RU209583U1 - Комбинированное уплотнение по валу турбомашины - Google Patents
Комбинированное уплотнение по валу турбомашины Download PDFInfo
- Publication number
- RU209583U1 RU209583U1 RU2021118984U RU2021118984U RU209583U1 RU 209583 U1 RU209583 U1 RU 209583U1 RU 2021118984 U RU2021118984 U RU 2021118984U RU 2021118984 U RU2021118984 U RU 2021118984U RU 209583 U1 RU209583 U1 RU 209583U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- sealing
- honeycomb
- stator
- seal
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/02—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
Abstract
Полезная модель относится к уплотнительной технике и может быть использована в концевых и диафрагменных уплотнениях валов турбомашин.Комбинированное уплотнение по валу турбомашины содержит уплотняющую сотовую поверхность статора и ротор. Уплотняющая поверхность ротора выполнена ступенчато и расположена напротив сотовой уплотняющей поверхности статора с радиальным зазором δ2=0,7 мм, а в промежутках между ступенями уплотняющей поверхности ротора в статоре установлен неподвижный уплотнительный гребень с радиальным зазором δ1=0,5 мм.
Description
Полезная модель относится к уплотнительной технике и может быть использована в концевых и диафрагменных уплотнениях валов турбомашин.
Известно, что ступенчатое уплотнение с гребнями является эффективным средством снижения утечек в уплотнениях, влияющих на КПД турбомашин, эффективность работы покрывных дисков нагнетателей, думмисов, насосов, а также в уплотняющих частях различных агрегатов между неподвижными и вращающимися элементами.
Использование сотовых уплотнений радиальных зазоров также успешно применяется на практике с паровых и газовых турбинах и других энергетических машинах.
Преимущества сотовых уплотнений в прямоточных каналах позволяет назначать минимальные зазоры в уплотнениях без ограничения осевых перемещений валов и корпусов агрегатов с сохранением надежности конструкции при возможных касаниях подвижных и неподвижных элементов.
Известны также газодинамические преимущества течения рабочей среды в щелевых уплотнениях с ячеечной структурой поверхностей каналов, (Буглаев, В.Т. Сотовые уплотнения в турбомашинах: монография / В.Т. Перевезенцев, С.В. Перевезенцев и др. - Брянск: БГТУ, 2006. - 192 с.) В данной статье рассмотрены особенности вихреобразования в замкнутых пространствах сотовых ячеек и взаимное влияние потоков в зазорах уплотнения и перфорированных стенках приводят к снижению утечки.
Уплотнительный эффект сотового уплотнения может быть усилен внешними турбулизаторами, например, за счет перегородок (гребней) на поверхности вращающегося ротора, бандажа и т.п (Речкоблит А.Я. Исследование эффективности некоторых типов бесконтактных уплотнительных устройств турбомашин / А.Я. Речкоблит, О.В. Авдеенко / Труды ЦИАМ №1035, 1982. - 8 с.) В данной статье наиболее близкое к предлагаемому решению уплотнение состоит из сотовой структуры на неподвижной стенке (статоре) и поверхности в виде поперечных перегородок на вращающемся роторе. Достигается значительный уплотняющий эффект, однако пропорционально возрастает затрата мощности на привод вращающегося элемента, затрачиваемая на периодический разгон в окружном направлении импульсирующего в ячейках сотового уплотнения рабочего тела.
Недостатком известных решений является наличие существенных утечек через зазор, образованный сотовым уплотнением на статоре и гладкой стенкой на роторе, что приводит к увеличению объемных потерь рабочего тела и снижению КПД ступени.
Уплотняющий эффект в зазоре во многом зависит от взаимодействия вихрей в пространстве сотовых ячеек и потока утечки. Интенсификация этого взаимодействия осуществляется за счет «смерчевых» вихрей, образующихся на вращающейся поверхности, противоположной сотовой, имеющей множество лунок, расположенных в определенной последовательности.
Особенности вихреобразования в замкнутых пространствах сотовых ячеек и взаимное влияние потоков в зазорах уплотнения и перфорированных стенках приводят к снижению утечки
Задача полезной модели - создание сопротивление потоку утечки в радиальных и концевых зазорах турбомашин путем изменения вектора скорости потока для интенсификации взаимодействия вихревых структур потока в щели между статором и ротором.
Указанная задача достигается тем, что комбинированное уплотнение по валу турбомашины, содержащее уплотняющую сотовую поверхность статора и ротор, отличающееся тем, что уплотняющая поверхность ротора выполнена ступенчато и расположена напротив сотовой уплотняющей поверхности статора с радиальным зазором δ2=0,7 мм, а в промежутках между ступенями уплотняющей поверхности ротора в статоре установлен неподвижный уплотнительный гребень с радиальным зазором δ1=0,5 мм.
Взаимодействие вихревых структур в пространстве сотовых ячеек и течением утечки в радиальном зазоре повышает уплотняющий эффект, который может быть усилен дополнительными турбулизаторами, например за счет профилирования поверхности вращающегося вала, генерирующего пульсации рабочего тела в сотовых ячейках.
Однако эффект сокращения утечек в зазорах связан с затратой мощности на привод его вращающегося элемента, например, насечки или перегородки на роторе.
В предлагаемой полезной модели комбинированного уплотнения снижение утечек рабочего тела происходит вследствие дополнительного воздействия вихревых потоков в сотовом уплотнении и ступенчатом вале ротора, имеющий ступенчатою поверхность в виду ступеней, с изменением направления вектора течения с помощью неподвижного гребня расположенном на статоре.
Конструкция уплотнения, создающая лабиринтное прохождение рабочей среды, в зазорах между уплотняющими элементами, использует особенность ступенчатого уплотнения и сотовой структуры с взаимным влиянием течения в радиальных зазорах и повышает экономичность и надежность турбомашины.
На фиг. 1 показан поперечный разрез уплотнения, на фиг. 2 векторное поле скоростей в продольном срезе течения в уплотнении, фиг. 3 показывает увеличение интенсивности турбулентности, чему соответствует нарастание чередования темных и светлых зон, а фиг. 4 является цветовой картой абсолютных скоростей потока.
Комбинированное уплотнение (фиг. 1) представляет собой ступенчатый ротор 1, имеющий ступенчатою поверхность в виду ступеней, сотовые уплотнения 2 и в промежутках между ступенями уплотняющей поверхности ротора 1 в статоре 3 установлен неподвижный уплотнительный гребень 4.
Неподвижный уплотнительный гребень 4 делит пополам промежутки между выступами так, что значительные осевые зазоры в расположении гребня не ограничивают осевое перемещение элементов уплотнения.
Комбинированное уплотнение содержит сотовую поверхность статора 2, которая охватывает с радиальным зазором δ1=0,5 мм ступенчатую поверхность ротора 1. Неподвижный уплотнительный гребень 4, расположенный в промежутке между уступами вала с радиальным зазором δ2=0,7 мм.
Особенностью полезной модели является назначение различных радиальных зазоров δ1=0,5 мм и δ2=0,7 мм с целью предотвращения касания ротором уплотнительного гребня 4 и увеличение зазора δ1 в процессе эксплуатации, т.к. радиальное перемещение ротора прежде всего приведет к контакту ступенчатого ротора 1 с сотовой поверхностью 2 в районе зазора δ1. Центрирующий эффект и устойчивость сотовой структуры к деформации при касании элементов ротора предохраняет дальнейшее воздействие на гребень с возможным его разрушением или увеличением зазора δ2.
Конкретные размеры зазоров находятся опытным путем (экспериментальными и численными методами) в зависимости от режимов параметров течения рабочего тела в уплотнении. Данное соотношение зазоров обеспечивает дополнительные вихревые потоки, что снижает утечки рабочего тела.
Схема и визуализация течения в комбинированном уплотнении показана фиг. 2, фиг. 3. фиг. 4. Визуализация течения в комбинированном уплотнении (фиг. 2, 3, 4) демонстрирует дополнительные вихревые потоки и их взаимное влияние, снижающее утечки рабочего тела.
Claims (1)
- Комбинированное уплотнение по валу турбомашины, содержащее уплотняющую сотовую поверхность статора и ротор, отличающееся тем, что уплотняющая поверхность ротора выполнена ступенчато и расположена напротив сотовой уплотняющей поверхности статора с радиальным зазором δ2=0,7 мм, а в промежутках между ступенями уплотняющей поверхности ротора в статоре установлен неподвижный уплотнительный гребень с радиальным зазором δ1=0,5 мм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021118984U RU209583U1 (ru) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | Комбинированное уплотнение по валу турбомашины |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021118984U RU209583U1 (ru) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | Комбинированное уплотнение по валу турбомашины |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU209583U1 true RU209583U1 (ru) | 2022-03-17 |
Family
ID=80737567
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021118984U RU209583U1 (ru) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | Комбинированное уплотнение по валу турбомашины |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU209583U1 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN202125323U (zh) * | 2011-07-06 | 2012-01-25 | 上海丹迪电力技术有限公司 | 一种复合蜂窝汽封结构 |
RU131814U1 (ru) * | 2012-08-24 | 2013-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" | Сотовое уплотнение радиального зазора турбомашины |
JP2018053952A (ja) * | 2016-09-27 | 2018-04-05 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | シール機構、回転機械 |
RU2667247C2 (ru) * | 2016-05-11 | 2018-09-18 | Андрей Витальевич Билан | Уплотнение паровой турбины |
CN208473938U (zh) * | 2018-07-24 | 2019-02-05 | 成都爱迪电力设备有限公司 | 一种用于涡轮机的成形蜂窝密封件 |
KR101950924B1 (ko) * | 2018-09-20 | 2019-02-21 | 터보파워텍(주) | 터빈용 복합 실링장치 |
RU196232U1 (ru) * | 2019-12-04 | 2020-02-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Брянский государственный технический университет» | Комбинированное уплотнение в турбомашинах |
-
2021
- 2021-06-28 RU RU2021118984U patent/RU209583U1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN202125323U (zh) * | 2011-07-06 | 2012-01-25 | 上海丹迪电力技术有限公司 | 一种复合蜂窝汽封结构 |
RU131814U1 (ru) * | 2012-08-24 | 2013-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" | Сотовое уплотнение радиального зазора турбомашины |
RU2667247C2 (ru) * | 2016-05-11 | 2018-09-18 | Андрей Витальевич Билан | Уплотнение паровой турбины |
JP2018053952A (ja) * | 2016-09-27 | 2018-04-05 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | シール機構、回転機械 |
CN208473938U (zh) * | 2018-07-24 | 2019-02-05 | 成都爱迪电力设备有限公司 | 一种用于涡轮机的成形蜂窝密封件 |
KR101950924B1 (ko) * | 2018-09-20 | 2019-02-21 | 터보파워텍(주) | 터빈용 복합 실링장치 |
RU196232U1 (ru) * | 2019-12-04 | 2020-02-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Брянский государственный технический университет» | Комбинированное уплотнение в турбомашинах |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3251601A (en) | Labyrinth seal | |
US4238170A (en) | Blade tip seal for an axial flow rotary machine | |
JP2009062979A (ja) | ラビリンス圧縮シール及びそれを組込んだタービン | |
JP2016089768A (ja) | シール装置及びターボ機械 | |
KR960008016A (ko) | 병합 사이클 발전 플랜트 | |
JPWO2014010052A1 (ja) | 軸流流体機械 | |
WO2012052740A1 (en) | Sealing device for reducing fluid leakage in turbine apparatus | |
JP5732246B2 (ja) | ブラシシール | |
RU209583U1 (ru) | Комбинированное уплотнение по валу турбомашины | |
CN112112976A (zh) | 一种能够增强封严性能的新型齿密封结构 | |
CN110553037B (zh) | 用于转动轴的径向多唇迷宫密封装置 | |
JP2010106778A (ja) | 蒸気タービンのシール構造および蒸気タービン | |
CN111043317A (zh) | 一种新型动压阻尼密封结构 | |
WO2022099890A1 (zh) | 一种基于周向相对速度的密封结构 | |
RU2622451C2 (ru) | Турбомашина, узел турбомашины, содержащий кожух, рабочее колесо и щеточное уплотнение, и способ усовершенствования уплотнения | |
KR102050186B1 (ko) | 시일 핀, 시일 구조 및 터보 기계 | |
RU196232U1 (ru) | Комбинированное уплотнение в турбомашинах | |
CN210890099U (zh) | 一种用于转动轴的轴向多唇密封装置 | |
CN201972955U (zh) | 一种核主泵用动静间隙的楔槽弧线密封结构 | |
CN204283504U (zh) | 一种矩形阻旋栅密封结构 | |
CN204284449U (zh) | 一种圆弧形阻旋栅密封结构 | |
RU155824U1 (ru) | Устройство для уплотнения радиального зазора между статором и ротором энергосиловой машины | |
CN204284448U (zh) | 一种人字形阻旋栅密封结构 | |
RU2416752C1 (ru) | Пальчиковое уплотнение с сотовой структурой | |
RU2682222C2 (ru) | Многогребенчатые уплотнения паровой турбины |