RU2069819C1

RU2069819C1 - Seal of rotary regenerative heat exchanger

Info

Publication number: RU2069819C1
Application number: RU9393033768A
Authority: RU
Inventors: Д.А. Плотников; С.В. Стариченков
Original assignee: Открытое акционерное общество "ГАЗ"
Priority date: 1993-07-01
Filing date: 1993-07-01
Publication date: 1996-11-27

Abstract

FIELD: manufacture of engines; sealing regenerative heat exchangers of gas-turbine engines. SUBSTANCE: frame and sealing shoes are sectional; they consist of circular part and radial part 4; flat platforms 5 are provided on parts of frame where they adjoin each other; platforms 5 are oriented in parallel with axis of radial part; shoes are engageable by means of spring-loaded flat inserts 9 made of anti-friction material mounted additionally as extension of flat platform of radial part. EFFECT: enhanced reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к уплотнениям регенеративных теплообменников, преимущественно газотурбинных двигателей. The invention relates to engine building, in particular to seals of regenerative heat exchangers, mainly gas turbine engines.

Известно уплотнение вращающегося регенеративного теплообменника, содержащее расположенные в пазах корпуса подпружиненные уплотнительные башмаки из антифрикционного материала [1]
Недостатком уплотнения является перегрев корпуса из-за перетока в него тепла от теплообменника через уплотнительные башмаки.A known seal rotary regenerative heat exchanger containing located in the grooves of the housing spring-loaded sealing shoes of antifriction material [1]
The disadvantage of the seal is the overheating of the housing due to the flow of heat into it from the heat exchanger through the sealing shoes.

Известно уплотнение вращающегося регенеративного теплообменника, содержащее рамку, представляющую в плане кольцо или полукольцо с диаметральной перемычкой, и размещенные в ее пазах подпружиненные уплотнительные башмаки из антифрикционного материала и термобарьерную прокладку [2]
В реальных условиях высоких температур, например в газотурбинном двигателе, диаметральная перемычка имеет более высокую температуру, чем кольцевая часть рамки. Градиенты температуры создают изгибающие и крутящие моменты в частях рамки и приводят к значительному ее короблению. Эффективность уплотнения при этом снижается вследствие возникновения зазоров между рамкой и уплотнительными башмаками.A seal of a rotating regenerative heat exchanger is known, comprising a frame representing in plan a ring or a half ring with a diametrical jumper, and spring-loaded sealing shoes made of antifriction material and a thermal barrier gasket placed in its grooves [2]
In real conditions of high temperatures, for example in a gas turbine engine, the diametrical jumper has a higher temperature than the annular part of the frame. Temperature gradients create bending and torques in parts of the frame and lead to significant warpage. The effectiveness of the seal is reduced due to the occurrence of gaps between the frame and the sealing shoes.

Целью изобретения является повышение эффективности уплотнения при неравномерном поле температур в рамке. The aim of the invention is to increase the efficiency of compaction in an uneven temperature field in the frame.

Цель достигается тем, что рамка выполнена составной из кольцевой и радиальной частей, сопряженных между собой в местах их примыкания друг к другу по плоским площадкам, ориентированным нормально к плоскости теплообменника и параллельно продольной оси радиальной части, с возможностью взаимного проскальзывания частей. Сопряжение башмаков уплотнено подпружиненным плоским вкладышем из антифрикционного материала, являющимся продолжением контактной стенки радиальной части рамки. The goal is achieved in that the frame is made up of a ring and a radial part, conjugated to each other in places where they adjoin each other on flat platforms oriented normally to the plane of the heat exchanger and parallel to the longitudinal axis of the radial part, with the possibility of mutual slipping of the parts. The pairing of the shoes is sealed with a spring-loaded flat liner of antifriction material, which is a continuation of the contact wall of the radial part of the frame.

На фиг. 1 представлен уплотнительный контур в плане применительно к регенератору газотурбинного двигателя; фиг.2 сечение А-А на фиг.1. In FIG. 1 shows a sealing circuit in terms of a gas turbine engine regenerator; figure 2 section aa in figure 1.

Уплотнение вращающегося регенеративного теплообменника 1, расположенного в корпусе 2, содержит рамку, кольцевая часть 3 которой сопряжена с ее радиальной частью 4 по плоским площадкам 5, ориентированным нормально к плоскости теплообменника и параллельно продольной оси радиальной части. Штифты 6 удерживают части 3 и 4 в общей плоскости рамки, а штифтовые отверстия 7 обеспечивают возможность их относительного проскальзывания в этой плоскости. Термобарьерная прокладка 8 свободно примыкает к плоскости рамки. С целью уменьшения влияния нелинейных деформаций частей 3 и 4 рамки на герметичность их контакта с прокладкой 8, оси штифтов 6 расположены в непосредственной близости как к самой прокладке 8, так и к местам ее перехода с части 3 на часть 4 рамки. Плоские вкладыши 9 из антифрикционного материала, являются продолжением контактной стенки радиальной части рамки, уплотняют сопряжение частей 3 и 4 рамки и уплотнительных башмаков кольцевых 10 и радиальных 11. Пружины 12, 13 и 14 обеспечивают предварительное поджатие вкладыша к рамке, к теплообменнику и к уплотнительным башмакам. The seal of the rotating regenerative heat exchanger 1, located in the housing 2, contains a frame, the annular part 3 of which is mated with its radial part 4 along flat platforms 5 oriented normally to the plane of the heat exchanger and parallel to the longitudinal axis of the radial part. The pins 6 hold parts 3 and 4 in the common plane of the frame, and the pin holes 7 allow their relative slippage in this plane. The thermal barrier gasket 8 is freely adjacent to the plane of the frame. In order to reduce the influence of non-linear deformations of parts 3 and 4 of the frame on the tightness of their contact with the gasket 8, the axis of the pins 6 are located in close proximity to both the gasket 8 and the places of its transition from part 3 to part 4 of the frame. Flat liners 9 made of antifriction material, are a continuation of the contact wall of the radial part of the frame, seal the interface between parts 3 and 4 of the frame and the sealing shoes of the annular 10 and radial 11. The springs 12, 13 and 14 provide preliminary compression of the liner to the frame, to the heat exchanger and to the sealing shoes .

При работе двигателя воздух высокого давления Р₁ заполняет полости, находящиеся с внешней стороны уплотнительного контура. Давление Р₂ внутри контура всегда меньше, чем снаружи, по меньшей мере на величину гидравлического сопротивления теплообменника. Усилие от перепада давления Р Р₁ P₂ добавляется к действию пружин 12, 13, 14, обеспечивая надежное поджатие сопрягаемых деталей 3 и 4. Возможность деформации частей рамки без взаимного влияния позволяет уменьшить общее ее коробление, ускорить приработку уплотнительных башмаков и увеличить эффективность уплотнения.When the engine is running, high-pressure air P ₁ fills the cavities located on the outside of the sealing circuit. The pressure P ₂ inside the circuit is always less than outside, at least by the amount of hydraulic resistance of the heat exchanger. The force from the pressure drop P P ₁ P _{2 is} added to the action of the springs 12, 13, 14, providing reliable compression of the mating parts 3 and 4. The possibility of deformation of the frame parts without mutual influence allows to reduce its overall warpage, accelerate the running-in of the sealing shoes and increase the sealing efficiency.

Claims

A seal of a rotating regenerative heat exchanger, comprising a frame with spring-loaded sealing shoes made of antifriction material in its grooves and a thermal barrier gasket, characterized in that the frame and sealing shoes are made up of annular and radial parts; on the parts of the frame, flat platforms are made adjacent to one another oriented parallel to the longitudinal axis of the radial part, and the pairing of shoes is made by means of additionally installed in the continuation of oskoy pad flat radial portion of the spring loaded pads of antifriction material.