RU23186U1 - Маслозащитное уплотнение ротора - Google Patents

Description

МАСЛОЗАЩИТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ РОТОРА.

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть иснользована для герметизации роторов (валов) роторных машин преимуш;ественно роторов паровых турбин ,работающих в условиях больших скоростей (до 3000 об./мин.) и температур (до 150 С) ,и имеюш;их в зоне установки маслозаш;итного уплотнения небольшие перепады давления .

Известно контактное маслозащитное уплотнение по валу ,которое содержит втулки из термопласта , запрессованную в замкнутую кольцевую проточку в статорной детали (корпусе ). Втулка прижимается к валу под давлением плунжера ,на который воздействует винт. Сила прижатия втулки к валу регулируется затягиванием винта. Для исключения выдавливания термопласта втулки в зазор между валом и корпусом, втулка с обеих сторон по ее торцам ограничена кольцами, фиксирующими втулку в осевом направлении.( 1).

Недостатком известного контактного уплотнения является возможность возникновения избыточного давления в месте контакта втулки с ротором в условиях вращения последнего с большими скоростями и биении ротора на переходных режимах, что может привести к быстрому износу втулки и потере ее уплотнительных свойств. В результате известное контактное уплотнение не может быть использовано для уплотнения роторов турбоагрегатов, имеющих большие окружные скорости .

Известно бесконтактное маслозащитное уплотнение, используемое для герметизации по маслу ротора паровой турбины ,которое содержит выполненные с горизонтальным разъемом корпус и кольца -гребни уплотнения ,размещенные на корпусе с зазором относительно шейки вала ротора турбины (2) . Это уплотнение ,как и всякое бесконтактное уплотнение ,практически может работать при любых окружных скоростях ,в отличие от контактных уплотнений ,каждое из которых имеет свой диапазон окружных скоростей.

n .I n. .. -rtfl i ПРЯМи

Недостатком известного бесконтактного уплотнения является снижение уплотнительных свойств в сравнении с бесконтактными уплотнениями из-за наличия радиального зазора между гребнями уплотнения и вала Кроме того при эксплуатации, в результате вибрации ротора на переходных режимах часто происходит смятие гребней уплотнения о шейку вала ,увеличивается зазор между уплотнением и валом , что приводит к повышенному расходу масла ,повышению вероятности контакта масла с горячими частями турбины, ухудшению пожаробезопасности турбоагрегата, уменьшению надежности его работы .

В основу создания полезной модели поставлена задача обеспечения уменьшения протечек масла и уменьшения износа уплотнения на больших окружных скоростях ротора турбоагрегата, а также обеспечения при этом удобного монтажа и демонтажа уплотнения.

Эта задача решается в маслозащитном уплотнении ротора ,содержаш,ем , имеюш,ие горизонтальный разъем ,корпус и гребни уплотнения ,установленные на корпусе с зазором относительно ротора , в котором ,в соответствии с сущностью полезной модели ,между

гребнями уплотнения установлен антифрикционный термостойкий упругий элемент, в корпусе со стороны ротора между гребнями выполнена кольцевая проточка ,сообш;енная на выходе с кольцевой канавкой , контактирующей с размещенным в ней указанным элементом и фиксирующей этот элемент в радиальном направлении по поверхностям контакта с ним , при этом указанный элемент установлен с натягом относительно ротора , выполнен из двух половин с обеспечением его сжатия по торцам в плоскости горизонтального разъема , в корпусе на дне кольцевой проточки по ее окружности закреплены фиксаторы от смещения элемента в окружном направлении ,элемент закреплен на шипах указанных фиксаторов с возможностью свободных упругих деформаций по оси фиксаторов.

в предложенном уплотнении обеспечена возможность выдавливания указанного упругого элемента в кольцевую проточку корпуса уплотнения при увеличении в процессе эксплуатации усилия прижима упругого элемента к ротору , тем самым исключено избыточное давление в зоне контакта ротора с элементом и обеспечен на больших скоростях минимальный износ элемента в соответствии с выбранной конструктивно величиной его натяга относительно вала . В результате данное уплотнение при больших скоростях, в сравнении с известными, применяемыми в турбоагрегатах ,значительно уменьшает протечки масла..

Полезная модель поясняется чертежами , где изображены примеры ее выполнения : фиг.1- общий вид маслозащитного уплотнения ротора турбины с упругим элементом в виде фторопластового термостойкого плетеного жгута квадратной формыи кольцевой канавкой с

коническими боковыми стенками , на фиг 2 -разрез А-А по фиг. 1 , на фиг

3-вид Б по фиг.1;на фиг 4-о6щий вид указанного уплотнения с упругим элементом в виде фторопластового термостойкого плетеного жгута круглой формы и кольцевой канавкой с коническими стенками ,на фиг.5общий вид этого уплотнения с упругим элементом в виде аналогичного жгута квадратной формы и кольцевой канавкой прямоугольной формы . Возможно выполнение упругого элемента из материала ,представляюш;его собой плетение из натурального экспандированного графита .

Маслозащитное уплотнение ротора турбины содержит корпус уплотнения ,размеш;енный в корпусе подшипника (на черт..не показан ) ,.закрепленные на корпусе 1 уплотнения, гребни 2 ,установленные с радиальным зазором относительно ротора 3 ,между гребнями 2 фторопластовой термостойкий плетеный жгут 4. Корпус 1, гребни 2 и жгут

4выполнены с горизонтальным разъемом . Жгут 4 выполнен из двух частей с обеспечением сжатия их по торцам в плоскости горизонтального разъема, за счет чего обеспечена плотность их соединения . В корпусе 1 со стороны ротора 3 между гребнями 2 уплотнения выполнены соосно

кольцевая проточка 5 и кольцевая канавка 6 . Проточка 5 сообщена на выходе с кольцевой канавкой 6, Жгут 4 частично помещен в кольцевую канавку 6 с натягом . Величина Н натяга выбирается с обеспечением минимального контактного давления на ротор , исходя из условия минимального износа материала жгута в пределах его упругости .Глубина канавки 6 выполнена из условия обеспечения указанного натяга жгута 4. ,В кольцевой проточке 5 на ее дне по окружности установлены радиально и закреплены в корпусе 1 металлические фиксаторы 7 цилиндрической формы, имеющие острый цилиндрический шип 8 с проточкой 9 на конце. Жгут 4 плотно одет на шипы 8 ,что предохраняет его от проскальзывания по окружности кольцевой канавки 6 при малых усилиях прижима .Высота проточки 5 и размещение жгута на части длины шипов 8 обеспечивают свободные упругие деформации вдоль оси фиксаторов . Канавки 9 предохраняют жгут от выпадания из корпуса уплотнения при демонтаже . Жгут 4 выполнен с квадратным поперечным сечением ,а канавка 6 имеет поперечное сечение в форме трапеции . Глубина канавки 6 выполнена с обеспечением установки жгута в канавке 6 с указанным выше натягом , при этом конические поверхности 10 канавки 6 контактируют с гранями 11 жгута 4 и фиксируют его в направлении по радиусу от ротора Ь Возможно выполнение жгута 4 круглой формы и установки его в кольцевой канавке 6 с поперечным сечением в форме трапеции или выполнение кольцевой канавки 6 с прямоугольным поперечным сечением соразмерным квадратному или прямоугольному поперечному сечению жгута 4 .

При вращении ротора 1 турбины масло из полости 11 вкладыша 13 подшипника выбрасывается в зону маслозащитного уплотнения ,попадает под гребни 2 уплотнения по ротору 1 на жгут 4 ,который пропитывается маслом ,что дополнительно уменьшает силы трения его о ротор 1 турбины и, соответственно ,износ жгута 4. Масло накапливается в кольцевой полости 14 между гребнем 2 и жгутом 4 ,при этом масло стекает в

НИЖНЮЮ часть корнуса подшипника .(на чертне показаны ),На

переходных режимах при возникновении вибрации избыточное контактное давление в паре жгут -ротор компенсируется за счет упругих свойств жгута 4 путем выдавливания его в проточку 5 , тем самым сохраняется малое контактное давление ,обуславливающее минимальный износ жгута 4, соответственно уменьшение протечек масла через уплотнение. При этом установка жгута 4 с указанным выше натягом относительно вала обеспечивает в предлагаемом уплотнении упругое перемеш,ение жгута за радиальными смеш;ениями вала при малом контактном давлении на ротор ,соответственно минимальном износе жгута, в результате, повышается эффективность и надежность маслозаш;итного уплотнения ротора турбины. Предлагаемое маслозаш,итное уплотнение удобно в сборке и разборке ,поскольку упругий элемент (жгут 4) выполнен с горизонтальным разъемом ,не требует больших усилий при одевании на шипы 8 и снятии его с них после снятия верхней половины корпуса уплотнения ,при этом отсутствие крепежных элементов по торцам жгута 4 в плоскости горизонтального разъема ,половины которого уплотнены за счет сжатия обоих частей жгута 8 , также упрощают монтаж и демонтаж уплотнения.

Источники литературы :

1.П.И.Орлов. Основы конструирования. Справочно-методическое пособие. Книга 1. М. Машиностроение 1988г., с.474 , рис. 616

2.А.Д.Трухний - Стационарные паровые турбины М. Энергоатомиздат 1990 г., с 130,131, рис.3. 74

Claims (1)

1. Маслозащитное уплотнение ротора, содержащее имеющие горизонтальный разъем корпус и гребни уплотнения, установленные на корпусе с зазором относительно ротора, отличающееся тем, что между гребнями уплотнения установлен антифрикционный термостойкий упругий элемент, в корпусе со стороны ротора между гребнями выполнена кольцевая проточка, сообщенная на выходе с кольцевой канавкой, контактирующей с размещенным в ней указанным элементом и фиксирующей этот элемент в радиальном направлении по поверхностям контакта с ним, при этом указанный элемент установлен с натягом относительно ротора, выполнен из двух половин с обеспечением его сжатия по торцам в плоскости горизонтального разъема, в корпусе на дне кольцевой проточки по ее окружности закреплены фиксаторы от смещения элемента в окружном направлении, элемент закреплен на шипах указанных фиксаторов с возможностью свободных упругих деформаций по оси фиксаторов.