RU2193698C2 - Aerodynamic labyrinth screw sealing - Google Patents

Aerodynamic labyrinth screw sealing Download PDF

Info

Publication number
RU2193698C2
RU2193698C2 RU2000121952A RU2000121952A RU2193698C2 RU 2193698 C2 RU2193698 C2 RU 2193698C2 RU 2000121952 A RU2000121952 A RU 2000121952A RU 2000121952 A RU2000121952 A RU 2000121952A RU 2193698 C2 RU2193698 C2 RU 2193698C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
stator
exceed
thread
ring
Prior art date
Application number
RU2000121952A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.С. Багдасарян
С.В. Багдасарян
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательское предприятие "Энерготехнология"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=20239333&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2193698(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательское предприятие "Энерготехнология" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательское предприятие "Энерготехнология"
Priority to RU2000121952A priority Critical patent/RU2193698C2/en
Priority to PCT/RU2001/000337 priority patent/WO2002016740A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2193698C2 publication Critical patent/RU2193698C2/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/10—Shaft sealings
    • F04D29/102—Shaft sealings especially adapted for elastic fluid pumps
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/44—Free-space packings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C27/00—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C27/008—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids for other than working fluid, i.e. the sealing arrangements are not between working chambers of the machine
    • F04C27/009—Shaft sealings specially adapted for pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/20—Three-dimensional
    • F05D2250/25—Three-dimensional helical

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; compressors and turbines. SUBSTANCE: invention can be used as sealing of compressor or turbine shaft of gas turbine plant or gas transportation blower. Proposed sealing has stator and rotor surfaces installed with radial clearance. Multistart thread is made on rotor surface. If thread is cut both on rotor and stator surfaces, sense of helix is opposite. Number of rotor thread teeth does not exceed 460, and that of stator, 660. Thread helix angle α does not exceed 89°, depth of thread teeth h does not exceed 165 mm, Pitch S1, S2 of thread both on stator and rotor does not exceed 160 mm. Width β of tooth top land does not exceed 35 mm. radial clearance δ between rotor and stator does not exceed 20 mm and width H of thread on each surface does not exceed 250 mm. EFFECT: provision of effective operation of sealing at any speeds of rotor. 7 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к компрессоро- и турбостроению и может быть использовано, например, в качестве уплотнения вала компрессора со стороны всасывания, в частности как уплотнение центробежного компрессора газотурбинной установки (далее ГТУ) или нагнетателя для транспорта природного газа, или уплотнения турбины ГТУ. The invention relates to compressor and turbine construction and can be used, for example, as a compressor shaft seal on the suction side, in particular as a seal of a centrifugal compressor of a gas turbine installation (hereinafter GTU) or a supercharger for transporting natural gas, or a turbine turbine seal.

Известны лабиринтно-винтовые уплотнения в виде роторных и статорных колец, установленных с радиальным зазором со стороны полости всасывания компрессора ГТУ и имеющих винтовые каналы противоположного направления (авторское свидетельство СССР 1645641, кл. F 01 D 25/04, 1991, патент РФ 2119589, кл. F 02 С 6/10, 1998). Known labyrinth-screw seals in the form of rotor and stator rings installed with a radial clearance from the side of the suction cavity of the GTU compressor and having screw channels in the opposite direction (USSR author's certificate 1645641, class F 01 D 25/04, 1991, patent of the Russian Federation 2119589, class F 02 C 6/10, 1998).

В существующих центробежных компрессорах и других нагнетателях газа в процессе эксплуатации из-за создания вакуума в полости всасывания последних наблюдается попадание паров и капель масла из узла переднего подшипника на лопатки компрессора или другого нагнетателя, в результате чего падает его кпд и производительность. Так, производительность центробежного компрессора ГТУ падает на 8-10%, а его кпд - на 6%. В нагнетателях по перекачке газа из-за перетечек между ступенями и в концевых уплотнениях также значительно падает кпд. In existing centrifugal compressors and other gas blowers during operation, due to the creation of a vacuum in the suction cavity of the latter, vapors and drops of oil from the front bearing assembly get onto the blades of the compressor or another blower, as a result of which its efficiency and productivity drop. Thus, the performance of a GTU centrifugal compressor drops by 8-10%, and its efficiency - by 6%. In superchargers for pumping gas due to overflows between the stages and in the end seals, the efficiency also drops significantly.

Наиболее близким к изобретению является аэродинамическое лабиринтно-винтовое уплотнение, содержащее установленные с радиальным зазором поверхности статора и ротора, по меньшей мере, на поверхности последнего из которых выполнена многозаходная резьба, а в случае выполнения резьбы как на роторе, так и на статоре, резьба на них выполнена противоположного направления (патент РФ 2133345, кл. F 01 D 11/02, 1999). Closest to the invention is an aerodynamic labyrinth-screw seal containing the stator and rotor surfaces mounted with a radial clearance, at least on the surface of the last of which multi-thread is made, and in case of threading both on the rotor and on the stator, the thread on they are made in the opposite direction (RF patent 2133345, CL F 01 D 11/02, 1999).

Как показали экспериментальные исследования и практические испытания, проведенные на известном аэродинамическом лабиринтно-винтовом уплотнении компрессора ГТУ, при малых и больших оборотах ротора данное уплотнение также недостаточно эффективно. Это объясняется тем, что при больших оборотах ротора порядка 3000 - 10000 об/мин и выше происходит затенение резьб в результате чего аэродинамическое давление, создаваемое уплотнением, падает, и из подшипникового узла пары и капли смазочного масла начинают попадать на лопатки компрессора. При малых оборотах ротора - менее 2000 об/мин, происходит обратное перетекание газа, давление, создаваемое уплотнением, оказывается недостаточным, и масло также попадает на лопатки компрессора, кроме того, в нагнетателях и турбинах не полностью исключаются перетечки. Это связано с тем, что при больших оборотах для эффективной работы уплотнения необходимо иметь меньшее количество резьб, заходов резьб и больший угол подъема резьб, а при малых оборотах - наоборот. Кроме этого, остальные геометрические параметры уплотнения должны быть пересчитаны в соответствии с диаметром и числом оборотов ротора. As shown by experimental studies and practical tests conducted on the well-known aerodynamic labyrinth-screw seal of a gas turbine compressor, this seal is also not effective enough for small and large rotor speeds. This is explained by the fact that at high rotor speeds of the order of 3000 - 10000 rpm and higher, the threads are shaded, as a result of which the aerodynamic pressure created by the seal drops, and from the bearing assembly, vapors and drops of lubricating oil begin to fall on the compressor blades. At low rotor speeds of less than 2000 rpm, the gas flows back, the pressure created by the seal is insufficient, and the oil also falls on the compressor blades, and in addition, overflows are not completely excluded in the blowers and turbines. This is due to the fact that at high speeds for efficient sealing operation it is necessary to have fewer threads, thread runs and a larger angle of thread rise, and vice versa at low speeds. In addition, the remaining geometric parameters of the seal must be recalculated in accordance with the diameter and speed of the rotor.

Задачей настоящего изобретения является создание такого аэродинамического лабиринтно-винтового уплотнения, которое бы работало эффективно при любых оборотах ротора нагнетателя. The present invention is the creation of such an aerodynamic labyrinth-screw seal, which would work efficiently at any speed of the rotor of the supercharger.

Для предотвращения перетечек и попадания смазочного масла внутрь защищаемого уплотнением устройства при малых и больших оборотах ротора уплотнения в зависимости от числа оборотов ротора и его диаметра подбираются геометрические параметры многозаходной резьбы на роторе и статоре уплотнения, а главное - величина радиального зазора между ротором и статором и ширина взаимодействия нарезок резьбы. To prevent leakage and lubricating oil getting inside the device protected by the seal at small and large revolutions of the rotor of the seal, depending on the number of revolutions of the rotor and its diameter, the geometrical parameters of multi-thread on the rotor and seal stator are selected, and most importantly, the radial clearance between the rotor and stator and the width threading interactions.

Для достижения технического результата в аэродинамическом лабиринтно-винтовом уплотнении, содержащем установленные с радиальным зазором поверхности статора и ротора, по меньшей мере на поверхности последнего из которых выполнена многозаходная резьба, а в случае выполнения резьбы как на роторе, так и на статоре, резьба на них выполнена противоположного направления, согласно изобретению число зубьев резьбы на роторе не превышает 460, а на статоре - 660, угол подъема α резьбы не превышает 89o, высота h зубьев не превышает 165 мм, шаги S1 и S2 резьбы как на статоре, так и на роторе не превышают 160 мм, ширина β верхней площадки зуба не превышает 35 мм, при этом радиальный зазор δ между ротором и статором составляет не более 20 мм, а ширина Н выполнения резьбы на каждой поверхности составляет не более 250 мм.To achieve a technical result in an aerodynamic labyrinth-screw seal, containing the surfaces of the stator and rotor installed with a radial clearance, at least on the surface of the last of which a multi-thread is made, and if the thread is made both on the rotor and on the stator, the thread on them made in the opposite direction, according to the invention, the number of thread teeth on the rotor does not exceed 460, and on the stator - 660, the angle of elevation α of the thread does not exceed 89 o , the height h of the teeth does not exceed 165 mm, the steps S 1 and S 2 of the thread both on the stator and on the rotor do not exceed 160 mm, the width β of the upper tooth area does not exceed 35 mm, while the radial clearance δ between the rotor and the stator is not more than 20 mm, and the width H of the thread on each surface is not more than 250 mm

При этом статор уплотнения может быть выполнен в виде статорного кольца, статорное кольцо может быть выполнено из двух полуколец, а наружная посадочная поверхность статорного кольца может иметь по краям выступы прямоугольной формы. На наружной посадочной поверхности статорного кольца по центру ширины кольца может быть выполнен по меньшей мере один радиальный шлиц. Ротор уплотнения может быть выполнен в виде роторного кольца. При использовании многозаходной резьбы треугольного или трапецеидального профиля, угол γ конуса зуба не превышает 120o.The stator of the seal can be made in the form of a stator ring, the stator ring can be made of two half rings, and the outer seating surface of the stator ring can have rectangular projections at the edges. At the outer seating surface of the stator ring, at least one radial slot can be made in the center of the ring width. The rotor of the seal can be made in the form of a rotor ring. When using multiple threads of a triangular or trapezoidal profile, the angle γ of the cone of the tooth does not exceed 120 o .

На фиг.1 схематично изображено аэродинамическое лабиринтно-винтовое уплотнение в составе компрессора; на фиг.2 - узел А на фиг.1, схема расположения многозаходных резьб статорного и роторного колец (резьбы показаны пунктиром), установленных на корпусе статора и роторе компрессора; на фиг.3 - фрагмент статорного кольца с выполненными на нем шлицами; на фиг.4 - вид сверху на неразрезанное статорное кольцо; на фиг.5 - фрагмент статорного кольца со шлицом и корпуса компрессора со штифтом; на фиг.6 - статорное кольцо, продольный разрез; на фиг.7 - сечение А-А на фиг.6; на фиг.8 - роторное кольцо, продольный разрез; на фиг.9 - сечение Б-Б на фиг.8; на фиг.10 - фрагмент крепления роторного кольца уплотнения к ротору нагнетателя; на фиг.11 - статорное кольцо, выполненное из двух полуколец, поперечный разрез, один из вариантов крепления статорных полуколец с площадкой на верхнем полукольце для установки направляющего штифта и/или болта; на фиг.12 - вид по стрелке в узле С на фиг.11 на торец нижнего полукольца, повернуто. Figure 1 schematically shows the aerodynamic labyrinth-screw seal in the compressor; figure 2 - node a in figure 1, the arrangement of multi-thread threads of the stator and rotor rings (threads are shown by a dotted line) mounted on the stator housing and the compressor rotor; figure 3 is a fragment of the stator ring with slots made on it; figure 4 is a top view of an uncut stator ring; figure 5 is a fragment of the stator ring with a slot and the compressor housing with a pin; figure 6 - stator ring, a longitudinal section; Fig.7 is a section aa in Fig.6; on Fig - rotary ring, a longitudinal section; Fig.9 is a section bB in Fig.8; figure 10 is a fragment of the mounting of the rotor ring of the seal to the rotor of the supercharger; figure 11 is a stator ring made of two half rings, a cross section, one of the mounting options for the stator half rings with a platform on the upper half ring for installing the guide pin and / or bolt; in Fig.12 is a view along the arrow in the node C in Fig.11 on the end face of the lower half ring, rotated.

Аэродинамическое лабиринтно-винтовое уплотнение 2, как показано на фиг. 1, установлено со стороны всасывания 3 компрессора 1, имеющего корпус 6, ротор 5 и подшипник 4. Уплотнение 2 содержит (см. фиг.2) установленные с радиальным зазором δ поверхности статора и ротора 5. Статор уплотнения выполнен в виде статорного кольца 7, а ротор - в виде роторного кольца 8. Статорное кольцо 7 закреплено в корпусе 6, а роторное кольцо 8 - на шейке 12 ротора 5. По меньшей мере на поверхности ротора 5 или роторного кольца 8 выполнена многозаходная резьба. При выполнении резьбы как на роторе 5 (роторном кольце 8), так и на статоре (статорном кольце 7), резьба на них выполнена противоположного направления. Число зубьев резьбы на роторе 5 (роторном кольце 8) не превышает 460, а на статоре (статорном кольце) - 660. Угол подъема α резьбы (см. фиг.6, 8) не превышает 89o. Высота h зубьев (см. фиг. 7, 9) не превышает 165 мм, шаги S1 и S2 резьбы как на статоре, так и на роторе не превышают 160 мм. При использовании многозаходной резьбы треугольного или трапецеидального профиля угол γ конуса зуба не превышает 120o (см. фиг. 7, 9). Ширина β верхней площадки зуба не превышает 35 мм. Радиальный зазор δ (см. фиг. 2) между ротором 5 (роторным кольцом 8) и статором (статорным кольцом 7) составляет не более 20 мм. Ширина Н выполнения резьбы (см. фиг.6, 8) на поверхности статора (статорного кольца 7) и ротора 5 роторного кольца 8 составляет не более 250 мм. Разница между наружными DH1, DH2 и внутренними DВ1, DВ2 диаметрами статорного и роторного колец 7,8 и диаметрами DО1, DО2 оснований их зубьев (см. фиг.2, 6, 8) определяется в зависимости от диаметра ротора 5 и условия обеспечения необходимых размеров многозаходных резьб статора (статорного кольца 7) и ротора 5 (роторного кольца 8) уплотнения. Ход (длина) резьбы определяется в зависимости от угла подъема α и ширины Н роторной и статорной резьбы. Многозаходная резьба при этом может иметь различные профили. Статорное кольцо 7 может быть выполнено из двух полуколец (см. фиг.11). Наружная посадочная поверхность статорного кольца 7 имеет по краям выступы прямоугольной формы (см. фиг.6, 12). На наружной посадочной поверхности статорного кольца 7 с двух или четырех диаметрально противоположных сторон по центру ширины кольца 7 выполнены радиальные шлицы 10. Роторное кольцо 8 устанавливается на шейке 12 ротора 5 горячей посадкой и дополнительно крепится двумя-четырьмя стопорными винтами 9, которые после установки должны быть закернены во избежание отворачивания от вибрации. Неразрезное статорное кольцо 7 устанавливается в корпусе 6 компрессора вместе с ротором 5 с собранным на нем роторным кольцом 8. При установке неразрезного статорного кольца 7 на цилиндрической посадочной поверхности корпуса устанавливаются штифты 11 для точной ориентации кольца 7 и исключения продольного смещения, а на статорном кольце 7 выполняются радиальные шлицы 10. Для упрощения сборки и разборки компрессора статорное кольцо выполняют из двух полуколец. Нижнее статорное полукольцо устанавливают и крепят стопорными винтами на корпусе компрессора 1 или другого нагнетателя. Устанавливают в корпус 6 ротор 5 с собранным роторным кольцом 8, а затем устанавливают верхнее статорное полукольцо и соединяют его с нижним посредством штифта и/или болта.The aerodynamic labyrinth-screw seal 2, as shown in FIG. 1, is installed on the suction side 3 of a compressor 1 having a housing 6, a rotor 5 and a bearing 4. The seal 2 contains (see FIG. 2) the surfaces of the stator and rotor 5 installed with a radial clearance δ. The seal stator is made in the form of a stator ring 7, and the rotor is in the form of a rotor ring 8. The stator ring 7 is fixed in the housing 6, and the rotor ring 8 is on the neck 12 of the rotor 5. At least on the surface of the rotor 5 or rotor ring 8 a multi-thread is made. When performing threads on both the rotor 5 (rotor ring 8) and the stator (stator ring 7), the threads on them are made in the opposite direction. The number of thread teeth on the rotor 5 (rotor ring 8) does not exceed 460, and on the stator (stator ring) - 660. The angle of elevation α of the thread (see Fig.6, 8) does not exceed 89 o . The height h of the teeth (see Fig. 7, 9) does not exceed 165 mm, the thread steps S 1 and S 2 on the stator and on the rotor do not exceed 160 mm. When using multiple threads of a triangular or trapezoidal profile, the angle γ of the tooth cone does not exceed 120 o (see Fig. 7, 9). The width β of the upper tooth area does not exceed 35 mm. The radial clearance δ (see FIG. 2) between the rotor 5 (rotor ring 8) and the stator (stator ring 7) is not more than 20 mm. The width H of the thread (see Fig.6, 8) on the surface of the stator (stator ring 7) and the rotor 5 of the rotor ring 8 is not more than 250 mm The difference between the outer D H1 , D H2 and the inner D B1 , D B2 diameters of the stator and rotor rings 7.8 and the diameters D O1 , D O2 of the bases of their teeth (see figure 2, 6, 8) is determined depending on the diameter of the rotor 5 and the conditions for ensuring the required sizes of multi-thread threads of the stator (stator ring 7) and rotor 5 (rotor ring 8) of the seal. The stroke (length) of the thread is determined depending on the angle of elevation α and the width H of the rotor and stator threads. Multiple threads can have different profiles. The stator ring 7 can be made of two half rings (see Fig. 11). The outer seating surface of the stator ring 7 has rectangular projections at the edges (see FIGS. 6, 12). On the outer landing surface of the stator ring 7 from two or four diametrically opposite sides in the center of the width of the ring 7, radial slots are made 10. The rotor ring 8 is mounted on the neck 12 of the rotor 5 by a hot fit and is additionally fastened with two or four locking screws 9, which should be installed after installation locked to prevent turning away from vibration. The continuous stator ring 7 is installed in the compressor housing 6 together with the rotor 5 with the rotor ring 8 assembled on it. When installing the continuous stator ring 7, pins 11 are installed on the cylindrical seating surface of the housing to precisely orient the ring 7 and eliminate longitudinal displacement, and on the stator ring 7 radial slots are made 10. To simplify the assembly and disassembly of the compressor, the stator ring is made of two half rings. The lower stator half ring is installed and secured with locking screws on the compressor housing 1 or another supercharger. Install the rotor 5 in the housing 6 with the assembled rotor ring 8, and then install the upper stator half ring and connect it to the lower one by means of a pin and / or bolt.

Наружная поверхность статорного кольца 7 как разрезанного, так и неразрезанного, по окружности имеет с двух сторон по краям выступы прямоугольной формы. Выступы делаются для точной посадки статорного кольца 7 на заготовленное с помощью металлополимеров место на корпусе 6 компрессора 1 или его крышке (не показана), чтобы не было осевых смещений. При использовании неразрезного статорного кольца 7 для обеспечения оптимальной аэродинамической ориентации кольца с одной, двух или четырех диаметрально противоположных сторон по центру ширины кольца фрезеруются радиальные шлицы 10. В шлицы 10 входят штифты 11, которые устанавливаются радиально по центру ширины площадки посадки кольца 7 на корпусе 6 компрессора 1 или другого нагнетателя или турбины. Статорное кольцо 7 и штифты 11 устанавливаются по скользящей посадке. Если статорное кольцо 7 имеет гладкую наружную поверхность, то оно устанавливается так же как описано выше. The outer surface of the stator ring 7, both cut and uncut, has circumferential protrusions on two sides along the edges. The protrusions are made for the exact fit of the stator ring 7 to the place prepared using metal polymers on the housing 6 of the compressor 1 or its cover (not shown) so that there are no axial displacements. When using a continuous stator ring 7 to ensure optimal aerodynamic orientation of the ring from one, two or four diametrically opposite sides in the center of the ring width, radial splines are milled 10. The slots 10 include pins 11, which are installed radially in the center of the width of the landing area of the ring 7 on the housing 6 compressor 1 or another blower or turbine. The stator ring 7 and the pins 11 are installed on a sliding fit. If the stator ring 7 has a smooth outer surface, then it is installed as described above.

Как показали экспериментальные исследования при соблюдении в конструкции аэродинамического уплотнения диапазонов размеров, характеризующих многозаходную резьбу и радиальный зазор между ротором 5 и статором, на выходе уплотнения 2, обращенного в сторону подшипникового узла 4, обеспечивается создание необходимого аэродинамического давления, превышающего разрежение на всасывании у первой ступени компрессора 1 и противодействующего проникновению паров и капель смазочного масла в зону всасывания 3 компрессора 1. Отсутствие масла на лопатках компрессора 1 позволяет восстановить проектную мощность компрессора, ГТУ или другого газового нагнетателя, а также подавать на технологические процессы чистый газ. As shown by experimental studies, while observing the design of the aerodynamic seal, the size ranges characterizing the multi-thread and the radial clearance between the rotor 5 and the stator, at the output of the seal 2 facing the bearing assembly 4, the necessary aerodynamic pressure is created that exceeds the suction pressure at the first stage compressor 1 and counteracts the penetration of vapors and drops of lubricating oil into the suction zone 3 of compressor 1. No oil on the shovels kach compressor 1 allows you to restore the design capacity of the compressor, gas turbine or other gas supercharger, as well as to supply clean gas to technological processes.

Установка уплотнений, имеющих конструкцию в соответствии с данным изобретением, в компрессорах и других нагнетателях, а также в турбинах исключение перетечек попадания смазочного масла, повышает кпд указанных агрегатов и одновременно обеспечивает экологическую чистоту окружающей среды. The installation of seals having a structure in accordance with this invention in compressors and other superchargers, as well as in turbines, eliminating the leakage of lubricant oil, increases the efficiency of these units and at the same time ensures an environmentally friendly environment.

Claims (7)

1. Аэродинамическое лабиринтно-винтовое уплотнение, содержащее установленные с радиальным зазором поверхности статора и ротора, по меньшей мере на поверхности последнего из которых выполнена многозаходная резьба, а в случае выполнения резьбы как на роторе, так и на статоре, резьба на них выполнена противоположного направления, отличающееся тем, что число зубьев резьбы на роторе не превышает 460, а на статоре - 660, угол подъема α резьбы не превышает 89o, высота h зубьев не превышает 165 мм, шаги S1 и S2 резьбы как на статоре, так и на роторе не превышают 160 мм, ширина β верхней площадки зуба не превышает 35 мм, при этом радиальный зазор δ между ротором и статором составляет не более 20 мм, а ширина Н выполнения резьбы на каждой поверхности составляет не более 250 мм.1. Aerodynamic labyrinth-screw seal containing installed with a radial clearance of the surface of the stator and rotor, at least on the surface of the last of which made multiple threads, and in the case of threads on both the rotor and the stator, the threads on them are made in the opposite direction characterized in that the number of thread teeth on the rotor does not exceed 460, and on the stator - 660, the angle of elevation α of the thread does not exceed 89 o , the height h of the teeth does not exceed 165 mm, the steps S 1 and S 2 of the thread both on the stator and on the rotor does not exceed They are 160 mm, the width β of the upper tooth area does not exceed 35 mm, while the radial clearance δ between the rotor and stator is not more than 20 mm, and the width H of the thread on each surface is not more than 250 mm. 2. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что статор уплотнения выполнен в виде статорного кольца. 2. The seal according to claim 1, characterized in that the seal stator is made in the form of a stator ring. 3. Уплотнение по п. 2, отличающееся тем, что статорное кольцо выполнено из двух полуколец. 3. The seal according to claim 2, characterized in that the stator ring is made of two half rings. 4. Уплотнение по п. 2 или 3, отличающееся тем, что наружная посадочная поверхность статорного кольца имеет по краям выступы прямоугольной формы. 4. The seal according to claim 2 or 3, characterized in that the outer seating surface of the stator ring has rectangular projections at the edges. 5. Уплотнение по п. 2, отличающееся тем, что на наружной посадочной поверхности статорного кольца по центру ширины кольца выполнен по меньшей мере один радиальный шлиц. 5. The seal according to claim 2, characterized in that at least one radial slot is made on the outer seating surface of the stator ring in the center of the ring width. 6. Уплотнение по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что ротор уплотнения выполнен в виде роторного кольца. 6. Sealing according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the rotor of the seal is made in the form of a rotor ring. 7. Уплотнение по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что при использовании многозаходной резьбы треугольного или трапецеидального профиля угол γ конуса зуба не превышает 120o.7. Sealing according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that when using multiple threads of a triangular or trapezoidal profile, the angle γ of the tooth cone does not exceed 120 o .
RU2000121952A 2000-08-21 2000-08-21 Aerodynamic labyrinth screw sealing RU2193698C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000121952A RU2193698C2 (en) 2000-08-21 2000-08-21 Aerodynamic labyrinth screw sealing
PCT/RU2001/000337 WO2002016740A1 (en) 2000-08-21 2001-08-16 Labyrinth helical seal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000121952A RU2193698C2 (en) 2000-08-21 2000-08-21 Aerodynamic labyrinth screw sealing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2193698C2 true RU2193698C2 (en) 2002-11-27

Family

ID=20239333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000121952A RU2193698C2 (en) 2000-08-21 2000-08-21 Aerodynamic labyrinth screw sealing

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2193698C2 (en)
WO (1) WO2002016740A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008130276A2 (en) * 2007-04-11 2008-10-30 Obshestvo S Ogranichennoi Otvetsvennostju Nauchno-Issledovatelskoe Predpriyatie 'energotekhnologiya' Method for increasing the performance factor of a compressor

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4513432B2 (en) * 2004-07-07 2010-07-28 株式会社日立プラントテクノロジー Turbo fluid machine and stepped seal device used therefor
DE102010048148A1 (en) * 2010-10-11 2012-04-12 Mtu Aero Engines Gmbh Sealing arrangement for use in e.g. gas turbine of aircraft engine, has rotor sealing element for sealing of gap between chambers and arranged at rotor, where peripheral surface of sealing element is partially formed in helical shape
ITCO20120019A1 (en) 2012-04-27 2013-10-28 Nuovo Pignone Srl LABYRINTH HIGHLY DAMPENED SEALS WITH HELICOIDAL AND CYLINDRICAL-MIXED SHAPE
CN103982661B (en) * 2014-05-30 2016-01-27 无锡杰尔压缩机有限公司 Gas, oily combination seal isolator
FR3030007A1 (en) * 2014-12-12 2016-06-17 Turbomeca HELICOIDAL LABYRINTH SEAL
WO2019074389A1 (en) * 2017-10-10 2019-04-18 Siemens Aktiengesellschaft Micro compressor seal arrangement

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3514112A (en) * 1968-06-05 1970-05-26 United Aircraft Corp Reduced clearance seal construction
JPS6123804A (en) * 1984-07-10 1986-02-01 Hitachi Ltd Turbine stage structure
RU2000444C1 (en) * 1991-05-22 1993-09-07 Московский энергетический институт Labyrinth sealing of turbo-machine
RU2119589C1 (en) * 1997-05-28 1998-09-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательское предприятие "Энерготехнология" Gas-turbine plant delivering working mixture to consumer for use in chemical process after which working mixture is returned into plant gas turbine
RU2133345C1 (en) * 1998-04-14 1999-07-20 Багдасарян Вазген Сергеевич Gas-turbine plant aerodynamic labyrinth screw seal

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008130276A2 (en) * 2007-04-11 2008-10-30 Obshestvo S Ogranichennoi Otvetsvennostju Nauchno-Issledovatelskoe Predpriyatie 'energotekhnologiya' Method for increasing the performance factor of a compressor
WO2008130276A3 (en) * 2007-04-11 2009-06-25 Obshestvo S Ogranichennoi Otve Method for increasing the performance factor of a compressor

Also Published As

Publication number Publication date
WO2002016740A1 (en) 2002-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7055827B2 (en) Non-contacting clearance seal for high misalignment applications
US10729992B2 (en) Centrifugal separator
RU2626871C2 (en) Rotor blade for gas-turbine engine (variants)
ES2372266T3 (en) TURBOMÁQUINA MOBILE WALL WHEEL HOOD.
KR101876164B1 (en) Low-Cavitation Impellers and Pumps
CA2806472C (en) Pump/motor assembly
US10208762B2 (en) Swirl brakes for compressors with teeth-on-rotor seals
EP1536146A3 (en) Turbo machine and fluid extraction
RU2193698C2 (en) Aerodynamic labyrinth screw sealing
US20170089353A1 (en) Adaptive blade tip seal assembly
CN104379875A (en) Rotor assembly, corresponding gas turbine engine and method of assembling
CN1034525C (en) Impulse turbine with drum rotor, and improvements to such turbines
US6705349B2 (en) Weep plug
EP1111193A2 (en) Axial blade retention system for turbomachines
US10619645B2 (en) Centrifugal compressor having an inter-stage sealing arrangement
RU2608664C2 (en) Honeycomb gland and method of its making
EP2204536A1 (en) Method of tuning a compressor stator blade.
US9874230B2 (en) Gas takeoff isolation system
US10914184B2 (en) Turbine for a turbine engine
JP6351654B2 (en) Vacuum pump rotor
US11136895B2 (en) Spiraling grooves as a hub treatment for cantilevered stators in compressors
RU2017128437A (en) AERODYNAMIC GAS TURBINE ENGINE
US10830065B2 (en) Attachment system for a turbine airfoil usable in a gas turbine engine
RU2133345C1 (en) Gas-turbine plant aerodynamic labyrinth screw seal
JP6669572B2 (en) Fluid engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100822

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20130920

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180822