RU2583480C1 - Brush seal and method of making same - Google Patents
Brush seal and method of making same Download PDFInfo
- Publication number
- RU2583480C1 RU2583480C1 RU2015108736/06A RU2015108736A RU2583480C1 RU 2583480 C1 RU2583480 C1 RU 2583480C1 RU 2015108736/06 A RU2015108736/06 A RU 2015108736/06A RU 2015108736 A RU2015108736 A RU 2015108736A RU 2583480 C1 RU2583480 C1 RU 2583480C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- wires
- seal
- bundles
- ring
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
Abstract
Description
Изобретение относится к области уплотнительной техники и может быть использовано в уплотнениях вращающихся валов турбомашин наземного, авиационного и космического применения.The invention relates to the field of sealing technology and can be used in the seals of the rotating shafts of turbomachines for land, aviation and space applications.
Известно щеточное уплотнение (см. патент №2022197. Великобритания. МПК F16J 15/16.1979), содержащее корпус уплотнения, закрепленный в невращающемся корпусе, охватывающем вал, пучки проволочек, размещенных равномерно по окружности плотно друг к другу в плоскости, перпендикулярной оси ротора, закрепленные одним концом в корпусе уплотнения, а другим концом касающиеся наружной цилиндрической поверхности вала. При этом проволочки наклонены к поверхности вала в направлении его вращения.A brush seal is known (see patent No. 2022197. Great Britain. IPC F16J 15 / 16.1979), comprising a seal housing fixed in a non-rotating housing covering a shaft, bundles of wires placed evenly around a circle tightly to each other in a plane perpendicular to the axis of the rotor, fixed one end in the seal housing, and the other end touching the outer cylindrical surface of the shaft. In this case, the wires are inclined to the surface of the shaft in the direction of its rotation.
Известно также щеточное уплотнение (см. а.с. СССР №1665136. Щеточное уплотнение / А.И. Белоусов, В.А. Зрелов, С.В. Фалалеев. Опубл. 23.07.91, бюл. №27), отличающееся от предыдущего только тем, что проволочки выполнены из разных материалов, причем проволочки из материала с более высоким коэффициентом теплопроводности расположены внутри пучков, а проволочки из материала с более высоким значением модуля упругости - снаружи.Also known brush seal (see AS USSR No. 1665136. Brush seal / AI Belousov, VA Zrelov, SV Falaleev. Publ. 23.07.91, bull. No. 27), different from of the previous one only in that the wires are made of different materials, the wires of a material with a higher thermal conductivity being located inside the beams, and the wires of a material with a higher elastic modulus are outside.
У этих уплотнений недостатки общие. Высокая интенсивность износа проволочек, так как вал и проволочки изготавливают из стали, а коэффициент трения скольжения в этой паре в лучшем случае равен µ=0,1÷0,15. Трудоемкость технологии изготовления щеточного уплотнения заключается в необходимости изготовления громадного количества коротких отрезков тонкой проволоки, формирования из них большого числа пучков, размещения и надежного закрепления их в корпусе уплотнения. Именно большая трудоемкость технологии изготовления этих уплотнений, по нашему мнению, и является основным препятствием их широкого распространения.These seals have common flaws. High wear rate of wires, since the shaft and wires are made of steel, and the sliding friction coefficient in this pair is at best equal to µ = 0.1 ÷ 0.15. The complexity of the manufacturing technology of brush seals is the need to manufacture a huge number of short segments of thin wire, the formation of a large number of bundles, placement and reliable fastening of them in the seal housing. It is the great complexity of the manufacturing technology of these seals, in our opinion, that is the main obstacle to their wide distribution.
Способность щеточного уплотнения по а.с. СССР №1665136 существенно лучше отводить тепло из зоны трения, по нашему мнению, сомнительна, так как тепло из зоны трения отводится в основном протеканием воздуха через уплотнение в масляную полость опоры ротора, а в этой конструкции щеточного уплотнения в непосредственном контакте с воздухом находятся проволочки с меньшим коэффициентом теплопроводности, что снижает эффективность этого предложения.The ability of brush seals for A.S. USSR No. 1665136 is much better to remove heat from the friction zone, in our opinion, is doubtful, since heat from the friction zone is mainly removed by air flowing through the seal into the oil cavity of the rotor support, and in this design of the brush seal in direct contact with air are wires with lower coefficient of thermal conductivity, which reduces the effectiveness of this proposal.
Кроме того, наличие в пучках проволочек с невысоким модулем упругости может привести при случайном воздействии к их пластическому отгибу и образованию щелей в уплотнении и его разгерметизации.In addition, the presence in the bundles of wires with a low modulus of elasticity can, if accidentally exposed, lead to plastic bending and the formation of cracks in the seal and its depressurization.
Щеточное уплотнение по патенту №2022197. Великобритания. МПК F16J 15/16. 1979 по технической сущности наиболее близко к предлагаемому изобретению и принято за прототип.Brush seal according to patent No. 2022197. United Kingdom. IPC F16J 15/16. 1979 in technical essence is closest to the proposed invention and is taken as a prototype.
Ставится задача создания щеточного уплотнения с герметичными характеристиками, не худшими, чем у прототипа и известных конструкций уплотнений этого типа, с существенно меньшей интенсивностью износа проволочек, с лучшим, чем у них, отводом тепла из зоны трения, с более простой технологией его изготовления, позволяющей существенно сократить объем ручного труда.The task is to create a brush seal with hermetic characteristics that are not worse than that of the prototype and well-known designs of seals of this type, with significantly lower wear rate of wires, with better heat dissipation from the friction zone than them, with a simpler technology for its manufacture, allowing significantly reduce the amount of manual labor.
Поставленная задача решается тем, что предлагается щеточное уплотнение, содержащее корпус уплотнения, закрепленный в невращающемся корпусе, охватывающем вал, пучки проволочек, размещенных равномерно по окружности плотно друг к другу в плоскости, перпендикулярной оси вала, закрепленные одним концом в корпусе уплотнения, причем проволочки наклонены к цилиндрической поверхности вала в направлении его вращения, отличающееся тем, что корпус уплотнения изготовлен из гнутого профиля с швеллерным поперечным сечением или толстостенной трубки со сквозной прорезью, выполненной на всей длине трубки со стороны вала в плоскости, перпендикулярной его оси, свернутой встык в кольцо, и концы трубки спаяны мягким припоем, с температурой плавления, большей 300°С, предпочтительно припоем ПСр3Кд с температурой плавления 325°С, пучки проволочек изготовлены из отрезков троса односторонней свивки с линейным контактом проволочек в тросе, с направлением свивки в сторону вращения вала, свитого с большим шагом Т, предпочтительно с таким, что длина пучка L=0,2÷0,4 Т, и с числом проволочек в каждом слое троса, обеспечивающем их плотное прилегание друг к другу как в слоях, так и в соседних слоях, и через прорезь вставлены внутрь трубки, в которой жестко закреплены пайкой мягким припоем, наружная поверхность корпуса уплотнения выполнена цилиндрической и по ней корпус уплотнения с натягом герметично вставлен в корпус, охватывающий вал, до упора в его стенку, боковые наружные поверхности корпуса уплотнения выполнены плоскими, и в корпус уплотнения со стороны масляной полости опоры запрессованы два штифта, входящие в ответные отверстия в стенке корпуса, охватывающего вал, а на другом торце корпуса уплотнения выполнены два глухих технологических отверстия, также ответные штифтам, т.е. допускающие возможность постановки с таким же натягом в корпус, охватывающий вал, еще одного корпуса уплотнения с закрепленными в нем пучками проволочек, и корпус уплотнения и корпус, охватывающий вал, изготовлены из одного и того же металла, а на вал напрессована втулка с внешней резьбой, нарезанной в направлении против вращения вала, изготовленная из бронзы с коэффициентом теплового линейного расширения а≤14·10-6 1/град, а на нее навинчено уплотнительное кольцо, изготовленное из бронзы БрС30, с которым и контактируют пучки проволочек, а со стороны предмасляной полости опоры в кольцевую расточку на торце этого кольца с натягом по валу до упора в его выступ установлено уплотнительное кольцо из ПТФЭ или резины, и на другом торце уплотнительного кольца выполнены прямоугольные пазы, равнораспределенные по окружности, а в валу и втулке с резьбой выполнены сквозные отверстия, через которые подается масло из масляной полости в валу для охлаждения кольца, контактирующего с пучками проволочек, и со стороны предмасляной полости опоры ротора в кольцевую расточку корпуса встык с корпусом уплотнения вставлено стопорное кольцо, а щеточное уплотнение изготовлено п. 5, и в случае выполнения передней опоры ротора с роликовым подшипником и расположением щеточного уплотнения за ним по направлению к турбине наружный диаметр кольца, с которым контактируют пучки проволочек, выполняют большим или равным наружному диаметру внутреннего кольца подшипника.The problem is solved in that a brush seal is proposed comprising a seal housing fixed in a non-rotating housing covering the shaft, bundles of wires placed evenly around the circle tightly to each other in a plane perpendicular to the axis of the shaft, fixed at one end in the seal housing, and the wires are tilted to the cylindrical surface of the shaft in the direction of its rotation, characterized in that the seal housing is made of a bent profile with a channel cross-section or a thick-walled tube with a through slot made along the entire length of the tube from the shaft side in a plane perpendicular to its axis, rolled end-to-end into a ring, and the ends of the tube are soldered with soft solder, with a melting point greater than 300 ° C, preferably PSr3Kd solder with a melting point 325 ° C, the wire bundles are made of single-strand cable segments with a linear contact of the wires in the cable, with the direction of the strand in the direction of rotation of the shaft, twisted with a large pitch T, preferably with a beam length L = 0.2 ÷ 0.4 T, and with the number wires in each layer t a wasp, which ensures their tight fit to each other both in layers and in adjacent layers, and inserted through a slot into the tube, in which they are rigidly fixed by soft soldering, the outer surface of the seal housing is cylindrical and along it the seal body is tightly inserted the housing covering the shaft, against the stop in its wall, the lateral outer surfaces of the seal housing are flat, and two pins are inserted into the seal housing from the support oil cavity of the support, which enter the mating holes in the wall e of the housing covering the shaft, and on the other end of the seal housing there are two blind technological holes, also corresponding to the pins, i.e. allowing the possibility of placing with the same interference into the housing covering the shaft, another seal housing with bundles of wires fixed in it, and the seal housing and the housing covering the shaft are made of the same metal, and a sleeve with an external thread is pressed onto the shaft, sliced in a direction against the rotation of the shaft, made of bronze having a thermal coefficient of linear expansion a≤14 · 10 -6 1 / deg, and on it is screwed a sealing ring made of bronze BrS30 with which the contact beams and delay, and with the torons of the pre-oil support cavity in an annular bore on the end of this ring with an interference fit on the shaft until it stops, a sealing ring made of PTFE or rubber is installed in its protrusion, and rectangular grooves are made on the other end of the sealing ring, equally distributed around the circumference, and in the shaft and sleeve with a thread through holes through which oil is supplied from the oil cavity into the shaft to cool the ring in contact with the wire bundles, and from the pre-oil cavity of the rotor support into the ring bore of the body end-to-end with the body Ohm seal, a snap ring is inserted, and the brush seal is made in
Коэффициент трения скольжения бронзы БрС30 по стали при смазке по одному источнику (см. Интернет, Справочник конструктора-машиностроителя, sprav-constr.ru/htm/tom1/pages/chapter1/ckm18.html) равен µ=0,004, а по другому источнику (см. Интернет, Марочник металлов, metallicheckiy-portal/ru/marki_metallov/broBrS30) µ=0,009. Следовательно, у предлагаемого щеточного уплотнения коэффициент трения скольжения проволочек по контактирующему с ними кольцу в 10÷20 раз меньше, чем у этой пары у известных конструкций.The sliding friction coefficient of the BrC30 bronze on steel during lubrication according to one source (see Internet, Handbook of a mechanical engineering designer, sprav-constr.ru/htm/tom1/pages/chapter1/ckm18.html) is μ = 0.004, and for another source ( see Internet, Marochnik metallov, metallicheckiy-portal / ru / marki_metallov / broBrS30) µ = 0,009. Consequently, the proposed brush seal has a friction coefficient of sliding of the wires along the ring in contact with them 10–20 times less than that of the known structures.
Коэффициент температурного линейного расширения (удлинения) бронзы БрС30 а=18,4·10-6 1/град (см. Марочник металлов) в 2÷2,6 раза больше, чем у стали. Поэтому с ростом рабочей температуры опоры ротора натяг проволочек по контактирующему с ними кольцу будет увеличиваться и в предлагаемой конструкции щеточного уплотнения начальная величина этого натяга может быть уменьшена приблизительно в 1,5÷2 раза.The coefficient of temperature linear expansion (elongation) of the BrS30 bronze is a = 18.4 · 10 -6 1 / deg (see Marochnik metals) 2 ÷ 2.6 times more than that of steel. Therefore, with an increase in the operating temperature of the rotor support, the wire preload along the ring in contact with them will increase, and in the proposed design of the brush seal, the initial value of this preload can be reduced by approximately 1.5–2 times.
Следовательно, силы трения скольжения на контактных поверхностях этой пары у предлагаемого щеточного уплотнения будут приблизительно в 8÷15 раз меньше, чем у известных конструкций, и, следовательно, интенсивность износа этих поверхностей кольца и проволочек у предлагаемого щеточного уплотнения примерно во столько же раз будет меньше.Therefore, the sliding friction forces on the contact surfaces of this pair of the proposed brush seal will be approximately 8-15 times less than that of the known structures, and therefore, the wear rate of these surfaces of the ring and the wires of the proposed brush seal will be approximately the same time less .
Во столько же раз будет меньше тепла, выделяемого за счет работы трения в этой паре.The same amount of time will be less heat generated due to the work of friction in this pair.
Кроме того, теплопроводность бронзы существенно выше, чем у стали, и у предлагаемого щеточного уплотнения отвод тепла из зоны трения лучше организован, чем у известных конструкций, за счет принудительного охлаждения кольца, контактирующего с пучками проволочек, маслом, прокачиваемым через резьбовое соединение этого кольца и втулки, напрессованной на вал.In addition, the thermal conductivity of bronze is significantly higher than that of steel, and the proposed brush seal provides better heat removal from the friction zone than that of known structures due to forced cooling of the ring in contact with wire bundles, oil pumped through a threaded connection of this ring and bushings pressed onto the shaft.
Все это обеспечивает на всех режимах работы турбомашины уровень температуры в этой паре трения, во-первых, не приводящий к исчезновению нагартовок у проволочек, и, следовательно, к недопустимому снижению их упругих свойств, и, во-вторых, обеспечивает применение мягкого припоя с температурой плавления, также неприводящей к исчезновению нагартовок, и, естественно, существенно большей рабочих температур в этой паре трения.All this ensures the temperature level in this friction pair in all modes of operation of the turbomachine, firstly, not leading to the disappearance of fretting on wires, and, therefore, to an unacceptable decrease in their elastic properties, and, secondly, it ensures the use of soft solder with temperature melting, which also does not lead to the disappearance of fretting, and, of course, significantly higher working temperatures in this friction pair.
Выполнение внешней резьбы на втулке с направлением нарезки, противоположным вращению вала, обеспечивает действие момента трения на уплотнительное кольцо, контактирующее с пучками проволочек, на его наворачивание. При необходимости на вал между торцом кольца и буртиком вала может быть установлена контровочная гофрированная шайба, в свободном неподжатом состоянии сцентрированная по втулке.The execution of the external thread on the sleeve with the cutting direction opposite to the rotation of the shaft, provides the effect of the friction moment on the o-ring in contact with the wire bundles, on its winding. If necessary, on the shaft between the end of the ring and the shoulder of the shaft can be installed lock corrugated washer, in a free, non-pressed state, centered on the sleeve.
С ростом температуры опоры натяг по резьбе между втулкой и кольцом в радиальных направлениях будет уменьшаться, а в осевом направлении возрастать. В какой-то мере эти два воздействия будут компенсировать друг друга. При постановке контровочной шайбы, она также может сыграть роль температурного компенсатора.With increasing temperature of the support, the interference fit between the sleeve and the ring in the radial directions will decrease and increase in the axial direction. To some extent, these two effects will cancel each other out. When setting a lock washer, it can also play the role of a temperature compensator.
Предлагаемое щеточное уплотнение изготовлено предлагаемым в п. 5 формулы изобретения способом, позволяющим существенно сократить объем ручного труда (см. ниже).The proposed brush seal is made by the method proposed in
Изготовление втулки, напрессовываемой на вал, из бронзы с коэффициентом теплового расширения а≤14·10-6 1/град позволяет более равномерно распределить изменение натягов с изменением температуры в контактных соединениях уплотнения, например, с ростом температуры к меньшим уменьшениям натяга в соединении ее с валом и в резьбовом соединении ее с кольцом, контактирующим с пучками проволочек.The manufacture of a sleeve pressed onto the shaft of bronze with a coefficient of thermal expansion of a≤14 · 10 -6 1 / deg makes it possible to more evenly distribute the change in interference with temperature in the contact joints of the seal, for example, with increasing temperature to smaller reductions in interference with shaft and in its threaded connection with the ring in contact with the bundles of wires.
Отметим, что при непосредственном закреплении на валу кольца, контактирующего с пучками проволочек, изготовленного из бронзы БрС30, уменьшение натяга в этом закреплении при максимальной рабочей температуре опоры во многих случаях может оказаться недопустимым.Note that when directly securing to the shaft a ring in contact with wire bundles made of BrC30 bronze, a reduction in the tightness in this fastening at the maximum operating temperature of the support may in many cases be unacceptable.
В тех случаях, когда обеспечивается надежность этого соединения, предлагается щеточное уплотнение, отличающееся тем, что кольцо, контактирующее с пучками проволочек, напрессовано на вал до упора в его буртик, и на его внутренней поверхности выполнена расточка, непосредственно соединяющаяся выполненными в кольце равнорасположенными по окружности отверстиями с предмасляной полостью опоры, а отверстиями, выполненными в вале, равнорасположенными по окружности, - с воздушной полостью в нем.In cases where the reliability of this connection is ensured, a brush seal is proposed, characterized in that the ring in contact with the wire bundles is pressed onto the shaft all the way into its shoulder, and a bore is made on its inner surface that is directly connected by making the ring equally spaced around the circumference holes with a pre-oil bearing cavity, and holes made in the shaft, equally spaced around the circumference, with an air cavity in it.
В этом случае кольцо, контактирующее с пучками проволочек, и сами проволочки охлаждаются воздухом с невысокой температурой, поступающим в воздушную полость вала из-за нескольких ступеней компрессора низкого давления.In this case, the ring in contact with the bundles of wires and the wires themselves are cooled by air with a low temperature entering the air cavity of the shaft due to several stages of the low pressure compressor.
С целью снижения утечек масла через щеточное уплотнение предлагается щеточное уплотнение, отличающееся тем, что с натягом по цилиндрическим поверхностям в корпус, охватывающий вал, вставлено n корпусов уплотнения с закрепленными в них пучками проволочек встык друг к другу так, что паяные стыки каждой пары этих корпусов располагаются диаметрально противоположно и два штифта, запрессованные в боковую стенку одного из корпусов пары, входят в ответные отверстия другого корпуса этой пары, и на части наружной поверхности кольца, контактирующего с пучками проволочек, на длине его образующей, меньшей или равной b·(n-0,5) мм, где b - ширина корпуса уплотнения, выполнены две или более спиральные канавки, равнорасположенные по окружности, сообщающиеся с масляной полостью опоры, выполненные с большим шагом t, предпочтительно с t=10L1 мм и более, где L1 - длина образующей кольца, контактирующего с пучками проволочек, с направлением свивки по вращению вала, с очерком поперечного сечения, очерченным плавной кривой без острых кромок, с наибольшей глубиной h=0,05÷0,2 мм и шириной s=2÷6 мм.In order to reduce oil leakage through the brush seal, a brush seal is proposed, characterized in that, with an interference fit on cylindrical surfaces, n seal housings with bundles of wires fixed in them are inserted tightly to each other so that the soldered joints of each pair of these housings are inserted diametrically opposed and two pins, pressed into the side wall of one of the bodies of the pair, enter the mating holes of the other body of this pair, and on the part of the outer surface of the ring, in contact with bunches of wires, on the length of its generatrix, less than or equal to b · (n-0.5) mm, where b is the width of the seal housing, two or more spiral grooves are made, equally spaced around the circumference, communicating with the oil cavity of the support, made with a large step t, preferably with t = 10L 1 mm or more, where L 1 is the length of the generatrix of the ring in contact with the wire bundles, with the direction of twist along the rotation of the shaft, with a cross-section outline outlined by a smooth curve without sharp edges, with the greatest depth h = 0.05 ÷ 0.2 mm and width s = 2 ÷ 6 mm.
Наличие неглубоких спиральных канавок, невыходящих в предмасляную полость опоры, с очерком поперечного сечения, очерченным плавной кривой с пологими сторонами, обеспечивает хорошую смазку контактных поверхностей проволочек без разгерметизации уплотнения и наименьший износ проволочек.The presence of shallow spiral grooves that do not extend into the pre-oil cavity of the support, with a cross-section outline outlined by a smooth curve with gentle sides, provides good lubrication of the contact surfaces of the wires without seal leakage and the least wear of the wires.
Кроме того, предлагается щеточное уплотнение, отличающееся тем, что корпус уплотнения выполнен с внутренними цилиндрическими поясками, но такими, что в прорези сохранены вертикальные стенки, а само щеточное уплотнение изготавливают по п. 5.In addition, a brush seal is proposed, characterized in that the seal body is made with inner cylindrical belts, but such that vertical walls are saved in the slot, and the brush seal itself is made according to
Известен способ изготовления щеточного уплотнения (см. патент Великобритания №2022197, МПК F16J 15/16, 1979), состоящий из изготовления корпуса уплотнения в виде кольца с П-образным поперечным сечением с фланцем, изготовления необходимого числа прямых отрезков стальной проволоки заданной длины, набора из них требуемого количества пучков, установки их плотно друг к другу в корпус уплотнения с наклоном по направлению вращения вала и закрепления их в этом корпусе, установку корпуса уплотнения с закрепленными в нем пучками проволочек на вал с натягом по проволочкам и закрепление его на невращающемся корпусе, охватывающем вал.A known method of manufacturing a brush seal (see UK patent No. 2022197, IPC F16J 15/16, 1979), consisting of the manufacture of the seal body in the form of a ring with a U-shaped cross section with a flange, the manufacture of the required number of straight sections of steel wire of a given length, set of them the required number of beams, installing them tightly to each other in the seal housing with an inclination in the direction of rotation of the shaft and fixing them in this case, installing the seal housing with bundles of wires fixed in it on the tightened shaft by wire and securing it to a non-rotating body covering the shaft.
Этот способ технологически трудоемкий и содержит целый ряд малопроизводительных операций, обычно выполняемых вручную: нарезка громадного количества проволочек, формирование из них большого количества пучков, установка их плотно друг к другу с наклоном по направлению вращения вала в корпус уплотнения и закрепление их в нем.This method is technologically laborious and contains a number of low-productivity operations, usually performed manually: cutting a huge number of wires, forming a large number of bundles from them, installing them tightly to each other with an inclination in the direction of rotation of the shaft into the seal housing and fixing them in it.
Этот способ по технической сущности наиболее близок к предлагаемому и принят за прототип.This method is in technical essence closest to the proposed and adopted as a prototype.
Ставится задача создания способа изготовления щеточного уплотнения, у которого на операциях, на выполнение которых у прототипа затрачивается большой объем ручного труда, был существенно снижен объем этого труда и, следовательно, повышена производительность выполнения этих операций.The task is to create a method for manufacturing a brush seal, in which, on operations for which a large amount of manual labor is spent on the prototype, the volume of this labor has been significantly reduced and, therefore, the productivity of these operations has been increased.
Поставленная задача решается тем, что предлагается способ изготовления щеточного уплотнения, содержащий изготовление корпуса уплотнения в виде кольца с П-образным поперечным сечением, изготовления необходимого числа отрезков стальной проволоки заданной длины, набора из них требуемого количества пучков n1, установки их плотно друг к другу в корпус уплотнения с наклоном по направлению вращения вала и закрепления их в этом корпусе, закрепление корпуса уплотнения с закрепленными в нем пучками проволочек на невращающемся корпусе, охватывающем вал, отличающийся тем, что изготавливают n1 - 1 отрезков троса односторонней свивки с линейным контактом проволочек в тросе, с направлением свивки в сторону вращения вала, свитого с большим шагом Т, предпочтительно с таким, что длина пучка L=(0,2÷0,4) Т, и с числом проволочек в каждом слое троса, обеспечивающем их плотное прилегание друг к другу как в слоях, так и в соседних слоях, устанавливают их вплотную друг к другу наклонно под заданным углом φ к горизонтали, по направлению вращения вала, и закрепляют таким образом, чтобы после отрезки концов тросов так, чтобы их торцы располагались в одном горизонтальном сечении, оставались свободными концы с длиной, достаточной для отрезки пучков проволочек, нарезают требуемое количество отрезков гнутых профилей с швеллерным поперечным сечением или толстостенных трубок с длиной, равной длине развертки корпуса уплотнения, и делают в них в направлении оси трубки сквозную прорезь шириной, равной диаметру троса D, плотно затыкают концы трубок технологическими пробками из плотной резины, способной выдерживать температуру до 500°С, или из углепластика, с торцом, плоско срезанным под углом, равным углу наклона тросов φ, с длиной короткой образующей части пробки, расположенной в трубке, равной D/2cosφ, так, чтобы срезанные торцы пробок располагались параллельно осям тросов, закрепляют трубку горизонтально так, чтобы прорезь располагалась вверху трубки, равномерно по всей свободной длине трубки заливают потребное количество расплавленного при температуре, большей 300°С, мягкого припоя, предпочтительно припоя ПСр3Кд с температурой плавления 325°С, вставляют до упора тросы свободными концами в трубку, охлаждают ее до температуры затвердения припоя или до температуры окружающей среды, отрезают от тросов пучки проволочек, заделанные в трубке, вынимают пробки из трубки, срезают торцы трубки под углом φ так, чтобы расстояние от торца до ближайшего пучка проволочек, измеренное в горизонтальном направлении, было равно S=(D/2cosφ)-δ/2, где δ - ширина паяного шва, сгибают трубку в кольцо, так что ее концы сходятся встык с зазором, равным δ, и спаивают их мягким припоем, заливают требуемое количество расплавленного мягкого припоя в пустое место изготовленного кольца и вставляют в него кусочек троса, после застывания припоя отрезают этот кусочек троса на нужную длину, переставляют зажим по длине тросов так, чтобы снова свободными оставались концы тросов с длиной, достаточной для отрезки пучков проволочек, и изготавливают следующее кольцо с заделанными в нем пучками проволочек, процесс повторяют пока не закончатся отрезки тросов, в одном торце кольца выполняют два отверстия под штифты, а в другом два ответных штифтам отверстия, плоско сошлифовывают поверхности торцов, и запрессовывают в отверстия штифты, собирают некоторое количество изготовленных колец встык плотно друг к другу и шлифуют наружную поверхность колец до получения цилиндрической поверхности заданного размера, вставляют с натягом по цилиндрической поверхности одно или несколько изготовленных колец - корпусов уплотнения с закрепленными в них пучками проволочек встык в корпус, охватывающий вал, и вставляют стопорное кольцо в кольцевую канавку в этом корпусе, на бронзовую втулку, напрессованную на вал, устанавливают уплотнительное кольцо и наворачивают кольцо из бронзы БрС30 до упора в буртик вала или втулки, одевают с натягом по пучкам проволочек корпус, охватывающий вал, на кольцо из бронзы БрС30, предварительно смазанное маслом, и закрепляют статорный узел щеточного уплотнения - корпус, охватывающий вал, с собранными в нем деталями на опоре ротора.The problem is solved in that a method for manufacturing a brush seal is proposed, comprising making a seal housing in the form of a ring with a U-shaped cross section, manufacturing the required number of pieces of steel wire of a given length, a set of them with the required number of bundles n 1 , installing them tightly to each other into the seal housing with an inclination in the direction of rotation of the shaft and fixing them in this housing, fixing the seal housing with bundles of wires fixed in it on a non-rotating housing, covering yuschem shaft, characterized in that the produced n 1 - 1 sided cable lay lengths linear contact with the wires in the cable, with the direction of lay in the direction of shaft rotation, with a large pitch SWEET T, preferably so that the beam length L = (0,2 ÷ 0.4) T, and with the number of wires in each layer of the cable, ensuring their tight fit to each other both in layers and in adjacent layers, they are installed close to each other obliquely at a given angle φ to the horizontal, in the direction of rotation shaft, and fasten so that after of ropes so that their ends are in the same horizontal section, the ends with a length sufficient for cutting wire bundles remain free, the required number of segments of bent profiles with a channel cross-section or thick-walled tubes with a length equal to the length of the sweep of the seal body is cut, and made into they in the direction of the tube axis through the slot with a width equal to the diameter of the cable D, densely plug the ends of the tubes with technological plugs made of dense rubber, able to withstand temperatures up to 500 ° C, or from coal plastic, with the end face flat cut at an angle equal to the angle of inclination of the cables φ, with the length of the short forming part of the tube located in the tube equal to D / 2cosφ, so that the cut ends of the tubes are parallel to the axis of the cables, fix the tube horizontally so that the slot located at the top of the tube, uniformly fill the required amount of soft solder melted at a temperature of more than 300 ° C, preferably PSR3Kd solder with a melting point of 325 ° C, uniformly along the entire free length of the tube; ends into the tube, cool it to the solidification temperature of the solder or to the ambient temperature, cut the wire bundles embedded in the tube from the cables, remove the tubes from the tube, cut the ends of the tube at an angle φ so that the distance from the end to the nearest wire bundle, measured in horizontal direction, it was equal to S = (D / 2cosφ) -δ / 2, where δ is the width of the soldered seam, bend the tube into a ring so that its ends converge end-to-end with a gap equal to δ, and solder them with soft solder, fill in the required amount molten soft solder in empty e place the manufactured ring and insert a piece of cable into it, after solidification of the solder, cut off this piece of cable to the desired length, rearrange the clip along the length of the cables so that the ends of the cables are still free with a length sufficient to cut the wire bundles, and the next ring is made with in it with bundles of wires, the process is repeated until the ends of the cable ends, in one end of the ring there are two holes for the pins, and in the other two holes for the pins, they flatten the surfaces of the ends, and the pins are pressed into the holes, a number of manufactured rings are butt-welded tightly to each other and the outer surface of the rings is ground to a cylindrical surface of a given size, one or more manufactured rings are tightened along the cylindrical surface - seal housings with butt bundles fixed to them into the body , covering the shaft, and insert the retaining ring into the annular groove in this housing, on the bronze sleeve, pressed onto the shaft, install the sealing ring and turn the BrC30 bronze ring all the way into the collar of the shaft or the sleeve, tighten the housing covering the shaft with an interference fit over the wire bundles onto the BrC30 bronze ring previously lubricated with oil, and fix the stator assembly of the brush seal — the housing covering the shaft, with it assembled parts on the rotor support.
Расположение трубки горизонтально прорезью вверх в момент установки в нее тросов обеспечивает равномерное распределение расплава припоя в трубке в этот момент и прочное закрепление всех проволочек в каждом пучке.The location of the tube horizontally with a slit up at the time of installation of the cables in it ensures uniform distribution of the solder melt in the tube at this moment and firmly fixes all the wires in each bundle.
Предлагаемый способ изготовления щеточного уплотнения существенно сокращает объем ручного труда за счет замены операций, требующих для их выполнения затраты большого объема ручного труда, таких как нарезка отрезков проволочек, формирование из них пучков, установка пучков в корпус уплотнения, на изготовление отрезков тросов, установку трубок на тросы и их отрезку, которые выполняются механически на станках с небольшим объемом ручного труда.The proposed method of manufacturing a brush seal significantly reduces the amount of manual labor by replacing operations that require a large amount of manual labor to complete them, such as cutting wire segments, forming bundles from them, installing bundles in the seal housing, for manufacturing cable segments, installing tubes on cables and their length, which are performed mechanically on machines with a small amount of manual labor.
Другим важным преимуществом предлагаемого способа является возможность изготовления сразу комплекта уплотнительных колец - корпусов уплотнения с заделанными в них пучками проволочек, пригодных для замены изношенных уплотнительных колец, т.е. колец, устанавливаемых в корпус, охватывающий вал, с тем же натягом, что и заменяемые кольца (кольцо).Another important advantage of the proposed method is the ability to immediately manufacture a set of o-rings - seal housings with bundles of wires embedded in them, suitable for replacing worn o-rings, i.e. rings installed in the housing covering the shaft, with the same interference as the replaced rings (ring).
Установка и закрепление последнего пучка проволочек в пустом месте в корпусе уплотнения, расположенном кососимметрично относительно паяного стыка корпуса, упрощает технологию изготовления уплотнительного кольца и увеличивает прочность кольца в этом месте.Installing and securing the last bundle of wires in an empty place in the seal housing, located obliquely with respect to the soldered joint of the case, simplifies the manufacturing technology of the sealing ring and increases the strength of the ring in this place.
Отметим еще раз, что в предлагаемом способе для закрепления пучков проволочек в корпусе уплотнения применяется мягкий припой, температура плавления которого значительно ниже температуры, при которой исчезают нагартовки проволочек и ухудшаются их упругие свойства.We note once again that in the proposed method for fixing the bundles of wires in the seal housing, soft solder is used, the melting temperature of which is much lower than the temperature at which the fretting of the wires disappears and their elastic properties deteriorate.
Кроме того, с целью увеличения точности формы корпуса уплотнения (уменьшения некруглости его наружной и внутренней поверхностей) предлагается способ изготовления щеточного уплотнения, отличающийся тем, что трубку у прорези срезают на всей длине так, что с двух сторон прорези образуются горизонтально расположенные пояски, но при этом сохраняются вертикальные стенки у прорези, а трубка сгибается в кольцо по разборному шаблону так, чтобы каждый поясок без зазора охватил свой цилиндр разборного шаблона.In addition, in order to increase the accuracy of the shape of the seal housing (to reduce the non-circularity of its outer and inner surfaces), a method for manufacturing a brush seal is proposed, characterized in that the tube at the slot is cut along the entire length so that horizontally located bands are formed on both sides of the slot, but with This preserves the vertical walls at the slot, and the tube bends into a ring according to the collapsible template so that each belt without a gap covers its cylinder of the collapsible template.
Предлагаемые конструкции щеточного уплотнения и способ их изготовления поясняются чертежами. На чертежах детали и узлы опоры ротора, неописываемые в описании, изображены тонкой сплошной линией, как «обстановка» на сборочном чертеже. Конструктивно одинаковые детали в разных исполнениях щеточного уплотнения обозначены одной и той же позицией. На чертежах пучки проволочек изображены условно: в продольных разрезах показаны не разрезанными, на виде на торец пучка показаны эллипсом с точками внутри. Паяные швы в разрезах показаны зачерненными, а на видах - контурами, очерченными контурной линией с точками внутри.The proposed design of the brush seal and the method of their manufacture are illustrated by drawings. In the drawings, the details and components of the rotor support, not described in the description, are depicted by a thin solid line, as the “situation” in the assembly drawing. Structurally, the same parts in different versions of the brush seal are indicated by the same position. In the drawings, the bundles of wires are shown conditionally: in longitudinal sections are shown not cut, in the view of the end face of the bundle are shown an ellipse with dots inside. Soldered seams in sections are shown blackened, and in the views - contours outlined by a contour line with dots inside.
На фиг. 1 изображен продольный разрез щеточного уплотнения с корпусом уплотнения с внутренними цилиндрическими поясками у прорези.In FIG. 1 shows a longitudinal section through a brush seal with a seal housing with inner cylindrical bands at the slot.
На фиг. 2 изображен вид по стр. А на фиг. 1. Вал и лабиринтное кольцо на виде не показаны.In FIG. 2 shows a view on page. And in FIG. 1. The shaft and the labyrinth ring are not shown in the view.
На фиг. 3 изображен разрез по Б-Б на фиг. 2. Изображение увеличено.In FIG. 3 shows a section along BB in FIG. 2. The image is enlarged.
На фиг. 4 изображен продольный разрез щеточного уплотнения, у которого уплотнительное кольцо напрессовано на вал.In FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a brush seal in which the seal ring is pressed onto the shaft.
На фиг. 5 изображен продольный разрез щеточного уплотнения с несколькими кольцами уплотнения.In FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a brush seal with several seal rings.
На фиг. 6 изображен очерк поперечного сечения спиральной канавки (сечение по В-В на фиг. 5). Изображение увеличено.In FIG. 6 shows an outline of the cross section of the spiral groove (section BB in FIG. 5). The image is enlarged.
На фиг. 7 изображена гребенка из n1 - 1 тросов перед одеванием на нее трубки, с заглушенными концами, с залитым в нее расплавом мягкого припоя. На фиг. тросы изображены условно.In FIG. 7 shows a comb of n 1 - 1 cables before putting a tube on it, with muffled ends, with a melt of soft solder embedded in it. In FIG. cables are shown conditionally.
На фиг. 8 изображена трубка с заделанными в ней пучками проволочек после отрезки тросов.In FIG. 8 shows a tube with bundles of wires embedded in it after a piece of wire rope.
На фиг. 9 изображено кольцо уплотнения со спаянным стыком перед установкой в него последнего пучка проволочек.In FIG. 9 shows a seal ring with a welded joint before installing the last bundle of wires.
На фиг. 10 изображен разрез по Г-Г на фиг. 9 кольца уплотнения, выполненного с поясками у прорези. Изображение увеличено.In FIG. 10 shows a section along G-D in FIG. 9 rings of the seal made with belts at the slot. The image is enlarged.
На фиг. 11 показана схема загибки трубки с заделанными в ней пучками проволочек в кольцо по разборному шаблону.In FIG. 11 shows a diagram of a tube bending with bundles of wires embedded in it into a ring according to a collapsible template.
Предлагаемое щеточное уплотнение (см. фиг. 1) содержит корпус уплотнения 1, закрепленный в невращающемся корпусе 2, охватывающем вал 3, пучки проволочек 4, размещенных равномерно по окружности плотно друг к другу в плоскости, перпендикулярной оси вала 3, закрепленные одним концом в корпусе уплотнения 1, а другим концом касающиеся наружной цилиндрической поверхности кольца 5, причем пучки проволочек 4 наклонены к поверхности уплотнительного кольца 5 (см. фиг. 2) в направлении вращения вала 3, втулку 6 (см. фиг. 1) с внешней резьбой, нарезанной в направлении против вращения вала, напрессованную на вал 3, и кольцо 5, навинченное на эту втулку до упора в буртик вала 3. Корпус уплотнения 1 изготовлен из гнутого профиля с швеллерным поперечным сечением (не показано) или из толстостенной трубки со сквозной прорезью 7, выполненной на всей длине трубки со стороны вала 3 в плоскости, перпендикулярной его оси, свернутой встык в кольцо 8 (см. фиг. 2), и концы трубки спаяны мягким припоем с температурой плавления, большей 300°С, предпочтительно припоем ПСр3Кд с температурой плавления 325°С. Пучки проволочек 4 (см. фиг. 3) изготовлены из отрезков троса односторонней свивки с линейным контактом проволочек, в тросе; с направлением свивки в сторону вращения вала, свитого с большим шагом Т, предпочтительно с таким, что длина пучка L=(0,2÷0,4) Т, и с числом проволочек в каждом слое троса, обеспечивающем их плотное прилегание друг к другу как в слоях, так и в соседних слоях, и через прорезь 7 (см. фиг. 1) вставлены внутрь трубки, в которой жестко закреплены пайкой мягким припоем. Наружная поверхность корпуса уплотнения 1 выполнена цилиндрической и по ней корпус уплотнения 1 с натягом герметично вставлен в корпус 2, охватывающий вал, до упора в его стенку 9. Боковые наружные поверхности корпуса уплотнения 1 выполнены плоскими. В корпус уплотнения 1 со стороны масляной полости 10 опоры запрессованы два штифта 11, входящие в ответные отверстия в стенке 9 корпуса 2. На другом торце корпуса уплотнения 1 выполнены два глухих технологических отверстия 12, также ответные штифтам, т.е. допускающие возможность постановки с таким же натягом в корпус 2, охватывающий вал, еще одного корпуса уплотнения 1 с закрепленными в нем пучками проволочек 4. Корпус уплотнения 1 и корпус 2, охватывающий вал, изготовлены из одного и того же металла. Втулка 6 изготовлена из бронзы с коэффициентом теплового линейного расширения а≤14·10-6 1/град. Кольцо 5 изготовлено из бронзы БрС30. Со стороны предмасляной полости 13 опоры в кольцевую расточку на торце кольца 5 с натягом по валу 3 до упора в его выступ установлено уплотнительное кольцо 14 из ПТФЭ или резины. На другом торце уплотнительного кольца 5 выполнены прямоугольные пазы 15, равнораспределенные по окружности. В валу 3 и втулке 6 выполнены сквозные отверстия 16, через которые подается масло из масляной полости 17 в валу 3 для охлаждения кольца 5, контактирующего с пучками проволочек 4. Со стороны предмасляной полости 13 опоры ротора в кольцевую расточку корпуса 2 встык с корпусом уплотнения 1 вставлено стопорное кольцо 18. Щеточное уплотнение изготавливают по способу п. 5. В случае выполнения передней опоры ротора с роликовым подшипником и расположением щеточного уплотнения за ним по направлению к турбине наружный диаметр уплотнительного кольца 5, с которым контактируют пучки проволочек 4, выполняют большим или равным наружному диаметру внутреннего кольца подшипника 19.The proposed brush seal (see Fig. 1) contains a
Предлагается щеточное уплотнение (см. фиг. 4), отличающееся тем, что уплотнительное кольцо 20, контактирующее с пучками проволочек 4, напрессовано непосредственно на вал 21 до упора в его буртик, и на его внутренней поверхности выполнена расточка 22, соединяющаяся выполненными в кольце 20 равнорасположенными по окружности отверстиями 23 с предмасляной полостью 24 опоры, а отверстиями 25, выполненными в вале 21, равнорасположенными по окружности, - с воздушной полостью 26 в нем. Заметим, что в этом исполнении щеточного уплотнения уплотнительное кольцо из ПТФЭ не ставится.A brush seal is proposed (see FIG. 4), characterized in that the
Предлагается также щеточное уплотнение (см. фиг. 5), отличающееся тем, что с натягом по цилиндрическим поверхностям в корпус 27, охватывающий вал, вставлено n корпусов уплотнения 1 с закрепленными в них пучками проволочек 4, встык друг к другу так, что паяные стыки каждой пары этих корпусов располагаются диаметрально противоположно и два штифта 11, запрессованные в боковую стенку одного из корпусов пары, входят в ответные отверстия другого корпуса этой пары. На части наружной поверхности кольца 28, контактирующего с пучками проволочек 4, на длине его образующей, меньшей или равной b·(n-0,5) мм, где b - ширина корпуса уплотнения, выполнены две или более спиральные канавки 29, равнорасположенные по окружности, сообщающиеся с масляной полостью 10 опоры, выполненные с большим шагом t, предпочтительно с t=10L1 мм и более, где L1 - длина образующей кольца 28, контактирующего с пучками проволочек 4, с направлением свивки по вращению вала, с очерком поперечного сечения (см. фиг 6), очерченным плавной кривой без острых кромок, с наибольшей глубиной h=0,05÷0,2 мм и шириной s=2÷6 мм.A brush seal is also proposed (see Fig. 5), characterized in that, with an interference fit on cylindrical surfaces, n the
Кроме того, предлагается щеточное уплотнение, отличающееся тем, что корпус уплотнения 1 (см. фиг. 1) выполнен с внутренними цилиндрическими поясками 30, но такими, что в прорези 7 сохранены вертикальные стенки 31, а само щеточное уплотнение изготовлено по п. 5.In addition, a brush seal is proposed, characterized in that the seal housing 1 (see Fig. 1) is made with inner
Предлагается способ изготовления щеточного уплотнения, состоящий в том, что изготавливают n1 - 1 отрезков троса 32 (см. фиг. 7) односторонней свивки с линейным контактом проволочек в тросе, с направлением свивки в сторону вращения вала, свитого с большим шагом Т, предпочтительно с таким, что длина пучка L=(0,2÷0,4) Т, и с числом проволочек 33 в каждом слое троса, обеспечивающем их плотное прилегание друг к другу как в слоях, так и в соседних слоях. Устанавливают их вплотную друг к другу наклонно под заданным углом φ к горизонтали по направлению вращения вала и закрепляют таким образом, чтобы после отрезки концов тросов так, чтобы их торцы располагались в одном горизонтальном сечении, оставались свободными концы 34 с длиной, достаточной для отрезки пучков проволочек. Нарезают требуемое количество отрезков гнутых профилей с швеллерным поперечным сечением (не показано) или толстостенных трубок 35 (см. фиг. 7) с длиной, равной длине развертки корпуса уплотнения 1 (см. фиг. 1). Делают в них в направлении оси трубки сквозную прорезь 7 (см. фиг. 7) шириной, равной диаметру троса D. Плотно затыкают концы трубок 35 технологическими пробками 36 из плотной резины, способной выдерживать температуру до 500°C, или из углепластика с торцом 37, плоско срезанным под углом, равным углу наклона φ тросов 32, с длиной короткой образующей части пробки, расположенной в трубке 35, равной D/2cosφ, так, чтобы срезанные торцы 37 пробок 36 располагались параллельно осям тросов 32. Закрепляют трубку 35 горизонтально так, чтобы прорезь 7 располагалась вверху трубки. Равномерно по всей свободной длине трубки 35 заливают потребное количество расплавленного при температуре, большей 300°С, мягкого припоя 38, предпочтительно припоя ПСр3Кд с температурой плавления 325°С. Вставляют до упора тросы 32 свободными концами 34 в трубку 35. Охлаждают ее до температуры затвердения припоя 38 или до температуры окружающей среды. Вынимают пробки 36 из трубки 35. Отрезают от тросов пучки проволочек 4 (см. фиг. 8), заделанные в трубке 35. Срезают торцы трубки 35 под углом φ так, чтобы расстояние от торца до ближайшего пучка проволочек 4, измеренное в горизонтальном направлении, было равно S=(D/2cosφ) - δ/2, где δ - ширина паяного шва. Сгибают трубку 35 в кольцо 8 (см. фиг. 9) так, что ее концы сходятся встык с зазором, равным δ, и спаивают их припоем 38. Заливают требуемое количество расплавленного припоя 38 в пустое место 39 изготовленного кольца 8. Вставляют в него кусочек троса (не показано). После застывания припоя отрезают этот кусочек троса на нужную длину. Переставляют зажим 40 (см. фиг. 7) по длине тросов 32 так, чтобы снова свободными оставались концы 34 тросов с длиной, достаточной для отрезки пучков проволочек 4 (см. фиг. 2), и изготавливают следующее кольцо 8. Процесс повторяют, пока не закончатся отрезки тросов. В одном торце кольца 8 выполняют два отверстия под штифты 11 (см. фиг. 1), а в другом - два ответных штифтам отверстия 12. Плоско сошлифовывают поверхности торцов колец 8, и запрессовывают в отверстия штифты 11. Собирают некоторое количество изготовленных колец 8 встык плотно друг к другу и шлифуют наружную поверхность колец до получения цилиндрической поверхности заданного размера. Вставляют с натягом по цилиндрической поверхности одно или несколько изготовленных колец - корпусов уплотнения 1 с закрепленными в них пучками проволочек 4 встык в корпус 2, охватывающий вал. Вставляют стопорное кольцо 18 в кольцевую канавку в этом корпусе. На бронзовую втулку 6, напрессованную на вал 3, устанавливают уплотнительное кольцо 14 и наворачивают кольцо 5 из бронзы БрС30 до упора в буртик вала 3 или втулки 6. Одевают с натягом по пучкам проволочек 4 корпус 2, охватывающий вал, на кольцо 5 из бронзы БрС30, предварительно смазанное маслом, и закрепляют статорный узел щеточного уплотнения - корпус 2, охватывающий вал, с собранными в нем деталями на опоре ротора.A method for manufacturing a brush seal is proposed, which consists in making n 1 - 1 segments of a cable 32 (see Fig. 7) of a single-sided strand with a linear contact of wires in the cable, with the strand direction in the direction of rotation of the shaft, twisted with a large pitch T, preferably with such that the beam length L = (0.2 ÷ 0.4) T, and with the number of
Предлагается также способ изготовления щеточного уплотнения, отличающийся тем, что трубку 35 (см. фиг. 10) у прорези 7 срезают на всей длине так, что с двух сторон прорези образуются горизонтально расположенные пояски 30, но при этом сохраняются вертикальные стенки 31 у прорези 7, а трубка сгибается в кольцо по разборному шаблону 41 (см. фиг. 11) так, чтобы каждый поясок 30 без зазора охватил свой цилиндр 42 разборного шаблона 41.A method for manufacturing a brush seal is also provided, characterized in that the tube 35 (see FIG. 10) is cut off along the entire length of the
Сборка предлагаемых вариантов щеточного уплотнения специально не описывается, так как она описана в описании предлагаемых способов.The assembly of the proposed brush seal options is not specifically described, as it is described in the description of the proposed methods.
Щеточное уплотнение работает следующим образом.Brush seal works as follows.
Корпус уплотнения 1 (см. фиг. 1) с заделанными в нем пучками проволочек 4 перекрывает проходное сечение между масляной 10 и предмасляной 13 полостями опоры ротора, что приводит к уменьшению утечек из полости 10 в полость 13. Чем больше проволочек в пучках 4, чем плотнее друг к другу набраны пучки и проволочки в пучках, тем меньше утечки через уплотнение, так как возрастает гидравлическое сопротивление щетки, набранной из этих пучков.The seal housing 1 (see Fig. 1) with bundles of
В то же время при проскальзывании с трением проволочек по кольцу 5 выделяется тепло, которое в предлагаемых вариантах щеточного уплотнения интенсивно отводится за счет охлаждения маслом, подводимым из масляной полости 17 в вале 3 кольца 5, обладающего высоким коэффициентом теплопроводности и охлаждения воздухом из предмасляной полости 13 опоры ротора, которая, как и у известных опор турбомашин, уплотнена лабиринтным уплотнением (см. фиг. 1), образованным корпусом 2 и лабиринтным кольцом 43. Воздух в предмасляную полость 13 поступает через равнораспределенные по окружности отверстия 44 в вале 3 и лабиринтном кольце 43 из воздушной полости 45 в вале 3. Заглушка, герметизирующая воздушную полость вала, на фиг. 1 не показана.At the same time, when the wires slip along the
В отличие от опор роторов с другими типами уплотнений масляной полости опоры, в данном случае не требуется воздух с высоким избыточным давлением. Поэтому рекомендуется отбирать воздух сразу, за несколькими ступенями компрессора низкого давления турбомашины, с достаточно низкой температурой, пригодный для охлаждения уплотнения. Предмасляная полость 13, как и у опор роторов известных турбомашин, суфлируется (не показано).Unlike rotor bearings with other types of oil seals of the bearing cavity, in this case air with high overpressure is not required. Therefore, it is recommended to take air immediately, behind several stages of the low-pressure compressor of the turbomachine, with a sufficiently low temperature, suitable for cooling the seal. The
Кроме того, количество выделяемого тепла у предлагаемых щеточных уплотнений, как уже отмечалось, в 10 и более раз меньше за счет низкого коэффициента трения скольжения стальных проволочек по кольцу 5 из бронзы БрС30, и в результате этого и интенсивного отвода тепла из зоны трения рабочие температуры пучков 4 проволочек и корпусов уплотнений 1 устанавливаются на таком уровне, что для их закрепления в корпусе уплотнения 1 применяется мягкий припой с температурой плавления, намного меньшей температуры, при которой исчезают нагартовки проволочек.In addition, the amount of heat generated by the proposed brush seals, as already noted, is 10 times or more less due to the low coefficient of friction of the sliding of steel wires along the
Отметим, что традиционный путь снижения температуры проволочек - уменьшение плотности щетки за счет уменьшения количества проволочек в пучках, много хуже потому, что уменьшается количество точек контакта и уменьшается гидравлическое сопротивление щетки и возрастают утечки, при этом хотя и «снимается» за счет конвективного теплообмена большее количество тепла с проволочек, но ухудшается герметичность уплотнения.Note that the traditional way to reduce the temperature of the wires is to reduce the brush density by reducing the number of wires in the beams, which is much worse because the number of contact points decreases and the hydraulic resistance of the brush decreases and leakage increases, although it is “removed” due to convective heat transfer the amount of heat from the wires, but the tightness of the seal deteriorates.
Преимущества предлагаемых вариантов щеточных уплотнений и способов их изготовления описаны выше.The advantages of the proposed options for brush seals and methods for their manufacture are described above.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015108736/06A RU2583480C1 (en) | 2015-03-12 | 2015-03-12 | Brush seal and method of making same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015108736/06A RU2583480C1 (en) | 2015-03-12 | 2015-03-12 | Brush seal and method of making same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2583480C1 true RU2583480C1 (en) | 2016-05-10 |
Family
ID=55959967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015108736/06A RU2583480C1 (en) | 2015-03-12 | 2015-03-12 | Brush seal and method of making same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2583480C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3293360A1 (en) * | 2016-09-13 | 2018-03-14 | United Technologies Corporation | Seal system with primary and secondary seal arrangement |
| RU207268U1 (en) * | 2021-06-09 | 2021-10-21 | Акционерное общество (АО) "Научно-исследовательский институт "Лопастных машин" ("НИИ ЛМ") | RADIAL SLOT SEAL FOR CONTAMINATED LIQUIDS BETWEEN ROTATING AND NON-ROTATING PARTS |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2022197A (en) * | 1978-05-31 | 1979-12-12 | Cross Mfg Co | Brush seals and methods of manufacture thereof |
| US4934759A (en) * | 1988-04-05 | 1990-06-19 | Rolls-Royce Plc | Apparatus for and method of manufacturing brush seals |
| SU1665136A1 (en) * | 1989-07-11 | 1991-07-23 | Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева | Brush seal |
| RU2389927C1 (en) * | 2008-09-10 | 2010-05-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Есм" | Procedure for fabricating brush packing |
| RU2430282C1 (en) * | 2010-03-23 | 2011-09-27 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Procedure for manufacture of circular wire brush packing |
-
2015
- 2015-03-12 RU RU2015108736/06A patent/RU2583480C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2022197A (en) * | 1978-05-31 | 1979-12-12 | Cross Mfg Co | Brush seals and methods of manufacture thereof |
| US4934759A (en) * | 1988-04-05 | 1990-06-19 | Rolls-Royce Plc | Apparatus for and method of manufacturing brush seals |
| SU1665136A1 (en) * | 1989-07-11 | 1991-07-23 | Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева | Brush seal |
| RU2389927C1 (en) * | 2008-09-10 | 2010-05-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Есм" | Procedure for fabricating brush packing |
| RU2430282C1 (en) * | 2010-03-23 | 2011-09-27 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Procedure for manufacture of circular wire brush packing |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3293360A1 (en) * | 2016-09-13 | 2018-03-14 | United Technologies Corporation | Seal system with primary and secondary seal arrangement |
| RU207268U1 (en) * | 2021-06-09 | 2021-10-21 | Акционерное общество (АО) "Научно-исследовательский институт "Лопастных машин" ("НИИ ЛМ") | RADIAL SLOT SEAL FOR CONTAMINATED LIQUIDS BETWEEN ROTATING AND NON-ROTATING PARTS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7261831B2 (en) | Threaded tubular connection | |
| RU2583480C1 (en) | Brush seal and method of making same | |
| CA3003958C (en) | Threaded connection including an intermediate shoulder | |
| CN101627247B (en) | Threaded connection with perturbed flanks and manufacture method | |
| CA1264784A (en) | Metal-to-metal wedge thread coupling connector | |
| FI87262B (en) | GASTAET ROERKOPPLING FOER SKYDDS- OCH / ELLER STIGROER. | |
| JP2008008490A (en) | Seal assembly provided with l-shaped butt gap seal between segments and rotary machine | |
| US3214995A (en) | Push-pull cable with plastic lined casing | |
| BRPI0416662B1 (en) | stator for an eccentric helical pump or an eccentric worm motor operating on the moineau principle and method for producing it. | |
| KR20110019765A (en) | Pipe connection | |
| Zheng et al. | Rotating brush seal | |
| JP2000167619A (en) | Extruding die, and extruding method | |
| CN105240533B (en) | sealing ring | |
| JP2007016704A (en) | Seal structure of rotating shaft and rotary machine having the same | |
| US2484693A (en) | Tubular gasket | |
| EP2592309B1 (en) | Gland packing and packing set | |
| RU183419U1 (en) | Turbomachine seal | |
| US11053752B2 (en) | Coiled tubing power cable with varying inner diameter | |
| KR20130140597A (en) | A bearing ring and a method for its manufacturing | |
| EP3205909B1 (en) | Oil ring | |
| JP2021126705A (en) | Piping processing device | |
| JP2010523872A (en) | Housing for fluid machinery | |
| JP6712859B2 (en) | Seal fin, seal structure, and fixing method of seal fin | |
| KR100558595B1 (en) | Dies and Sleeve for Manufacturing Tie Cable Bolt | |
| CN108350948B (en) | Method for homogenizing the temperature in a shaft supported by a fluid bearing, bearing system and turbomachine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170313 |