RU2028526C1

RU2028526C1 - Seal for turbomachine

Info

Publication number: RU2028526C1
Authority: RU
Inventors: А.И. Дмитренко; Ю.Т. Дурбайло
Original assignee: Конструкторское бюро химавтоматики
Priority date: 1991-05-12
Filing date: 1991-05-12
Publication date: 1995-02-09

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: bushing with ring rows of sells separated by ribs is mounted in a housing. The bushing form a sealing space with labyrinths of the rotor. Each space of the cells is formed with flat side which are intersected at the top of the cell space. The ribs has alternative thickness from the side of the rotor. EFFECT: enhanced reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в насосах, компрессорах и турбоагрегатах. The invention relates to a sealing technique and can be used in pumps, compressors and turbines.

Известно уплотнение, уплотняющая поверхность которого выполнена в виде уплотняющих гребней, образованных рядами расположенных вдоль окружности лунок, имеющих серповидную форму в поперечном сечении уплотнения и разделенных перемычками, так называемое лунковое уплотнение [1]. A seal is known, the sealing surface of which is made in the form of sealing ridges formed by rows of holes located along the circumference of the cavity, having a crescent shape in the cross section of the seal and separated by jumpers, the so-called hole seal [1].

Недостатком лункового уплотнения является высокое значение прочности и жесткости уплотняющих гребней в осевом и радиальном направлениях, что приводит к необходимости выбирать достаточно большую величину зазора для исключения заклинивания ротора. Увеличение зазора по уплотнению ведет к потере экономичности. The disadvantage of hole compaction is the high value of the strength and stiffness of the sealing ridges in the axial and radial directions, which leads to the need to choose a sufficiently large clearance to prevent jamming of the rotor. Increasing the clearance gap results in a loss of economy.

Наиболее близким к предлагаемому является сотовое уплотнение, содержащее установленную в корпусе обойму с кольцевыми рядами ячеек [2]. Closest to the proposed is a honeycomb seal containing a clip installed in the housing with annular rows of cells [2].

Сотовая конструкция уплотнения позволяет иметь малые зазоры между ротором и статором за счет допустимости касания ротора по уплотнению, а также возможности приработки и обеспечивают высокую экономичность. The honeycomb design of the seal allows you to have small gaps between the rotor and the stator due to the permissibility of touching the rotor on the seal, as well as the possibility of running-in and provide high efficiency.

Такие уплотнения применяют в насосах, компрессорах и турбинах при относительно невысоких перепадах давления на уплотнении, порядка 8-10 кгс/см².Such seals are used in pumps, compressors and turbines at relatively low pressure drops across the seal, about 8-10 kgf / cm ² .

При значительных перепадах давления, до 40-70 кгс/см² ,и при воздействии высоких температур такая конструкция уплотнения недостаточно надежна вследствие потери прочности сот под действием газового высокого давления.With significant pressure drops, up to 40-70 kgf / cm ² , and when exposed to high temperatures, this design of the seal is not reliable due to the loss of cell strength under the action of gas high pressure.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое уплотнение имеет кольцевые ряды ячеек, разделенные ребрами, полости которых образованы плоскими гранями, пересекающимися в вершине полости ячейки, причем со стороны ротора ребра, разделяющие ячейки, выполнены переменной толщины. This goal is achieved by the fact that the proposed seal has annular rows of cells separated by ribs, the cavities of which are formed by flat faces intersecting at the top of the cell cavity, and on the rotor side the ribs separating the cells are made of variable thickness.

Указанная совокупность признаков в предложенном уплотнении проявляет новые свойства, заключающиеся в том, что толщина ребер, образующих полость ячейки, увеличивается от вершины к основанию. Благодаря этому увеличивается прочность ребер и повышается надежность работы уплотнения при повышенных перепадах давления. The specified set of features in the proposed seal exhibits new properties, namely, that the thickness of the ribs forming the cavity of the cell increases from the top to the base. This increases the strength of the ribs and increases the reliability of the seal at elevated pressure drops.

Указанные свойства позволяют повысить надежность и расширяют функциональные возможности уплотнения. These properties can improve reliability and expand the functionality of the seal.

Таким образом, предложенное техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень". Thus, the proposed technical solution meets the criterion of "inventive step".

На фиг. 1 изображено уплотнение турбомашины, общий вид; на фиг. 2 - вид со стороны ротора и разрез А-А, где 1 - корпус, 2 - втулка, 3 - ячейка, 4 - ротор, 5 - грань ячейки, 6 - вершина впадины ячейки, 7 - ребро ячейки, δ - радиальный зазор. In FIG. 1 shows a turbomachine seal, general view; in FIG. 2 - view from the rotor side and section AA, where 1 is the body, 2 is the sleeve, 3 is the cell, 4 is the rotor, 5 is the cell face, 6 is the top of the cell cavity, 7 is the cell edge, δ is the radial clearance.

В корпусе 1 установлена втулка 2, в которой выполнены кольцевые ряды ячеек 3 концентрично уплотняемому ротору 4. Радиальный зазор δ может быть выбран достаточно малым и определяется только условием сборки. Полость ячеек образована плоскими гранями 5, линии пересечения которых сходятся в вершине впадины ячейки 6, а со стороны оси ротора образуют ребра 7 переменной толщины. A sleeve 2 is installed in the housing 1, in which annular rows of cells 3 are made with a concentrically sealed rotor 4. The radial clearance δ can be selected sufficiently small and is determined only by the condition of assembly. The cell cavity is formed by flat faces 5, the intersection lines of which converge at the apex of the cavity of cell 6, and form ribs 7 of variable thickness on the side of the rotor axis.

При вращении ротора конструкция такого уплотнения допускает касание, а также врезание лабиринтов ротора в материал уплотнения турбомашины. When the rotor rotates, the design of such a seal can be touched, as well as cutting the labyrinths of the rotor into the seal material of the turbomachine.

Таким образом, предложенное уплотнение позволяет повысить надежность и расширяет функциональные возможности при сохранении высокой экономичности турбомашины путем использования ячейковой структуры с полостями ячеек в виде пирамиды. Thus, the proposed seal improves reliability and expands functionality while maintaining high efficiency of the turbomachine by using a cell structure with cell cavities in the form of a pyramid.

Материалом уплотнения может служить, например, пластичная, но достаточно прочная бронза. Угол между противолежащими плоскими гранями при вершине впадины ячейки может составлять 60-120^о, глубина ячейки 1-5 мм.The seal material may be, for example, ductile, but sufficiently strong bronze. The angle between opposite flat faces at the apex of the cell depression can be 60-120 ^about , the cell depth is 1-5 mm.

Размеры ячеек, материал, из которого они изготовлены, зависят от конкретных условий работы турбомашины, а именно температуры, перепада давления, свойств уплотняемой среды, величин осевых и радиальных перемещений ротора и т.д. The dimensions of the cells, the material from which they are made, depend on the specific operating conditions of the turbomachine, namely temperature, differential pressure, properties of the medium being sealed, axial and radial displacements of the rotor, etc.

Изготовление предлагаемого уплотнения с ячейковой структурой поверхности производится методом накатки специальным инструментом, который в отличие от стандартного инструмента для изготовления рифленых поверхностей имеет цилиндрическую головку с выступами в виде пирамиды. The proposed seal with a cellular surface structure is manufactured by knurling with a special tool, which, unlike the standard tool for making corrugated surfaces, has a cylindrical head with pyramid-shaped protrusions.

Claims

TURBOCHARGE ROTOR SEAL, comprising a sleeve with annular rows of cells separated by ribs, installed in the housing and forming a sealing gap with labyrinths of the rotor, characterized in that each cell is formed by flat faces intersecting at the top of the cell, with ribs separating the cells on the rotor side, made of variable thickness.