RU2172441C2

RU2172441C2 - Sealing device with plate

Info

Publication number: RU2172441C2
Application number: RU99124206A
Authority: RU
Inventors: Марк Марши; Жан-Пьер Луи МАРЕКС; Патрис Жан Марк РОССЕ
Original assignee: Сосьете Насьональ Д'Этюд Э Де Констрюксьон Де Мотер Д`Авиасьон "Снекма"
Priority date: 1998-11-19
Filing date: 1999-11-18
Publication date: 2001-08-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: device has at least, one flexible sealing plate located in a space between first and second structure members and provided with first and second generatrix lines for contacting with the first and second members respectively, fastening corner whose first edge bear on the sealing plate and second edge is banded as a clamp and passes through a slot. The slot is provided in the second member to provide axial position of the sealing plate and to keep it in operative position of the sealing due to plate clamping between the corner and first and second members of the construction. EFFECT: enhanced reliability of the sealing. 5 cl, 5 dwg _

Description

Изобретение относится к устройству уплотнения с пластиной, обеспечивающей герметичность между двумя зонами, в которых циркулирует жидкость или газ. В частности, оно может применяться в распределителях турбин для обеспечения непроницаемость между трубой для аэродинамического потока, куда подается горячий газ, и кожухом подачи воздуха для охлаждения распределителя. The invention relates to a sealing device with a plate providing a seal between two zones in which a liquid or gas is circulating. In particular, it can be used in turbine distributors to provide impermeability between the aerodynamic flow pipe to which hot gas is supplied and the air casing for cooling the distributor.

Устройства уплотнения с пластинами часто применяются для обеспечения газонепроницаемости между двумя прилегающими друг к другу элементами турбины, где существует заметная разница давлений с одной и с другой стороны элементов конструкции турбины. Sealing devices with plates are often used to ensure gas tightness between two adjacent turbine elements, where there is a noticeable pressure difference on one and the other side of the turbine design elements.

Когда эти элементы конструкции выполнены в виде кольца, как это обычно выполняется в турбинах, то используются многочисленные приспособления для обеспечения герметичности в виде пластин согнутой формы, находящихся в контакте одна с другой таким образом, чтобы образовать кольцевое, по существу непрерывное по форме устройство уплотнения, расположенное между элементами конструкции. When these structural elements are made in the form of a ring, as is usually done in turbines, numerous devices are used to ensure tightness in the form of bent-shaped plates in contact with one another in such a way as to form an annular, essentially continuous shape sealing device, located between the structural elements.

Известные устройства уплотнения пластинами включают тонкую и гибкую пластину, снабженную отверстием, через которое проходит штифт, закрепленный в одном из элементов конструкции. Known plate-sealing devices include a thin and flexible plate provided with an opening through which a pin is fastened in one of the structural members.

Для обеспечения уплотнения пластины, как это описано, например, в патенте Франции 2649463 устройство для обеспечения герметичности может включать пружину, имеющую первую часть, размещенную на одном из элементов конструкции, и вторую часть, размещенную на штифте, удерживающем устройство уплотнения. В такой конструкции возникает проблема утечки на уровне отверстия, через которое проходит штифт, удерживающий устройство уплотнения. To ensure sealing of the plate, as described, for example, in French Patent 2649463, the device for ensuring tightness may include a spring having a first part located on one of the structural members and a second part placed on a pin holding the sealing device. In such a construction, a leakage problem arises at the level of the opening through which the pin holding the seal device passes.

Задачей изобретения является решение указанной выше проблемы и создание устройства уплотнения с эффективно работающей пластиной, которое не закрепляется жестко на элементах конструкции и включает систему крепления без штифта, легко демонтируемую, простую в изготовлении и обеспечивающую в рабочем положении надежность уплотнения. The objective of the invention is to solve the above problem and create a sealing device with an efficiently working plate that does not fasten rigidly to structural elements and includes a fastening system without a pin, easily disassembled, easy to manufacture, and ensures reliable sealing in the working position.

С этой целью в изобретении рассматривается устройство уплотнения c по меньшей мере одной пластиной, когда такая пластина фиксируется в осевой позиции с помощью удерживающего уголка. В уголке имеется первый край, опирающийся на пластину, и второй край, согнутый в виде зажима и проходящий через прорезь, выполненную в элементе конструкции устройства. To this end, the invention considers a sealing device with at least one plate, when such a plate is fixed in axial position using a holding angle. In the corner there is a first edge, resting on the plate, and a second edge, bent in the form of a clamp and passing through a slot made in the structural element of the device.

Преимуществом такой конструкции устройства является то, что пластина для уплотнения фиксируется в радиальном положении с помощью удерживающего устройства за счет его лапок, согнутых таким образом, чтобы они заходили одна под другую. An advantage of this device design is that the sealing plate is fixed in a radial position by means of a holding device due to its legs bent so that they come under one another.

Если устройство уплотнения включает по меньшей мере две примыкающие уплотняющие пластины, то оно также содержит дополнительный перекрывающий лист, установленный между пластинами и уголком таким образом, что этот лист перекрывает стык между двумя пластиками, расположенными рядом. If the sealing device includes at least two adjacent sealing plates, then it also contains an additional overlapping sheet installed between the plates and the corner so that this sheet overlaps the joint between two plastics located side by side.

Согласно изобретению для обеспечения уплотнения и защиты от утечки газов или жидкостей между первым и вторым элементами конструкции используется устройство уплотнения с пластиной, отличающееся тем, что оно содержит:
- по меньшей мере, одну гибкую уплотняющую пластину, удерживаемую в рабочем уплотняющем положении в пространстве, разделяющем первый и второй элементы конструкции, и имеющую первую и вторую образующие для обеспечения контакта с первым и соответственно вторым элементами конструкции,
- удерживающий уголок для постоянной фиксации гибкой пластины в рабочем положении для обеспечения уплотнения за счет защемления пластины между уголком и первым и вторым элементами конструкции.According to the invention, to provide sealing and protection against leakage of gases or liquids between the first and second structural elements, a sealing device with a plate is used, characterized in that it contains:
- at least one flexible sealing plate held in a working sealing position in a space separating the first and second structural elements, and having a first and second generatrix to ensure contact with the first and accordingly second structural elements,
- a holding corner for permanent fixation of the flexible plate in the working position to ensure compaction by pinching the plate between the corner and the first and second structural elements.

На фиг. 1 представлен разрез части турбины, иллюстрирующий в качестве примера конструкцию, в которой может быть использовано устройство уплотнения с пластиной согласно изобретению. In FIG. 1 is a sectional view of a part of a turbine, illustrating, by way of example, a structure in which a sealing device with a plate according to the invention can be used.

Установка имеет камеру сгорания 10 и одно- или многоступенчатую турбину высокого давления 11. В каждой ступени турбины имеется набор направляющий лопаток 12 турбины и набор подвижных лопаток 13 турбины, расположенных поочередно известным способом. В качестве наружной по радиусу несущей конструкции в турбине высокого давления используется внешний кожух 14 камеры сгорания, причем внешнее кольцо 15 турбины и кожух турбины 16 соединены с помощью болтов. Во внутренней по радиусу части турбины расположен внутренний кожух 17 камеры сгорания, соединенный с внутренним кольцом 18 турбины. Как это обычно осуществляется на практике, охлаждающий воздух под высоким давлением циркулирует вокруг камеры сгорания кольцевой формы внутри кольцевой оболочки, расположенной между кожухом и рубашкой камеры сгорания. Кроме того, воздух для охлаждения выходит после турбины через отверстия 19, 20 для охлаждения направляющих турбины. Для обеспечения необходимой подачи воздуха для охлаждения на элементы турбины требуется исключить потери воздуха между элементами конструкции турбины, расположенными между камерой сгорания 10 и ступенью направляющих лопаток 12. С этой целью в пространстве между элементами конструкции турбины, расположенными между камерой сгорания 10 и ступенью с направляющими лопатками 12, размещено устройство уплотнения согласно изобретению. В состав устройства уплотнения входит пластина 31 с внутренней стороной, находящейся в контакте с передней стенкой внешнего кожуха 33 направляющей лопатки 12, и с внешней стороной, находящейся в контакте в задней стенкой 34 камеры сгорания. Пластина удерживается в рабочем положении уплотнения с помощью специальных устройств согласно изобретению, описанных ниже со ссылкой на фиг. 2 - 5. The installation has a combustion chamber 10 and a single or multi-stage high pressure turbine 11. In each stage of the turbine there is a set of guide vanes 12 of the turbine and a set of movable blades 13 of the turbine, arranged alternately by a known method. As the outer radius of the supporting structure in the high pressure turbine, an external casing 14 of the combustion chamber is used, the outer ring 15 of the turbine and the casing of the turbine 16 are connected using bolts. In the inner radius part of the turbine is located the inner casing 17 of the combustion chamber, connected to the inner ring 18 of the turbine. As is usually done in practice, high pressure cooling air circulates around a ring-shaped combustion chamber inside an annular shell located between the casing and the jacket of the combustion chamber. In addition, cooling air leaves after the turbine through openings 19, 20 for cooling the guides of the turbine. To ensure the necessary air supply for cooling to the turbine elements, it is necessary to eliminate air losses between the turbine structural elements located between the combustion chamber 10 and the stage of the guide vanes 12. To this end, in the space between the turbine structural elements located between the combustion chamber 10 and the stage with guide vanes 12, a sealing device according to the invention is disposed. The composition of the sealing device includes a plate 31 with the inner side in contact with the front wall of the outer casing 33 of the guide vanes 12, and with the outer side in contact with the rear wall 34 of the combustion chamber. The plate is held in the sealing position by means of special devices according to the invention described below with reference to FIG. 2 - 5.

На фиг. 2 в разрезе показан пример реализации устройства уплотнения с пластиной согласно изобретению. In FIG. 2 is a sectional view illustrating an embodiment of a sealing device with a plate according to the invention.

Устройство уплотнения включает гибкую пластину 31, обеспечивающую герметичность в зоне между двумя элементами 40, 41, и удерживающий уголок 42, предназначенный для фиксации в осевом и радиальном направлениях гибкой пластины в рабочем положении уплотнения. Гибкая пластина находится в пространстве, разделяющем первый и второй элементы 40, 41 в положении уплотнения, и имеет первую 35 и вторую 36 образующие, находящиеся в контакте соответственно с первым и вторым элементами 40, 41. Удерживающий уголок 42 включает первый край 43, упирающийся в уплотняющую пластину 31, и второй край 44, изогнутый в виде зажима и размещенный в пазу 46, выполненном во втором элементе 41. Второй край 44 уголка 42 за счет фиксации удерживает уплотняющую пластину 31 в рабочем положении. Необходимо, чтобы первый край 43 уголка 42 был изогнут в направлении, противоположном по отношению к пластине с тем, чтобы увеличить прижимное усилие, воздействующее на пластину. Также необходимо, чтобы удерживающий уголок 42 монтировался в предварительно напряженном состоянии для обеспечения упругого эффекта. The sealing device includes a flexible plate 31, which provides tightness in the area between the two elements 40, 41, and a holding angle 42, designed to fix in the axial and radial directions of the flexible plate in the working position of the seal. The flexible plate is located in the space separating the first and second elements 40, 41 in the sealing position, and has the first 35 and second 36 generators in contact with the first and second elements 40, 41, respectively. The holding corner 42 includes a first edge 43 abutting against the sealing plate 31, and the second edge 44, bent in the form of a clamp and placed in the groove 46 made in the second element 41. The second edge 44 of the corner 42 by fixing holds the sealing plate 31 in the working position. It is necessary that the first edge 43 of the corner 42 be bent in a direction opposite to the plate so as to increase the pressing force acting on the plate. It is also necessary that the holding angle 42 is mounted in a prestressed state to provide an elastic effect.

Удерживающий уголок 42 фиксирует уплотняющую пластину 31 в радиальном направлении, например, за счет использования совокупности лапок, заходящих одна под другую. The holding angle 42 fixes the sealing plate 31 in the radial direction, for example, by using a plurality of tabs that come under one another.

На фиг. 2 показана уплотняющая пластина 31, которая снабжена лапками 37, размещенными на ее внутреннем конце, изогнутыми под прямым углом и проходящими под боковыми лапками 45 удерживающего уголка 42. In FIG. 2 shows a sealing plate 31, which is provided with tabs 37 located at its inner end, bent at right angles and extending under the side tabs 45 of the holding angle 42.

На фиг. 3 показан в разрезе пример реализации устройства уплотнения с пластиной в варианте его использования в элементах конструкции кольцевой формы. In FIG. 3 shows a sectional example of an embodiment of a sealing device with a plate in an embodiment of its use in ring-shaped structural members.

Когда элементы конструкции имеют кольцевую форму, то в конструкции используется целый ряд устройств уплотнения с применением пластины изогнутой формы. Пластины расположены примыкающими друг к другу так, чтобы образовать по существу непрерывное устройство уплотнения кольцевой формы между элементами конструкции. When the structural elements are ring-shaped, the construction uses a number of sealing devices using a curved plate. The plates are adjacent to each other so as to form a substantially continuous annular sealing device between structural members.

Для того, чтобы в устройстве уплотнения согласно изобретению между примыкающими пластинами не происходило утечек, в пространстве между уплотняющими пластинами и удерживающим уголком также размещен гибкий перекрывающий лист 50, который перекрывает стыки между соседними уплотняющими пластинами. В осевом направлении две примыкающие пластины уплотнения и перекрывающий лист фиксируются с помощью удерживающего уголка. In order to prevent leaks between adjacent plates in the sealing device according to the invention, a flexible covering sheet 50 is also placed in the space between the sealing plates and the holding corner, which overlaps the joints between adjacent sealing plates. In the axial direction, two adjacent seal plates and an overlapping sheet are fixed with a holding angle.

В радиальном направлении удерживающий уголок 42, перекрывающий лист 50, и пластины 31 уплотнения взаимно удерживаются, например, с помощью лапок, проходящих одни под другими. In the radial direction, a holding corner 42 overlapping the sheet 50 and the sealing plates 31 are mutually held, for example, by means of tabs extending one below the other.

На фиг. 3, 4, 5 примыкающие друг к другу пластины уплотнения снабжены лапками, изогнутыми под прямым углом, и которые проходят под боковыми лапками удерживающего уголка; перекрывающий лист 50 имеет две боковые лапки 51, дважды изогнутые под углом и проходящие под лапками двух соседних пластин уплотнения. In FIG. 3, 4, 5 adjoining sealing plates are provided with tabs bent at right angles and which extend under the side tabs of the holding corner; the covering sheet 50 has two side tabs 51, twice bent at an angle and extending under the tabs of two adjacent seal plates.

Сборка удерживается в рабочей позиции уплотнения за счет монтажа удерживающего уголка 42 в прорези 46, выполненной в двух элементах 41. The assembly is held in the working position of the seal due to the installation of the retaining angle 42 in the slot 46, made in two elements 41.

Преимуществом изобретения является то, что в нем используются простые в изготовлении элементы, выполненные из ленты холодной обработки. Полученное устройство уплотнения является легким, компактным и невысокой себестоимости. An advantage of the invention is that it uses elements that are easy to manufacture and made of cold worked tape. The resulting sealing device is lightweight, compact and low cost.

Изобретение не ограничивается приведенными примерами реализации. В частности, удерживающий уголок, изображенный на чертежах, расположен наклонно по отношению к пластине для уплотнения, однако он может быть расположен параллельно этой пластине. Кроме того, монтаж удерживающего уголка может выполняться, когда уголок предварительно приведен в напряженное состояние или когда он не испытывает напряжений. Система удерживания в радиальном направлении может быть выполнена не только с использованием лапок, проходящих одни под другими. Использование лапок является лишь особенно простым примером реализации, не требующим применения дополнительных деталей. The invention is not limited to the examples of implementation. In particular, the holding angle shown in the drawings is inclined with respect to the seal plate, however, it can be parallel to this plate. In addition, the mounting of the retaining corner may be carried out when the corner has been previously stressed or when it has not experienced stresses. The radial retention system can be made not only using paws extending one below the other. The use of paws is only a particularly simple example of implementation that does not require the use of additional parts.

Claims

1. A sealing device with a plate to prevent leakage of gases or liquids between the first and second structural elements, characterized in that it contains at least one flexible sealing plate located in the working position of the seal in the space separating the first and second structural elements, and having a first and second generatrix to ensure contact with the first and second elements, respectively, a holding corner, having a first edge resting on a sealing plate, and a second edge curved in the form of the clamp and passing through the slot made in the second element to ensure the axial position of the sealing plate and to constantly hold the plate in the working position of the seal due to the effect of pinching the plate between the corner and the first and second structural members.

2. The sealing device according to claim 1, characterized in that the sealing plate at its lower end is provided with tabs bent at right angles, and the tabs extend under the side tabs of the holding corner to fix the seal plate in the radial direction.

3. The sealing device according to claim 1, characterized in that the holding corner is mounted in a prestressed state.

4. The sealing device according to claim 1, characterized in that it comprises at least two adjacent sealing plates and an overlapping sheet placed between the sealing plates and a holding corner so as to overlap the joint between the two adjacent sealing plates.

5. The sealing device according to claim 4, characterized in that the adjacent sealing plates are provided with tabs curved at right angles, the tabs extending under the side tabs of the holding corner, and the covering sheet has two side tabs twice curved at right angles, moreover, the tabs extend under the tabs of two adjacent seal plates to secure the seal plates and the overlay sheet in a radial direction.