RU2614904C1 - Радиально-торцевое контактное уплотнение ротора турбомашины - Google Patents
Радиально-торцевое контактное уплотнение ротора турбомашины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2614904C1 RU2614904C1 RU2015147507A RU2015147507A RU2614904C1 RU 2614904 C1 RU2614904 C1 RU 2614904C1 RU 2015147507 A RU2015147507 A RU 2015147507A RU 2015147507 A RU2015147507 A RU 2015147507A RU 2614904 C1 RU2614904 C1 RU 2614904C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ring
- rings
- crosswise
- fitted
- graphite
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mechanical Sealing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных картеров опор роторов турбомашин. Радиально-торцевое контактное уплотнение ротора турбомашины содержит два упругих графитовых кольца с поперечным разрезом, установленных между двумя контактными кольцами. Уплотнение дополнительно содержит неразрезное графитовое кольцо, установленное внутри упругих графитовых колец с поперечным разрезом с зазором и контактирующее по торцам с контактными кольцами, два кольцевых элемента с регулировочным кольцом между ними, установленные и зафиксированные в осевом направлении на цапфе ротора турбомашины, причем между внутренними поверхностями упругих графитовых колец с поперечным разрезом, неразрезного графитового кольца и наружными поверхностями кольцевых элементов с регулировочным кольцом образован зазор, две конусообразные кольцевые мембраны, каждая из которых установлена в зазоре между кольцевым элементом и соответствующим контактным кольцом и соединена с ними посредством неразъемных соединений. Основания конусов упомянутых конусообразных кольцевых мембран расположены со стороны полости низкого давления, при этом упругие графитовые кольца с поперечным разрезом установлены относительно друг друга с угловым смещением с возможностью перекрывания их поперечных зазоров и зафиксированы относительно друг друга от проворота, а в месте стыка упругих графитовых колец с поперечным разрезом, со стороны их внутренней поверхности, выполнена кольцевая канавка, в которой установлено уплотнительное кольцо. Изобретение снижает трения и износ элементов уплотнения на пониженных режимах работы турбомашины при сохранении абсолютной герметичности уплотнения на всех режимах работы турбомашины и, как следствие, увеличение ресурса уплотнения и повышение его надежности. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных картеров опор роторов турбомашин.
В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) выбрано радиально-торцевое контактное уплотнение опоры турбомашины, содержащее два упругих графитовых кольца с поперечным разрезом, установленных между двумя контактными кольцами (Патент на ИЗ №2425270).
В известном уплотнении усилие прижатия упругих графитовых колец к контактным кольцам по торцевым поверхностям задается S-образной осевой пружиной, установленной между упругими графитовыми кольцами. Оно постоянно на всех режимах работы уплотнения и должно удерживать максимальный перепад давлений на максимальных рабочих режимах. Однако на пониженных режимах усилие упомянутой пружины приводит к дополнительному трению и повышенному износу, уменьшая тем самым ресурс и работоспособность уплотнения. Также известное уплотнение не абсолютно герметично, т.к. упругие графитовые кольца выполнены разрезными, и, следовательно, в них присутствует торцевая щель. Для обеспечения разгрузки уплотнения от перепада давлений в известном уплотнении выполнены дополнительные радиальные проточки в графитовых кольцах. Поэтому это уплотнение не может применяться при больших перепадах давлений, т.е. ограничена его область применения.
Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является снижение трения и износа элементов уплотнения на пониженных режимах работы турбомашины при сохранении абсолютной герметичности уплотнения на всех режимах работы турбомашины и, как следствие, увеличение ресурса уплотнения и повышение его надежности, кроме того, расширяется область применения заявленного уплотнения.
Указанный технический результат достигается тем, что радиально-торцевое контактное уплотнение ротора турбомашины, содержащее два упругих графитовых кольца с поперечным разрезом, установленных между двумя контактными кольцами, согласно настоящему изобретению оно дополнительно содержит неразрезное графитовое кольцо, установленное внутри упругих графитовых колец с поперечным разрезом с зазором и контактирующее по торцам с контактными кольцами, два кольцевых элемента с регулировочным кольцом между ними, установленные и зафиксированные в осевом направлении на цапфе ротора турбомашины, причем между внутренними поверхностями упругих графитовых колец с поперечным разрезом, неразрезного графитового кольца и наружными поверхностями кольцевых элементов с регулировочным кольцом образован зазор, две конусообразные кольцевые мембраны, каждая из которых установлена в зазоре между кольцевым элементом и соответствующим контактным кольцом и соединена с ними посредством неразъемных соединений, причем основания конусов упомянутых конусообразных кольцевых мембран расположены со стороны полости низкого давления, при этом упругие графитовые кольца с поперечным разрезом установлены относительно друг друга с угловым смещением с возможностью перекрывания их поперечных зазоров и зафиксированы относительно друг друга от проворота, а в месте стыка упругих графитовых колец с поперечным разрезом, со стороны их внутренней поверхности, выполнена кольцевая канавка, в которой установлено уплотнительное кольцо.
Такое конструктивное выполнение уплотнения позволяет изменять усилие прижатия упругих и неразрезного графитовых колец к контактным кольцам в зависимости от режима турбомашины, т.е. усилие возрастает с ростом частоты вращения ротора. Это позволяет снизить износ графитовых колец на пониженных режимах работы турбомашины. Это повышает ресурс и надежность уплотнения. Также уплотнение абсолютно герметично, т.к. отсутствуют щели, через которые происходят утечки. Это повышает эффективность уплотнения, улучшает удельные параметры турбомашины. В отличие от прототипа, в данной конструкции проточки для разгрузки графитовых колец от перепада давлений не требуются, а избыточное давление, оказываемое на контактное кольцо, компенсируется центробежной силой за счет изгиба мембраны, причем необходимую массу можно регулировать за счет изменения массы контактной втулки в процессе доводки турбомашины. Величину предварительного усилия обжатия уплотнения обеспечивает регулировочное кольцо. Уплотнение может использоваться при больших перепадах давлений. Таким образом, расширяется область применения уплотнения и его ресурс.
Сущность настоящего изобретения поясняется фигурой чертежа, на которой изображен продольный разрез заявленного радиально-торцевого контактного уплотнения ротора турбомашины.
Радиально-торцевое контактное уплотнение ротора турбомашины содержит, два упругих графитовых кольца с поперечным разрезом 1 и 2, установленных между двумя контактными кольцами 3 и 4, а также неразрезное графитовое кольцо 5, установленное со стороны внутреннего диаметра упругих графитовых колец с поперечным разрезом 1 и 2 (т.е. внутри них) с зазором 6 и контактирующее по торцам с контактными кольцами 3 и 4. Два кольцевых элемента 7 и 8 с регулировочным кольцом 9 между ними, установленные и зафиксированные в осевом направлении на цапфе ротора турбомашины 10, например, посредством гайки 11 и радиального бурта 12, установленной и выполненного соответственно на цапфе ротора турбомашины 10.
При этом между внутренними поверхностями упругих графитовых колец с поперечным разрезом 1 и 2, неразрезного графитового кольца 5 и наружными поверхностями кольцевых элементов 7 и 8 с регулировочным кольцом 9 образован зазор, сообщающий полости минимального и максимального давлений (Pmin и Pmax).
Две конусообразные кольцевые мембраны 13 и 14, одна из которых установлена между кольцевым элементом 7 и расположенным непосредственно над ним контактным кольцом 3, а вторая - между кольцевым элементом 8 и расположенным непосредственно над ним контактным кольцом 4, причем конусообразные кольцевые мембраны 13 и 14 соединены с упомянутыми элементами, между которыми они установлены посредством неразъемных соединений, например сваркой, причем основания конусов упомянутых мембран 13 и 14 расположены со стороны полости низкого давления.
Упругие графитовые кольца с поперечным разрезом 1 и 2 установлены относительно друг друга с угловым смещением так, чтобы перекрыть поперечные зазоры друг друга и зафиксированы относительно друг друга от проворота, например штифтом (на чертеже не показан), а в месте стыка упругих графитовых колец с поперечным разрезом 1 и 2, со стороны их внутренней поверхности, выполнена кольцевая канавка, в которой установлено уплотнительное кольцо 15.
С увеличением частоты вращения нагрузка прижатия на графитовые кольца 1, 2 и 5 контактным кольцом 3 возрастает до требуемой величины за счет упругой деформации мембраны 13 из-за центробежной силы от массы контактного кольца 3. При этом увеличивается давление со стороны наддува, которое компенсируется центробежной силой массы контактного кольца 4 за счет упругой деформации мембраны 14. Графитовые кольца 1, 2 и 5 воспринимают такое давление, которое при проскальзывании графитовых колец 1, 2 и 5 относительно контактных колец 3 и 4 не приводит их к значительному износу, тем самым увеличивается ресурс уплотнения и не требуется дополнительные мероприятия для их разгрузки. По наружному диаметру уплотнение обеспечивается упругими графитовыми кольцами с поперечным разрезом 1 и 2, а по торцам неразрезным графитовым кольцом 5 и упругими графитовыми кольцами с поперечным разрезом 1 и 2 при окружном смещении их прорезей. Зазор между графитовыми кольцами 1, 2 и 5 уплотняется уплотнительным кольцом 15. Величину предварительного усилия обжатия уплотнения обеспечивает регулировочное кольцо 9.
Claims (1)
- Радиально-торцевое контактное уплотнение ротора турбомашины, содержащее два упругих графитовых кольца с поперечным разрезом, установленных между двумя контактными кольцами, отличающееся тем, что дополнительно содержит неразрезное графитовое кольцо, установленное внутри упругих графитовых колец с поперечным разрезом и контактирующее по торцам с контактными кольцами, два кольцевых элемента с регулировочным кольцом между ними, установленные и зафиксированные в осевом направлении на цапфе ротора турбомашины, причем между внутренними поверхностями упругих графитовых колец с поперечным разрезом, неразрезного графитового кольца и наружными поверхностями кольцевых элементов с регулировочным кольцом образован зазор, две конусообразные кольцевые мембраны, каждая из которых установлена в зазоре между кольцевым элементом и соответствующим контактным кольцом и соединена с ними посредством неразъемных соединений, причем основания конусов упомянутых конусообразных кольцевых мембран расположены со стороны полости низкого давления, при этом упругие графитовые кольца с поперечным разрезом установлены относительно друг друга с угловым смещением с возможностью перекрывания их поперечных зазоров и зафиксированы относительно друг друга от проворота, а в месте стыка упругих графитовых колец с поперечным разрезом, со стороны их внутренней поверхности, выполнена кольцевая канавка, в которой установлено уплотнительное кольцо.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015147507A RU2614904C1 (ru) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | Радиально-торцевое контактное уплотнение ротора турбомашины |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015147507A RU2614904C1 (ru) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | Радиально-торцевое контактное уплотнение ротора турбомашины |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2614904C1 true RU2614904C1 (ru) | 2017-03-30 |
Family
ID=58506850
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015147507A RU2614904C1 (ru) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | Радиально-торцевое контактное уплотнение ротора турбомашины |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2614904C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2004867C1 (ru) * | 1990-05-21 | 1993-12-15 | Zakharov Boris S | Уплотнительное устройство вращающихс валов гидромашин |
RU2037704C1 (ru) * | 1990-07-10 | 1995-06-19 | Запорожское машиностроительное конструкторское бюро "Прогресс" | Радиально-торцевое контактное уплотнение |
RU2306466C2 (ru) * | 2005-09-27 | 2007-09-20 | Геннадий Васильевич Соловьев | Способ уплотнения вращающегося вала и уплотнение вращающегося вала |
WO2009103870A2 (fr) * | 2007-12-21 | 2009-08-27 | Snr Roulements | Dispositif d'etancheite a codeur magnetique integre comprenant au moins une levre en contact radial frottant |
RU2425270C1 (ru) * | 2010-02-03 | 2011-07-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Радиально-торцевое контактное уплотнение опоры турбомашины |
-
2015
- 2015-11-05 RU RU2015147507A patent/RU2614904C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2004867C1 (ru) * | 1990-05-21 | 1993-12-15 | Zakharov Boris S | Уплотнительное устройство вращающихс валов гидромашин |
RU2037704C1 (ru) * | 1990-07-10 | 1995-06-19 | Запорожское машиностроительное конструкторское бюро "Прогресс" | Радиально-торцевое контактное уплотнение |
RU2306466C2 (ru) * | 2005-09-27 | 2007-09-20 | Геннадий Васильевич Соловьев | Способ уплотнения вращающегося вала и уплотнение вращающегося вала |
WO2009103870A2 (fr) * | 2007-12-21 | 2009-08-27 | Snr Roulements | Dispositif d'etancheite a codeur magnetique integre comprenant au moins une levre en contact radial frottant |
RU2425270C1 (ru) * | 2010-02-03 | 2011-07-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Радиально-торцевое контактное уплотнение опоры турбомашины |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102906426B (zh) | 可变排量的润滑剂泵 | |
CN1117231C (zh) | 轴的密封装置 | |
WO2013173054A1 (en) | Flinger oil seal and turbocharger incorporating the same | |
RU2583206C1 (ru) | Упругодемпферная опора ротора турбомашины с демпфером с дроссельными канавками | |
RU2525370C1 (ru) | Радиально-торцевое контактное уплотнение опоры турбомашины | |
JP2020530542A5 (ru) | ||
US5545018A (en) | Variable displacement vane pump having floating ring seal | |
CN206830240U (zh) | 非接触指尖密封装置 | |
RU2303148C1 (ru) | Узел межвальной опоры газотурбинного двигателя | |
RU2614904C1 (ru) | Радиально-торцевое контактное уплотнение ротора турбомашины | |
RU2632066C2 (ru) | Устройство для обеспечения уплотнения между коаксиальными валами турбомашины | |
RU2425270C1 (ru) | Радиально-торцевое контактное уплотнение опоры турбомашины | |
US9752679B2 (en) | Dual pre-load cylindrical seal | |
RU2529278C1 (ru) | Межвальное радиально-торцевое контактное уплотнение | |
US11346448B2 (en) | Carbon seal assembly | |
US1867718A (en) | Sealing ring | |
RU2561368C1 (ru) | Передняя опора ротора турбины низкого давления двухвального газотурбинного двигателя | |
RU2596899C1 (ru) | Опора компрессора низкого давления турбомашины | |
RU2705103C1 (ru) | Щеточное уплотнение турбомашины | |
RU2538141C2 (ru) | Насосный узел для подачи топлива, предпочтительно дизельного топлива, в двигатель внутреннего сгорания | |
CN102425673B (zh) | 旋转轴集油环 | |
RU2708279C1 (ru) | Межвальное контактное уплотнение | |
RU2578939C1 (ru) | Радиально-торцевое уплотнение ротора турбомашины | |
RU2525378C1 (ru) | Торцевое уплотнение ротора турбомашины | |
CN201250713Y (zh) | 内燃机用活塞、活塞环组件 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |