорного кольца 8. Формула изобретени  1. Уплотнение турбомашины, содержащее корпус и размещенную в нем втулку, закрепленную на валу с установленным на ней вращающимс  кольцом, на одной из поверхностей которого выполнены компрессорные канавки, статорное кольцо, подпружиненное относительно корпуса и контактирующее уплотнительной торцовой поверхностью с ответной торцовой поверхностью вращающегос  кольца, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности , уплотнение снабжено радиальным кольцом, установленным снаружи

   стзторного кольц , концентрично последнему и выполненным составным в окружном направлении из отдельных частей, подпружиненных в местах стыка относительно корпуса в радиальном направлении, причем вращающеес  кольцо подпружинено, в нем и во втулке выполнены пазы, в которых установлена шпонка с возможностью поворота относительно ее вертикальной оси, а

   компрессорные канавки выполнены на наружной поверхности вращающегос  кольца .
2. 2. Уплотнение поп.1,отлича ющее- с   тем, что шпонка выполнена Т-образной

   формы, причем ее расшир юща с  частьус- тановлена в ответном пазу втулки.

   Л-А

   фиг 4