RU2704145C1 - Бесконтактное конусно-лепестковое уплотнение с активным управлением зазором - Google Patents
Бесконтактное конусно-лепестковое уплотнение с активным управлением зазором Download PDFInfo
- Publication number
- RU2704145C1 RU2704145C1 RU2019103905A RU2019103905A RU2704145C1 RU 2704145 C1 RU2704145 C1 RU 2704145C1 RU 2019103905 A RU2019103905 A RU 2019103905A RU 2019103905 A RU2019103905 A RU 2019103905A RU 2704145 C1 RU2704145 C1 RU 2704145C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- seal
- slots
- clearance control
- actuators
- housing
- 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
- F16J15/44—Free-space packings
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях газотурбинных двигателей и паровых турбин. Техническая задача, которую решает данное изобретение, - улучшение расходных и прочностных характеристик подвижных площадок уплотнения за счет изменения геометрической формы уплотнения и уменьшения количества пьезоактуаторов для управления зазором. Сущность предлагаемого изобретения: бесконтактное конусно-лепестковое уплотнение с активным управлением зазором содержит корпус, в котором установлены подвижные элементы, выполненные с помощью прорезей, пьезоактуаторы подключенные к источнику питания, связанному с управляющим контроллером, соединенным с датчиком перемещения. Согласно изобретению подвижные элементы выполнены с помощью прорезей во втулке, имеющей внутреннюю цилиндрическую и наружную коническую, переходящую в цилиндрическую, поверхности, при этом втулка установлена в корпусе с возможностью перемещения под действием пьезоактуаторов. Технический результат заключается в уменьшении объема утечек газа, уменьшении количества пьезоактуаторов и повышении ресурса бесконтактного конусно-лепесткового уплотнения за счет исключения колебаний упругих лепестков, что позволяет устранить явление циклической усталости и повысить эффективность работы уплотнения. 4 ил.
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях газотурбинных двигателей и паровых турбин.
Известно бесконтактное пальчиковое уплотнение с активным управлением зазором, содержащее корпус, выполненный в виде двух корпусных дисков, скрепленных вместе заклепками, в котором установлены подвижные элементы, выполненные в кольцевых пластинах с помощью прорезей, пьезоактуаторы, подключенные к источнику питания, связанному с управляющим контроллером, соединенным с датчиком перемещения (патент РФ №2655450, МПК F16J 15/447, опубликовано 28.05.2018 г.).
Недостатком данной конструкции является необходимость применения большого количества пьезоактуаторов (по одному на каждую подвижную площадку), что ведет к существенному усложнению информационно - измерительной системы, а также повышенная циклическая усталость подвижных элементов уплотнения в результате их радиальных деформаций.
Техническая задача, которую решает данное изобретение, - улучшение расходных и прочностных характеристик подвижных площадок уплотнения за счет изменения геометрической формы уплотнения и уменьшения количества пьезоактуаторов для управления зазором.
Поставленная задача достигается тем, что бесконтактное конусно-лепестковое уплотнение с активным управлением зазором содержит корпус, в котором установлены подвижные элементы, выполненные с помощью прорезей, пьезоактуаторы подключенные к источнику питания, связанному с управляющим контроллером, соединенным с датчиком перемещения. Согласно изобретению подвижные элементы выполнены с помощью прорезей во втулке, имеющей внутреннюю цилиндрическую и наружную коническую, переходящую в цилиндрическую, поверхности, при этом втулка установлена в корпусе с возможностью перемещения под действием пьезоактуаторов.
Технический результат заключается в уменьшении объема утечек газа, уменьшении количества пьезоактуаторов и повышении ресурса бесконтактного конусно-лепесткового уплотнения за счет исключения колебаний упругих лепестков, что позволяет устранить явление циклической усталости и повысить эффективность работы уплотнения.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображено бесконтактное конусно-лепестковое уплотнение (продольный разрез); на фиг. 2 изображена втулка; на фиг. 3 изображен продольный разрез бесконтактного конусно-лепесткового уплотнения при выключенном пьезоактуаторе; на фиг. 4 изображен продольный разрез бесконтактного конусно-лепесткового уплотнения при включенном пьезоактуаторе.
Бесконтактное конусно-лепестковое уплотнение (фиг. 1) содержит корпус 1, внутренняя поверхность которого образована конической, переходящей в цилиндрическую поверхностью, втулку 2, имеющую внутреннюю цилиндрическую, поверхность, охватывающую вал 3, и наружную коническую, переходящую в цилиндрическую поверхность. Втулка 2 установлена в корпусе 1 с возможностью перемещения вдоль оси вала 3. Пьезоактуаторы 4 подключены к регулируемому источнику 5 питания, который связан с управляющим контроллером 6 соединенным с датчиком 7 перемещения вала 3. Пьезоактуаторы 4 с одной стороны зафиксированы в корпусе 1 крышкой 8 посредством винтов 9, а с другой стороны пьезоактуаторы 4 контактируют с втулкой 2.
Втулка 2 (фиг. 2) имеет прорези 10 в осевом направлении, расположенные в шахматном порядке, нарезанные равномерно по всей втулке 2, образуя подвижные элементы в виде лепестков 11.
Устройство работает следующим образом.
Контроллер 6 получает от датчика 7 перемещения данные о положении вала 3, на основании которых контроллер 6 определяет вид движения вала 3. Рабочим видом движения является устойчивое движение вала 3. Неблагоприятным видом движения вала 3 является неустойчивое движение, которое может привести к повышенной вибронагрузке, к увеличению потерь на трение и выходу из строя роторной машины. В случае возникновения неустойчивого движения вала 3, контролер 6 подает управляющие сигналы на источник 5 питания, который увеличивает напряжение до определенного значения. Согласно явлению обратного пьезоэлектрического эффекта, линейные размеры пьезоатуаторов 4 при этом увеличиваются. Данное изменение пропорционально напряжению на источнике 5 питания. Под действием пьезоактуаторов 4 втулка 3 перемещается в осевом направлении по принципу клиновой передачи. В процессе движения происходит деформация подвижных лепестков 11, что приводит к возникновению упругих сил деформации и уменьшению радиального зазора между внутренней поверхностью втулки 2 и валом 3. Осевое перемещение втулки 2 происходит до того момента, пока сила, генерируемая пьезоактуаторами 4 в осевом направлении, не скомпенсируется силой упругих деформаций во втулке 2, действующей в том же направлении. При этом происходит уменьшение радиального зазора между втулкой 2 и валом 3 от величины h0 до h (фиг. 3 и 4). В случае, если контроллер 6 фиксирует устойчивое движение вала 3, выше описанные процессы происходят в обратном порядке.
Claims (1)
- Бесконтактное конусно-лепестковое уплотнение с активным управлением зазором, содержащее корпус, в котором установлены подвижные элементы, выполненные с помощью прорезей, пьезоактуаторы, подключенные к источнику питания, связанному с управляющим контроллером, соединенным с датчиком перемещения, отличающееся тем, что подвижные элементы выполнены с помощью прорезей во втулке, имеющей внутреннюю цилиндрическую и наружную коническую, переходящую в цилиндрическую, поверхности, при этом втулка установлена в корпусе с возможностью перемещения под действием пьезоактуаторов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019103905A RU2704145C1 (ru) | 2019-02-12 | 2019-02-12 | Бесконтактное конусно-лепестковое уплотнение с активным управлением зазором |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019103905A RU2704145C1 (ru) | 2019-02-12 | 2019-02-12 | Бесконтактное конусно-лепестковое уплотнение с активным управлением зазором |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2704145C1 true RU2704145C1 (ru) | 2019-10-24 |
Family
ID=68318503
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019103905A RU2704145C1 (ru) | 2019-02-12 | 2019-02-12 | Бесконтактное конусно-лепестковое уплотнение с активным управлением зазором |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2704145C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4303050A1 (en) * | 1992-02-26 | 1993-09-02 | Josef Sedy | Spiral groove face seal |
RU2177572C2 (ru) * | 2000-11-20 | 2001-12-27 | ООО "Самаратрансгаз" | Торцевое бесконтактное уплотнение (варианты) |
RU2294436C1 (ru) * | 2005-11-14 | 2007-02-27 | Иван Соломонович Пятов | Роторная машина с внутренним зацеплением |
RU2655450C1 (ru) * | 2017-02-14 | 2018-05-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И.С. ТУРГЕНЕВА" (ОГУ им. И.С. Тургенева) | Бесконтактное пальчиковое уплотнение с активным управлением зазором |
-
2019
- 2019-02-12 RU RU2019103905A patent/RU2704145C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4303050A1 (en) * | 1992-02-26 | 1993-09-02 | Josef Sedy | Spiral groove face seal |
RU2177572C2 (ru) * | 2000-11-20 | 2001-12-27 | ООО "Самаратрансгаз" | Торцевое бесконтактное уплотнение (варианты) |
RU2294436C1 (ru) * | 2005-11-14 | 2007-02-27 | Иван Соломонович Пятов | Роторная машина с внутренним зацеплением |
RU2655450C1 (ru) * | 2017-02-14 | 2018-05-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И.С. ТУРГЕНЕВА" (ОГУ им. И.С. Тургенева) | Бесконтактное пальчиковое уплотнение с активным управлением зазором |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5670789B2 (ja) | シュラウド付きガスタービンブレードの能動的チップクリアランス制御及び関連方法 | |
KR100413061B1 (ko) | 압전구동기를 이용한 스마트 포일 저널 베어링 | |
JP3486201B2 (ja) | 調節可能ギャップ静圧装置 | |
JP4806075B2 (ja) | 翼配置構造 | |
US20080031730A1 (en) | Bearing for variable pitch stator vane | |
EP3450781A1 (en) | Bearing assembly comprising damper with adjustable seal | |
US10364694B2 (en) | Turbomachine blade clearance control system | |
EP2141392A2 (en) | A seal arrangement | |
JP6421099B2 (ja) | 油圧機械及びその運転方法、並びに再生エネルギー型発電装置 | |
WO2012022952A1 (en) | Ring cam and fluid-working machine including ring cam | |
RU2704145C1 (ru) | Бесконтактное конусно-лепестковое уплотнение с активным управлением зазором | |
CN104454986A (zh) | 超声波气体动压轴承 | |
JP5627818B1 (ja) | 再生可能エネルギ発電装置 | |
JP5832668B2 (ja) | 風力発電装置 | |
CN206115005U (zh) | 一种大型天文望远镜面板促动器 | |
CN110513393A (zh) | 一种轴向间隙可调的止推轴承 | |
RU2605228C1 (ru) | Комбинированная опора | |
Horikawa et al. | An active air bearing: control of radial axis motion and stiffness | |
RU2655450C1 (ru) | Бесконтактное пальчиковое уплотнение с активным управлением зазором | |
RU134992U1 (ru) | Опора ротора газотурбинного двигателя | |
RU2581792C1 (ru) | Комбинированная опора | |
CN113669362A (zh) | 一种主动控制油膜间隙的可倾瓦轴承 | |
US10934884B2 (en) | Assembly for a turbine engine | |
RU2708413C1 (ru) | Многолепестковый мехатронный газодинамический подшипник | |
JPWO2010147096A1 (ja) | 圧電アクチュエータ、レンズ鏡筒およびカメラ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210213 |