RU2594835C2 - Brush sealing and method of its making - Google Patents

Brush sealing and method of its making Download PDF

Info

Publication number
RU2594835C2
RU2594835C2 RU2014152302/06A RU2014152302A RU2594835C2 RU 2594835 C2 RU2594835 C2 RU 2594835C2 RU 2014152302/06 A RU2014152302/06 A RU 2014152302/06A RU 2014152302 A RU2014152302 A RU 2014152302A RU 2594835 C2 RU2594835 C2 RU 2594835C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wire
brush
layer
wires
elements
Prior art date
Application number
RU2014152302/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014152302A (en
Inventor
Антон Владимирович Новиков
Иван Васильевич Тарасюк
Ринат Рашидович Бекишев
Original Assignee
Антон Владимирович Новиков
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
Application filed by Антон Владимирович Новиков filed Critical Антон Владимирович Новиков
Priority to RU2014152302/06A priority Critical patent/RU2594835C2/en
Publication of RU2014152302A publication Critical patent/RU2014152302A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2594835C2 publication Critical patent/RU2594835C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: brush sealing is made as a pressing cheek and elements: the ring wire brush and the supporting cheek which are successively connected to it. At that the wire brush is made out of the alternating rows of wires with large and small diameters, wherein the wires with large and small diameters are tightly pressed to each other at the place of their securing, and are located in a staggered order, and the rows of wires making the brush are located in the planes crossing the axis of the sealed rotor. The method of manufacturing of the rotor brush sealing when along the sides of the mandrel support flanges are arranged, wire is wound, then the wire coil is swaged by pressing flanges, coinciding them with external cylindrical surfaces along the cutting surface of the wire coil, the wire coil is cut, then mated elements are welded along their external cylindrical surfaces, and final machining is performed, the wire is wound by alternating layers, first of all a layer of a large diameter wire, then on the made layer of a large diameter wire the layer of a small diameter wire is wound, wherein the layer of a small diameter wire is wound arranging the small diameter layer in the depressions made in the layer of a large diameter wire between adjacent wire turns.
EFFECT: invention improves the brush sealing tightness.
7 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технологии изготовления уплотнений и может быть использовано в газотурбостроении, машиностроении, авиадвигателестроении и других областях техники.The invention relates to a technology for the manufacture of seals and can be used in gas turbine construction, mechanical engineering, aircraft engine construction and other technical fields.

Повышение эффективности работы газовых и паровых турбин связано с совершенствованием конструкций и технологий изготовления радиальных уплотнений газовоздушного тракта, позволяющих сократить утечки рабочей среды между разделяемыми полостями. Одними из перспективных видов уплотнений являются щеточные, представляющие собой круговой массив множества близкорасположенных малоразмерных уплотнительных элементов - щетинок (например, Патент РФ №2210694. МПК F16J 15/32. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЩЕТОЧНОГО УПЛОТНЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. Опубл. 20.08.2003).Improving the efficiency of gas and steam turbines is associated with improved designs and manufacturing techniques for radial gas-air duct seals, which can reduce the leakage of the working medium between the separated cavities. One of the promising types of seals is brush, which is a circular array of many closely spaced small-sized sealing elements - bristles (for example, RF Patent No. 2210694. IPC F16J 15/32. METHOD FOR MAKING BRUSH SEALS AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION. Publ. 20.08.2003).

Известно, что для обеспечения оптимальной работы уплотнения уплотнительные элементы (щетинки) должны быть достаточно упругими, чтобы компенсировать колебания радиального зазора в условиях высокой вибрации, а величина натяга должна соответствовать величине, при которой мощность, затрачиваемая на преодоление силы трения в одном уплотнении, не превышает 0,15% от мощности, потребляемой валом при максимальном его вращении.It is known that in order to ensure optimal sealing performance, the sealing elements (bristles) must be elastic enough to compensate for the radial clearance fluctuations in high vibration conditions, and the tightness should correspond to the value at which the power spent to overcome the friction force in one seal does not exceed 0.15% of the power consumed by the shaft at its maximum rotation.

Известно щеточное уплотнение, содержащее кольцевой пакет свободных с одного конца и закрепленных с другого уплотнительных элементов, зазоры между которыми заполнены фиксирующим и герметизирующим составом, при этом пакет закреплен между боковыми пластинами, а уплотнительные элементы кольцевого пакета выполнены в виде капиллярных трубок, заполненных антифрикционным материалом (А.С. СССР №1725609. МПК F16J 15/16. ЩЕТОЧНОЕ УПЛОТНЕНИЕ. Опубл. 2005).A brush seal is known that contains an annular package of sealing elements that are free from one end and secured from the other, the gaps between which are filled with a fixing and sealing composition, the package being fixed between the side plates, and the sealing elements of the ring package made in the form of capillary tubes filled with antifriction material ( AS USSR No. 1725609. IPC F16J 15/16. BRUSH SEAL. Publ. 2005).

Недостатком рассматриваемого уплотнения является разрушение герметика в результате разогрева элементов щеточного уплотнения при контакте с вращающимся ротором, вследствие чего увеличивается утечка рабочего тела и снижается ресурс работы уплотнения.The disadvantage of this seal is the destruction of the sealant as a result of heating of the elements of the brush seal in contact with a rotating rotor, which increases the leakage of the working fluid and reduces the service life of the seal.

Известно также щеточное уплотнение, выполненное в виде прижимной щеки и последовательно состыкованных с ней элементов - кольцевой проволочной щетки и опорной щеки, при этом состыкованные элементы выполнены одинаковыми по наружному диаметру (А.С. СССР №1462916. МПК F16J 15/16. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЩЕТОЧНОГО УПЛОТНЕНИЯ. Опубл. 1996 г. ).It is also known brush seal made in the form of a clamping cheek and sequentially docked with it elements - an annular wire brush and a supporting cheek, while the docked elements are made identical in outer diameter (AS USSR No. 1462916. IPC F16J 15/16. MANUFACTURE BRUSH SEALS. Published. 1996).

Недостатком известных устройств является повышенная утечка рабочего тела из-за значительных зазоров между проволочными щетинками.A disadvantage of the known devices is the increased leakage of the working fluid due to significant gaps between the wire bristles.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является щеточное уплотнение, содержащее размещенные по окружности в корпусе пучки проволочек, расположенные в плоскости, перпендикулярной оси вращения вала, причем проволочки выполнены из различных материалов. При этом проволочки из материала с высоким коэффициентом теплопроводности расположены внутри пучков, а проволочки из материала с более высоким значением модуля упругости - снаружи (А.С. СССР №1665136. МПК F16J 15/16. Щеточное уплотнение. Бюл. №27 1991 г).The closest technical solution to the claimed one is a brush seal containing bundles of wires placed around the circumference in the housing, located in a plane perpendicular to the axis of rotation of the shaft, and the wires are made of various materials. In this case, wires of a material with a high coefficient of thermal conductivity are located inside the beams, and wires of a material with a higher elastic modulus are located outside (AS USSR No. 1665136. IPC F16J 15/16. Brush seal. Bull. No. 27 1991) .

Недостатком данной конструкции является то, что размещение в одном пучке проволочек из материалов с различными значениями модуля упругости приводит к неравномерности работы элементов уплотнения и к повышению зазоров между щетинами за счет различной пластической деформации элементов, выполненных из различных материалов. В результате возникает эффект расклинивания одних щетинок другими, что снижает герметичность уплотнения и приводит к повышенной утечке рабочего тела.The disadvantage of this design is that the placement of wires from materials with different elastic modulus values in one bundle leads to uneven operation of the sealing elements and to an increase in the gaps between the bristles due to various plastic deformation of the elements made of different materials. As a result, the effect of wedging some bristles by others occurs, which reduces the tightness of the seal and leads to increased leakage of the working fluid.

Требуемая степень герметичности полостей обеспечивается определенным количеством плотно уложенных металлических проволок-щетинок в зазоре уплотняемой пары. В одной уплотняющей ступени они укладываются одна относительно другой в несколько слоев и образуют довольно большой по ширине слой щеточных элементов между боковыми пластинами. Возможен вариант выполнения небольшого количества слоев металлических щетинок между боковыми пластинами одной ступени, но тогда для обеспечения требуемой герметичности полостей формируют набор таких элементов в несколько ступеней. Увеличение плотности и количества слоев щетинок приводит к повышению жесткости массива щеточных элементов и, как следствие, к чрезмерному обжатию уплотняемой поверхности, что снижает мощность на валу двигателя и его ресурс из-за быстрого износа контактирующих пар.The required degree of tightness of the cavities is provided by a certain number of tightly laid metal bristle wires in the gap of the pair being sealed. In one sealing stage, they are stacked one relative to another in several layers and form a rather wide layer of brush elements between the side plates. A possible embodiment of a small number of layers of metal bristles between the side plates of one stage, but then to ensure the required tightness of the cavities, a set of such elements is formed in several stages. An increase in the density and number of layers of bristles leads to an increase in the rigidity of the array of brush elements and, as a consequence, to excessive compression of the sealing surface, which reduces the power on the motor shaft and its life due to the rapid wear of the contacting pairs.

Задачей данного изобретения является повышение герметичности щеточного уплотнения и увеличение ресурса работы уплотнения ротора.The objective of the invention is to increase the tightness of the brush seal and increase the service life of the rotor seal.

Задача решается за счет того, что в щеточном уплотнении ротора, выполненном в виде прижимной щеки и последовательно состыкованных с ней элементов - кольцевой проволочной щетки и опорной щеки, в отличие от прототипа, проволочная щетка выполнена из чередующихся рядов проволочек большего и меньшего диаметров, причем проволочки большего и меньшего диаметров плотно прижаты друг к другу в месте их закрепления и расположены относительно друг друга в шахматном порядке, а ряды проволочек, образующих щетку, расположены в плоскостях, пересекающих ось уплотняемого ротора.The problem is solved due to the fact that in the brush seal of the rotor, made in the form of a clamping cheek and elements sequentially docked with it - an annular wire brush and a supporting cheek, in contrast to the prototype, the wire brush is made of alternating rows of wires of larger and smaller diameters, and the wires larger and smaller diameters are tightly pressed against each other at the place of their fastening and are staggered relative to each other, and the rows of wires forming a brush are located in planes intersecting Referring compacted rotor.

Кроме того, возможны следующие варианты выполнения щеточного уплотнения: проволочки большего диаметра, расположенные в ряду, плотно прижаты друг к другу; проволочки меньшего диаметра, расположенные в ряду, плотно прижаты друг к другу; состыкованные элементы уплотнения выполнены одинаковыми по наружному диаметру, а уплотнение снабжено технологическим кольцом, размещенным на состыкованных элементах, выполненным шириной, соответствующей суммарной ширине упомянутых элементов, а прижимная щека выполнена с торцевым выступом в качестве стыковочного элемента, при этом ее наружная цилиндрическая поверхность выполнена под установочное гнездо.In addition, the following brush seal options are possible: larger diameter wires in a row are tightly pressed against each other; wires of a smaller diameter, located in a row, are tightly pressed against each other; the docked seal elements are made identical in outer diameter, and the seal is equipped with a process ring placed on the docked elements made with a width corresponding to the total width of the said elements, and the clamping cheek is made with an end protrusion as a docking element, while its outer cylindrical surface is made for installation nest.

Поскольку герметичность связана с плотностью укладки металлических проволок-щетинок в зазоре уплотняемой пары, а сами щетинки должны быть достаточно упругими и, в то же время, их суммарная жесткость не должна быть чрезмерной, то создание композиции из чередующихся проволок-щетинок с большим и меньшим диаметрами позволяет при достаточно плотной упаковке щеточного уплотнения снизить ее суммарную жесткость (т.е. предотвратить чрезмерное обжатие уплотняемой поверхности) за счет использования проволок-щетинок с меньшей жесткостью (с меньшим диаметром). Кроме того, уменьшение обжатия уплотняемой поверхности приводит также к увеличению ресурса уплотнения за счет снижения скорости износа контактирующих пар.Since tightness is associated with the density of laying of metal bristle wires in the gap of the pair being sealed, and the bristles themselves must be sufficiently elastic and, at the same time, their total stiffness should not be excessive, then creating a composition of alternating bristle wires with larger and smaller diameters allows for sufficiently tight packing of the brush seal to reduce its total stiffness (i.e., prevent excessive compression of the sealing surface) by using bristle wires with less stiffness (with less m in diameter). In addition, the reduction in compression of the sealing surface also leads to an increase in the life of the seal by reducing the wear rate of the contacting pairs.

Известно достаточно много различных способов изготовления щеточных уплотнений из металлических проволок.Many different methods are known for making brush seals from metal wires.

Так, по патенту США (US Patent 6,505,835. F16J 15/32. Brush seals and methods of fabricating brush seals. 2003) щеточное уплотнение включает в себя множество щетинок, расположенных в пазах. Способ закрепления щетинок заключается в размещении их в пазах кольца уплотнения и закреплении щетинок в этих пазах путем вальцовки.Thus, according to US patent (US Patent 6,505,835. F16J 15/32. Brush seals and methods of fabricating brush seals. 2003), the brush seal includes many bristles located in grooves. The method of fixing the bristles consists in placing them in the grooves of the sealing ring and fixing the bristles in these grooves by rolling.

Однако подобное закрепление щетинок не является надежным и не позволяет формировать высокогерметичное уплотнение, поскольку щетинки распределяются в уплотнении неравномерно в виде кисточек.However, such fixing of the bristles is not reliable and does not allow to form a high-tight seal, since the bristles are distributed unevenly in the form of brushes in the seal.

Известен способ изготовления щеточного уплотнения роторов (US Patent 7,653,993. F16J 15/32. Method of manufacturing a brush seal for sealing between stationary and rotary components. 2010), включающий намотку проволоки на устройство, разделяющее намотанную бухту проволоки на две части, с последующей сваркой и разрезкой бухты проволоки с образованием двух пакетов щеточных уплотнений.A known method of manufacturing a brush seal of rotors (US Patent 7,653,993. F16J 15/32. Method of manufacturing a brush seal for sealing between stationary and rotary components. 2010), including winding the wire onto a device that divides the wound wire coil into two parts, followed by welding and cutting the coil of wire with the formation of two packages of brush seals.

Известен также способ изготовления щеточного уплотнения (патент РФ №2210694, МПК F16J 15/32. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЩЕТОЧНОГО УПЛОТНЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. 2003 г.), заключающийся в том, что собирают торообразную оправку, состоящую из кольцевого основания и двух боковых кольцевых обойм. Далее обычным приемом наматывают упругий материал на оправку, прижимают его кольцевыми щеками, обрезают упругий материал по наружному диаметру оправки и скрепляют его со смежными обоймой и щекой, а затем обрезают упругий материал по внутреннему диаметру до требуемого размера. Перед сборкой оправки на основание наносят боковые скосы, а на обоймах выполняют наклонные срезы, кроме того, на периферийной части обойм высверливают соосные отверстия, затем основание помещают между обоймами так, чтобы наклонные срезы обойм были состыкованы со скосами основания. Дополнительно обоймы соединяют между собой через просверленные соосные отверстия, в которые вставляют крепежные элементы, в результате чего основание и две обоймы образуют неразъемную оправку. Для фиксации упругого материала по наружной и внутренней кольцевым поверхностям оправки на ней нанесены осевые насечки. При обрезании упругого материала по наружной окружности вместе с ним обрезают и прилегающие периферийные части обойм вместе с крепежными элементами. При обрезании упругого материала по внутренней окружности удаляют и прилегающую часть оправки (основания). В последнюю очередь разделяют смежные обоймы и удаляют оставшуюся часть основания, получая два готовых комплекта щеточного уплотнения. Изобретение сокращает расход упругого материала.There is also a method of manufacturing a brush seal (RF patent No. 2210694, IPC F16J 15/32. METHOD FOR MAKING BRUSH SEALS AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION. 2003), which consists in collecting a toroidal mandrel consisting of an annular base and two lateral ring clip. Next, in a usual way, wind the elastic material onto the mandrel, press it with annular cheeks, cut the elastic material along the outer diameter of the mandrel and fasten it with adjacent clip and cheek, and then cut the elastic material along the inner diameter to the required size. Before assembling the mandrel, lateral bevels are applied to the base, and inclined sections are made on the clips, in addition, coaxial holes are drilled on the peripheral part of the clips, then the base is placed between the clips so that the inclined sections of the clips are joined with the base bevels. Additionally, the clips are interconnected through drilled coaxial holes into which the fasteners are inserted, as a result of which the base and two clips form an integral mandrel. To fix the elastic material on the outer and inner annular surfaces of the mandrel, axial notches are applied on it. When cutting the elastic material along the outer circumference, the adjacent peripheral parts of the clips together with the fasteners are cut along with it. When cutting elastic material around the inner circumference, the adjacent part of the mandrel (base) is also removed. Lastly, adjacent clips are separated and the rest of the base is removed, resulting in two complete brush seal kits. The invention reduces the consumption of elastic material.

Недостатком известных способов является то, что они не обладают достаточно широким диапазоном функциональных возможностей, чтобы обеспечить формирование щеточного уплотнения с чередованием слоев из проволок-щетинок, выполненных из проволочек большего и меньшего диаметров.A disadvantage of the known methods is that they do not have a sufficiently wide range of functionality to ensure the formation of a brush seal with alternating layers of wire-bristles made of wires of larger and smaller diameters.

Задачей данного изобретения является расширение функциональных возможностей способа формирования щеточного уплотнения с чередующимися слоями проволок-щетинок, выполненных из проволочек большего и меньшего диаметров, обеспечивающих повышение герметичности и увеличение ресурса работы уплотнения.The objective of the invention is to expand the functionality of the method of forming a brush seal with alternating layers of wire-bristles made of wires of larger and smaller diameters, which increase the tightness and increase the service life of the seal.

Задача решается за счет того, что в способе изготовления щеточного уплотнения ротора, при котором по сторонам оправки размещают опорные щеки, наматывают проволоку, затем проволочную намотку обжимают прижимными щеками, совмещая их наружные цилиндрические поверхности по окружности обрезки проволочной намотки, обрезают проволочную намотку, а затем сваривают состыкованные элементы по их наружным цилиндрическим поверхностям и производят окончательную механическую обработку, в отличие от прототипа, проволоку наматывают чередующимися слоями, вначале слой проволоки большего диаметра, а затем, на образованный слой из проволоки большего диаметра наматывают слой проволоки меньшего диаметра, причем слой из проволоки меньшего диаметра наматывают, располагая проволоку меньшего диаметра во впадинах, образованных в слое проволоки большего диаметра между соседними витками проволоки.The problem is solved due to the fact that in the method of manufacturing a brush seal of the rotor, in which supporting cheeks are placed on the sides of the mandrel, the wire is wound, then the wire winding is squeezed by the clamping cheeks, combining their outer cylindrical surfaces around the circumference of the wire winding cut, cut the wire winding, and then welded together the elements along their outer cylindrical surfaces and produce the final machining, unlike the prototype, the wire is wound with alternating layers first, a layer of wire of a larger diameter, and then, a layer of wire of a smaller diameter is wound on a formed layer of wire of a larger diameter, and a layer of wire of a smaller diameter is wound, placing a wire of a smaller diameter in the depressions formed in the layer of wire of a larger diameter between adjacent turns of wire.

Кроме того, возможны дополнительные варианты осуществления способа изготовления щеточного уплотнения: для формирования первого и последнего слоев используют проволоку большего диаметра; на наружные цилиндрические поверхности состыкованных элементов уплотнения накладывают металлическую полосу, огибают ее по вышеупомянутым поверхностям, соединяют концы металлической полосы аргонодуговой сваркой в технологическое кольцо, а сварку состыкованных элементов осуществляют электронным лучом через технологическое кольцо.In addition, additional embodiments of the method for manufacturing a brush seal are possible: a larger diameter wire is used to form the first and last layers; a metal strip is imposed on the outer cylindrical surfaces of the joined sealing elements, it is bent around the above-mentioned surfaces, the ends of the metal strip are joined by argon-arc welding into the technological ring, and the joined elements are welded by electron beam through the technological ring.

При этом технологическое кольцо изготавливают из материала, идентичного материалу проволоки, обладающего присадочными свойствами.In this case, the technological ring is made of a material identical to the material of the wire having filler properties.

Для реализации способа может быть использовано устройство для изготовления щеточного уплотнения ротора, содержащее оправку в виде колец, установленных концентрично с зазором относительно друг друга и скрепленных по окружности винтами, устройство для намотки и укладки проволоки, катушку с проволокой, отличающееся тем, что оно содержит дополнительное устройство для намотки и укладки проволоки меньшего диаметра.To implement the method, a device for manufacturing a brush rotor seal can be used, containing a mandrel in the form of rings mounted concentrically with a gap relative to each other and fastened around the circumference with screws, a device for winding and laying wire, a coil with wire, characterized in that it contains an additional a device for winding and laying wire of a smaller diameter.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 показано щеточное уплотнение ротора. На фиг.2 схематично представлено устройство для навивки проволоки большего и меньшего диаметров. Фиг.1 и 2 содержат: 1 - проволочная щетка, 2 - прижимная щека, 3 - опорная щека, 4 - статор, 5 - ротор, 6 - оправка для навивки проволок, 7 - навитые слои проволоки большего и меньшего диаметров, 8 - катушка с проволокой большего диаметра, 9 - проволока большего диаметра, 10 - катушка с проволокой меньшего диаметра, 11 - проволока меньшего диаметра.The invention is illustrated by drawings. 1 shows a brush rotor seal. Figure 2 schematically shows a device for winding wire of larger and smaller diameters. Figures 1 and 2 contain: 1 - wire brush, 2 - clamping cheek, 3 - supporting cheek, 4 - stator, 5 - rotor, 6 - mandrel for winding wires, 7 - coiled layers of wire of larger and smaller diameters, 8 - coil with a wire of a larger diameter, 9 - a wire of a larger diameter, 10 - a coil with a wire of a smaller diameter, 11 - a wire of a smaller diameter.

Щеточное уплотнение ротора (фиг. 1) состоит из прижимной щеки 2 и последовательно состыкованных с ней кольцевой проволочной щетки 1 и опорной щеки 3. Наружная цилиндрическая поверхность прижимной щеки 2 выполнена под установочное гнездо в статоре 4.The brush rotor seal (Fig. 1) consists of a clamping cheek 2 and a ring wire brush 1 and a supporting cheek 3 sequentially connected to it. The outer cylindrical surface of the clamping cheek 2 is made under the mounting socket in the stator 4.

Стыковочные элементы выполнены одинаковыми по наружному диаметру. В опорной щеке 3 щеточного уплотнения может быть установлен фиксирующий штифт.Docking elements are made identical in outer diameter. A fixing pin may be installed in the supporting cheek 3 of the brush seal.

Для изготовления щеточного уплотнения роторов используют устройство (фиг. 2), содержащее оправку для навивки проволок 6, содержащую скрепленные между собой наружное, среднее и внутреннее кольца. Устройство снабжено двумя катушками с проволокой: катушкой 8 с проволокой 9 (большего диаметра) и катушкой 10 с проволокой 11 (меньшего диаметра). Устройство также снабжено центрирующими обоймами со ступицами, связанными крепежными элементами.For the manufacture of brush seal rotors using a device (Fig. 2), containing a mandrel for winding wires 6, containing the outer, middle and inner rings fastened together. The device is equipped with two coils with wire: coil 8 with wire 9 (larger diameter) and coil 10 with wire 11 (smaller diameter). The device is also provided with centering clips with hubs connected by fasteners.

Способ изготовления щеточного уплотнения роторов заключается в следующем. Вначале собирают оправку (фиг. 2). На среднем кольце оправки размещают опорные щеки 3 и фиксируют их штифтами. Затем наматывают слой проволоки большего диаметра 9 и слой проволоки меньшего диаметра 11. Затем навитые слои проволоки большего и меньшего диаметров 7 обжимают прижимными щеками 2, совмещая их наружные цилиндрические поверхности по окружности обрезки навитых слоев проволоки большего и меньшего диаметров 7. Обрезают навитые слои проволоки большего и меньшего диаметров 7. На наружные цилиндрические поверхности состыкованных элементов накладывают металлическую полосу, огибают ее по вышеупомянутым поверхностям, соединяют концы металлической полосы аргонодуговой сваркой в технологическое кольцо. После этого сварку состыкованных элементов осуществляют электронным лучом через технологическое кольцо. После проведения сварки обрезают навитые слои проволоки большего и меньшего диаметров 7 по окружности обрезки, соответствующей внутреннему диаметру щеточного уплотнения, разъединяют оправку, производят окончательную механическую обработку и получают два щеточных уплотнения (фиг. 1), готовых к размещению на статоре 4.A method of manufacturing a brush seal of the rotors is as follows. First, the mandrel is assembled (Fig. 2). On the middle ring of the mandrel place the supporting cheeks 3 and fix them with pins. Then a layer of wire of a larger diameter 9 and a layer of wire of a smaller diameter are wound 11. Then, the wound layers of wire of a larger and smaller diameter 7 are crimped by pressing cheeks 2, combining their outer cylindrical surfaces around the circumference of the cut of wound layers of wire of a larger and smaller diameter 7. Cut the wound layers of wire of a larger and smaller diameters 7. A metal strip is applied to the outer cylindrical surfaces of the joined elements, they are bent around the aforementioned surfaces, and the ends of the metal are connected of a strip by argon arc welding into a technological ring. After that, welding of the joined elements is carried out by an electron beam through the technological ring. After welding, cut the wound layers of wire of larger and smaller diameters 7 around the circumference of the trim corresponding to the inner diameter of the brush seal, disconnect the mandrel, produce the final machining and get two brush seals (Fig. 1), ready to be placed on the stator 4.

Совместное использование группы изобретений позволяет повысить герметичность щеточного уплотнения и увеличить ресурс работы уплотнения ротора за счет повышения плотности упаковки уплотнения при снижении ее жесткости.The joint use of the group of inventions allows to increase the tightness of the brush seal and increase the service life of the rotor seal by increasing the packing density of the seal while reducing its stiffness.

Claims (7)

1. Щеточное уплотнение ротора, выполненное в виде прижимной щеки и последовательно состыкованных с ней элементов - кольцевой проволочной щетки и опорной щеки, отличающееся тем, что проволочная щетка выполнена из чередующихся рядов проволочек большего и меньшего диаметров, причем проволочки большего и меньшего диаметров плотно прижаты друг к другу в месте их закрепления и расположены относительно друг друга в шахматном порядке, а ряды проволочек, образующих щетку, расположены в плоскостях, пересекающих ось уплотняемого ротора.1. The brush seal of the rotor, made in the form of a clamping cheek and elements sequentially docked with it - an annular wire brush and a supporting cheek, characterized in that the wire brush is made of alternating rows of wires of larger and smaller diameters, and the wires of larger and smaller diameters are tightly pressed against each other to each other at the place of their fastening and are staggered relative to each other, and the rows of wires forming a brush are located in planes intersecting the axis of the rotor being sealed. 2. Щеточное уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что проволочки большего диаметра, расположенные в ряду, плотно прижаты друг к другу.2. Brush seal according to claim 1, characterized in that the wires of a larger diameter, located in a row, are tightly pressed against each other. 3. Щеточное уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что проволочки меньшего диаметра, расположенные в ряду, плотно прижаты друг к другу.3. Brush seal according to claim 1, characterized in that the wires of a smaller diameter, arranged in a row, are tightly pressed against each other. 4. Щеточное уплотнение по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что состыкованные элементы уплотнения выполнены одинаковыми по наружному диаметру, а уплотнение снабжено технологическим кольцом, размещенным на состыкованных элементах и выполненным шириной, соответствующей суммарной ширине упомянутых элементов, а прижимная щека выполнена с торцевым выступом в качестве стыковочного элемента, при этом ее наружная цилиндрическая поверхность выполнена под установочное гнездо.4. Brush seal according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the docked seal elements are made identical in outer diameter, and the seal is equipped with a process ring placed on the docked elements and made with a width corresponding to the total width of the said elements, and the clamping cheek is made with an end protrusion as a docking element, with this, its outer cylindrical surface is made under the installation socket. 5. Способ изготовления щеточного уплотнения ротора, при котором по сторонам оправки размещают опорные щеки, наматывают проволоку, затем проволочную намотку обжимают прижимными щеками, совмещая их наружные цилиндрические поверхности по окружности обрезки проволочной намотки, обрезают проволочную намотку, а затем сваривают состыкованные элементы по их наружным цилиндрическим поверхностям и производят окончательную механическую обработку, отличающийся тем, что проволоку наматывают чередующимися слоями, вначале слой проволоки большего диаметра, а затем на образованный слой из проволоки большего диаметра наматывают слой проволоки меньшего диаметра, причем слой из проволоки меньшего диаметра наматывают, располагая проволоку меньшего диаметра во впадинах, образованных в слое проволоки большего диаметра между соседними витками проволоки.5. A method of manufacturing a rotor brush seal, in which supporting cheeks are placed on the mandrel sides, winding the wire, then compressing the wire winding with clamping cheeks, combining their outer cylindrical surfaces around the circumference of the wire winding trimming, cutting the wire winding, and then welded the joined elements along their outer cylindrical surfaces and produce the final machining, characterized in that the wire is wound in alternating layers, at first the wire layer is larger diameter and then formed on the layer of wire wound around the larger diameter layer smaller wire diameter, the layer of wire wound around the smaller diameter, having a smaller diameter wire in the depressions formed in the larger diameter wire layer between adjacent turns of the wire. 6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что для формирования первого и последнего слоев используют проволоку большего диаметра.6. The method according to p. 5, characterized in that for the formation of the first and last layers using a larger wire diameter. 7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что на наружные цилиндрические поверхности состыкованных элементов уплотнения накладывают металлическую полосу, огибают ее по вышеупомянутым поверхностям, соединяют концы металлической полосы аргонодуговой сваркой в технологическое кольцо, а сварку состыкованных элементов осуществляют электронным лучом через технологическое кольцо. 7. The method according to claim 5, characterized in that a metal strip is imposed on the outer cylindrical surfaces of the docked sealing elements, bent around it on the above-mentioned surfaces, the ends of the metal strip are joined by argon-arc welding into the process ring, and the docked elements are welded by electron beam through the process ring.
RU2014152302/06A 2014-12-23 2014-12-23 Brush sealing and method of its making RU2594835C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014152302/06A RU2594835C2 (en) 2014-12-23 2014-12-23 Brush sealing and method of its making

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014152302/06A RU2594835C2 (en) 2014-12-23 2014-12-23 Brush sealing and method of its making

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014152302A RU2014152302A (en) 2016-07-20
RU2594835C2 true RU2594835C2 (en) 2016-08-20

Family

ID=56413146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014152302/06A RU2594835C2 (en) 2014-12-23 2014-12-23 Brush sealing and method of its making

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2594835C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1665136A1 (en) * 1989-07-11 1991-07-23 Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева Brush seal
US5758879A (en) * 1991-08-01 1998-06-02 Cross Manufacturing Company (1938) Limited Brush seal assembly
RU2210694C2 (en) * 2001-10-01 2003-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения" им. П.И.Баранова Method of and device for manufacture of brush sealing
RU123102U1 (en) * 2012-06-27 2012-12-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП НПЦ газотурбостроения "Салют") BRUSH ROTOR SEAL
RU2518709C2 (en) * 2012-05-04 2014-06-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") Rotor brush sealing, method and device for its production

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1665136A1 (en) * 1989-07-11 1991-07-23 Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева Brush seal
US5758879A (en) * 1991-08-01 1998-06-02 Cross Manufacturing Company (1938) Limited Brush seal assembly
RU2210694C2 (en) * 2001-10-01 2003-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения" им. П.И.Баранова Method of and device for manufacture of brush sealing
RU2518709C2 (en) * 2012-05-04 2014-06-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") Rotor brush sealing, method and device for its production
RU123102U1 (en) * 2012-06-27 2012-12-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП НПЦ газотурбостроения "Салют") BRUSH ROTOR SEAL

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014152302A (en) 2016-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20030127933A1 (en) Coil mold piece, manufacturing method thereof, core, manufacturing method thereof, and rotating machine
JP5634715B2 (en) Method for manufacturing compliant plate seal assembly
CN112243557A (en) Stator for rotating electric machine
RU2629103C2 (en) Sealing band for turbomachine
US10693352B2 (en) Stators for electrical machines
DK177374B1 (en) Cooling structure for a segmented stator assembly
CN105449886B (en) Compression band shim assembly for stator core, related stator and generator
US8179028B1 (en) Prevention of core failures in large electric machines
US20120169058A1 (en) Stator element for an electrical machine
JP2021526001A (en) Stator for rotating electromechanical
US20160281516A1 (en) Wire seal
RU2594835C2 (en) Brush sealing and method of its making
US6505835B2 (en) Brush seals and methods of fabricating brush seals
US10428953B2 (en) C-seal backed brush seal with a compressible core
JP2011217511A (en) Stator for rotary electric machine and method for manufacturing the stator for the same
JP4507877B2 (en) Steam turbine
RU2805714C1 (en) Brush seal and method for its manufacture
RU2289742C1 (en) Method of producing brush seal
KR101633546B1 (en) Brush seal assembly
US20170025918A1 (en) Ring for an electric machine
JP2013247815A (en) Electric motor
EP2838181B1 (en) Arrangement of a stator segment of an electrical machine
KR102235575B1 (en) Coil winding method for stator
RU218458U1 (en) Rotor brush seal
RU2518709C2 (en) Rotor brush sealing, method and device for its production

Legal Events

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

Effective date: 20171224