RU2168089C2 - Лабиринтное уплотнение - Google Patents
Лабиринтное уплотнение Download PDFInfo
- Publication number
- RU2168089C2 RU2168089C2 RU99103884A RU99103884A RU2168089C2 RU 2168089 C2 RU2168089 C2 RU 2168089C2 RU 99103884 A RU99103884 A RU 99103884A RU 99103884 A RU99103884 A RU 99103884A RU 2168089 C2 RU2168089 C2 RU 2168089C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- labyrinth
- seal
- rotor
- coating
- cylindrical surface
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения. Лабиринтное уплотнение между статором и ротором турбомашины включает лабиринтные гребешки и ответную им цилиндрическую поверхность. Лабиринтные гребешки выполнены на фланце статора, а на цилиндрическую поверхность лабиринта ротора нанесено антифрикционное серебряное покрытие. В результате повышается надежность в работе машины за счет уменьшения износа уплотнения. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно к авиационным газотурбинным двигателям, и может быть использовано в паровых и газовых турбинах и нагнетателях для перекачки газа и т.п.
Известно лабиринтное воздушное уплотнение между степенями компрессора для уменьшения утечек воздуха через зазор между гребешками уплотнения и неподвижной деталью [1]. Однако при малых зазорах возможно задевание гребешков о неподвижную деталь. В этом случае происходит наволакивание и взаимный перенос металла между вращающимися и невращающимися частями лабиринтного уплотнения, что приводит к повреждению деталей и к резкому увеличению радиального зазора. Как правило, такое уплотнение в случае касания требует замены, что затруднительно, т. к. роторы крупных газотурбинных двигателей являются неразборными.
Известно лабиринтное уплотнение, в котором для получения малых зазоров на неподвижные кольца статора нанесены графитотальковые или графитоалюминиевые уплотнительные покрытия [2].
Недостатками такого уплотнения являются скалывание и выветривание уплотнительного покрытия, особенно при больших ресурсах работы и при высоких температурах. Кроме того, графитотальковое или графитоалюминиевое покрытия наносят только с внутренней стороны невращающихся статорных деталей, т.к. при нанесении таких уплотнительных покрытий на вращающиеся роторные детали происходит отслаивание покрытий.
Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности работы турбомашины путем исключения катастрофического износа уплотнения в случае касания гребешков уплотнения о неподвижную ответную поверхность лабиринта ротора.
Задача решается за счет того, что в лабиринтном уплотнении между статором и ротором турбомашины, включающем лабиринтные гребешки и ответную им цилиндрическую поверхность, согласно изобретению лабиринтные гребешки выполнены на фланце статора, а на ответную цилиндрическую поверхность лабиринта ротора нанесено антифрикционное серебристое покрытие. Причем толщина покрытия составляет 3 - 60 мкм.
В случае касания гребешком лабиринта ответной цилиндрической поверхности лабиринта ротора с нанесением на него серебряным антифрикционным покрытием, в зоне контакта образуется пара трения, аналогичная паре трения "ротор-статор" в подшипнике скольжения в случае выдавливания масляной пленки.
Покрытие служит твердой смазкой с высокими антифрикционными свойствами при температурах, развиваемых в зоне контакта гребешка лабиринта с ответной ему цилиндрической поверхностью ротора, который практически исключает взаимный перенос металла между вращающимися и невращающимися деталями. Покрытие сначала работает как твердая смазка, а затем в зоне контакта расплавляется, снижая при этом трение контактирующих деталей и предотвращая катастрофический износ уплотнения.
Для исключения растрескивания и отслаивания покрытия из-за разницы коэффициентов линейного расширения материалов лабиринта и покрытия, вышеназванное покрытие должно обладать высокими антифрикционными свойствами, иметь более низкую температуру плавления, чем основной материал, из которого изготовлен лабиринт. Для лабиринтного уплотнения турбины высокотемпературного двигателя, детали которого работают при T ≈ 600oC и выполнены из никелевых сплавов, наилучшим покрытием является слой серебра толщиной 3 - 60 мкм. Серебряное покрытие "прилипает" лучше, когда слой тонкий (выше сцепление слоя с основным металлом). Минимальная толщина покрытия составляет 3 мкм. Толщина покрытия больше 60 мкм является нецелесообразной в силу экономии серебра и исключения растрескивания и отслаивания покрытия.
На фиг. 1 показано лабиринтное уплотнение турбины газотурбинного двигателя. На фиг. 2 - элемент I на фиг. 1 в увеличенном виде.
Лабиринтное уплотнение 1 состоит из неподвижного фланца 2 с лабиринтными гребешками 3, образующими между собой расширенные полости А. Фланец 2 неподвижно закреплен в опоре 4, в которой с помощью подшипника 5 установлен вал 6. На валу 6 закреплен вращающийся лабиринт 7 ротора, опирающийся через диск 1 турбины 8 на фланец 9 вала 6. Вращающийся лабиринт 7 имеет кольцевой фланец, осевой выступ 10 которого имеет цилиндрическую поверхность Б, на которую нанесено антифрикционное серебряное покрытие 11. Между неподвижным фланцем 2 и лабиринтом 7 существует радиальный зазор δ, через который в направлении к диску 8 перетекает уплотняемое рабочее тело (в данном случае - горячий воздух с температурой ≈ 600oC).
Данное устройство работает следующим образом.
Воздух, перетекающий через радиальный зазор δ, последовательно расширяется в полостях А и теряет свою энергию. На режимах с ударными нагрузками, например, при приземлении самолета, с минимальной величиной зазора, возможно касание гребешков 3 фланца 2 статора о вращающийся выступ 10 лабиринта 7. При этом антифрикционное серебряное покрытие 11, нанесенное на цилиндрическую поверхность выступа 10 лабиринта 7, вначале работает как твердая смазка, а затем в зоне контакта быстро плавится, при этом коэффициент трения, тепловыделение и взаимный износ контактирующих деталей резко сокращается, тем самым предотвращая катастрофический износ уплотнения и повышая надежность работы турбомашины.
Источники информации
1. Скубачевский Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей, -М.: Машиностроение, 1974, с. 80, рис. 3.41.
1. Скубачевский Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей, -М.: Машиностроение, 1974, с. 80, рис. 3.41.
2. Скубачевский Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей, -М.: Машиностроение, 1974, с. 80, рис. 3.39.
Claims (2)
1. Лабиринтное уплотнение между статором и ротором турбомашины, включающее лабиринтные гребешки и ответную им цилиндрическую поверхность, отличающееся тем, что лабиринтные гребешки выполнены на фланце статора, а на цилиндрическую поверхность лабиринта ротора нанесено антифрикционное серебряное покрытие.
2. Лабиринтное уплотнение по п.1, отличающееся тем, что толщина покрытия составляет 3 - 60 мкм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99103884A RU2168089C2 (ru) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | Лабиринтное уплотнение |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99103884A RU2168089C2 (ru) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | Лабиринтное уплотнение |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99103884A RU99103884A (ru) | 2000-12-20 |
RU2168089C2 true RU2168089C2 (ru) | 2001-05-27 |
Family
ID=20216439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99103884A RU2168089C2 (ru) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | Лабиринтное уплотнение |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2168089C2 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2447342C2 (ru) * | 2005-11-15 | 2012-04-10 | Снекма | Способ изготовления гребешка лабиринтного уплотнения, термомеханическая деталь и газотурбинный двигатель, содержащий такой гребешок |
RU2470162C1 (ru) * | 2011-05-25 | 2012-12-20 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Турбина высокого давления |
RU2493372C1 (ru) * | 2012-03-27 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество Конструкторско-производственное предприятие "Авиамотор" | Способ фиксации сотового уплотнения во внутреннем корпусе статора турбины газотурбинного двигателя |
RU167797U1 (ru) * | 2015-08-31 | 2017-01-10 | Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Лабиринтное уплотнение |
-
1999
- 1999-02-22 RU RU99103884A patent/RU2168089C2/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
СКУБАЧЕВСКИЙ Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей. - М.: Машиностроение, 1974, с.80, рис.3.39. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2447342C2 (ru) * | 2005-11-15 | 2012-04-10 | Снекма | Способ изготовления гребешка лабиринтного уплотнения, термомеханическая деталь и газотурбинный двигатель, содержащий такой гребешок |
RU2470162C1 (ru) * | 2011-05-25 | 2012-12-20 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Турбина высокого давления |
RU2493372C1 (ru) * | 2012-03-27 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество Конструкторско-производственное предприятие "Авиамотор" | Способ фиксации сотового уплотнения во внутреннем корпусе статора турбины газотурбинного двигателя |
RU167797U1 (ru) * | 2015-08-31 | 2017-01-10 | Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Лабиринтное уплотнение |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8474827B2 (en) | Film riding pressure actuated leaf seal assembly | |
JP6190149B2 (ja) | 回転機械用の空力シール | |
US7435049B2 (en) | Sealing device and method for turbomachinery | |
JP3702212B2 (ja) | 軸シール機構及びタービン | |
US8133014B1 (en) | Triple acting radial seal | |
US8052380B2 (en) | Thermally-activated clearance reduction for a steam turbine | |
US8152450B1 (en) | Floating air seal for a turbine | |
US20180291815A1 (en) | Reduced friction intershaft seal assembly | |
JP2008223660A (ja) | 軸シール装置およびターボ機械 | |
US8840114B2 (en) | Assembly comprising a rotatable component | |
US20130051992A1 (en) | Turbine Disc Sealing Assembly | |
JP2011241826A (ja) | タービンにおけるシール歯のための噛合い表面内にプラトー及び凹面形部分を備えたシール組立体 | |
CA2852008A1 (en) | High temperature seal system | |
US20160258310A1 (en) | Seal arrangement | |
RU2168089C2 (ru) | Лабиринтное уплотнение | |
US9500094B1 (en) | Turbine with radial acting seal | |
JP4688448B2 (ja) | 回転シール | |
JPH10274003A (ja) | ガスタービンのシール装置 | |
RU2647021C1 (ru) | Межроторная опора газотурбинного двигателя | |
RU2664750C2 (ru) | Турбомашина с уплотнением для разделения рабочей среды и охлаждающей среды турбомашины и применение турбомашины | |
WO2014169120A1 (en) | Gas turbine engine seal | |
JP6496525B2 (ja) | 自浄式面シールを用いて回転機械をシールするための装置及びシステム | |
CN111306304A (zh) | 一种转片式高温高压气(液)体弹性接触式动密封装置、制备方法 | |
JPS6319474A (ja) | 回転する機械部分間のシ−ル装置 | |
RU2598966C1 (ru) | Торцовое газодинамическое уплотнение опоры ротора турбомашины |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20021030 Effective date: 20110819 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |