RU2708279C1 - Межвальное контактное уплотнение - Google Patents
Межвальное контактное уплотнение Download PDFInfo
- Publication number
- RU2708279C1 RU2708279C1 RU2018131428A RU2018131428A RU2708279C1 RU 2708279 C1 RU2708279 C1 RU 2708279C1 RU 2018131428 A RU2018131428 A RU 2018131428A RU 2018131428 A RU2018131428 A RU 2018131428A RU 2708279 C1 RU2708279 C1 RU 2708279C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotors
- rotation
- contact
- shaft
- rings
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
-
- 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
- F16J15/26—Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for rigid sealing rings
- F16J15/30—Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for rigid sealing rings with sealing rings made of carbon
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Sealing (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к авиационному двигателестроению, а именно к уплотнениям масляных полостей опор роторов газотурбинных двигателей. Задача по расширению арсенала технических средств - надежных межвальных контактных уплотнений соосных высокоскоростных роторов со встречным направлением вращения и повышению их надежности решается межвальным контактным уплотнением масляной полости опоры соосных высокоскоростных роторов встречного направления вращения турбомашины, содержащим графитовые уплотнительные кольца 8, контактирующие с торцевыми контактными поверхностями валов 9, 10, причем в валу 5 одного из роторов установлена обойма 7 с возможностью ее вращения относительно общей оси вращения роторов 14, а графитовые уплотнительные кольца 8, с упругим элементом между ними 11, установлены в обойме в фиксированном угловом положении. 2 ил.
Description
Изобретение относится к авиационному двигателестроению, а именно к уплотнениям масляных полостей опор роторов газотурбинных двигателей.
Известно радиально-торцевое контактное уплотнение опоры турбомашины, содержащее установленные на роторе турбомашины два упругих графитовых кольца с поперечными разрезами и два контактных кольца, торцевые поверхности которых выполнены контактирующими с соответствующими торцевыми поверхностями упругих графитовых колец. На роторе между контактными кольцами установлена распорная втулка. Уплотнение дополнительно содержит упругое кольцо с поперечным разрезом, контактирующее своими наружными коническими поверхностями с соответствующим коническим внутренними поверхностями упругих графитовых колец. Уплотнительная втулка своей внутренней цилиндрической поверхностью контактирует с наружной цилиндрической поверхностью упругих графитовых колец с поперечными разрезами (патент РФ №2 525 370, МПК F16J 15/30, F01D 11/00, опубл. 10.08.2014 г.).
Наиболее близким предлагаемому техническому решению является радиально-торцевое контактное уплотнение опоры турбомашины, содержащее установленные на роторе турбомашины два упругих графитовых кольца с поперечными разрезами и два контактных кольца, торцевые поверхности которых выполнены контактирующими с соответствующими торцевыми поверхностями упругих графитовых колец На роторе между контактными кольцами установлена распорная втулка. Уплотнение содержит третье упругое графитовое кольцо с поперечным разрезом, расположенное между упомянутыми упругими графитовыми кольцами, наружная цилиндрическая поверхность которого выполнена контактирующей с внутренней цилиндрической поверхностью уплотнительной втулки. Это кольцо контактирует своими внутренними коническими поверхностями с соответствующими коническими наружными поверхностями упругих графитовых колец (патент РФ №2516729, МПК F16J 15/30, F01D 11/00, опубл. 10.05.2014 г.).
Недостаток известных устройств состоит в том, что из-за отсутствия взаимной фиксированной угловой ориентации графитовых колец, в условиях работы межвального уплотнения соосных высокоскоростных роторов со встречным направлением вращения возможно достижение высокого уровня их скоростей скольжения относительно контактных колец, соответствующего сумме частот вращения роторов, с произвольным его изменением при смене режима работы турбомашины. Это ограничивает работоспособность известных устройств и снижает их надежность.
Предлагаемое изобретение направлено на повышение надежности межвального контактного уплотнения соосных высокоскоростных роторов со встречным направлением вращения.
При создании данного изобретения решается задача расширения арсенала технических средств - надежных межвальных контактных уплотнений соосных высокоскоростных роторов со встречным направлением вращения.
Поставленная задача решается тем, что в межвальном контактном уплотнении масляной полости опоры соосных высокоскоростных роторов встречного направления вращения турбомашины, содержащем графитовые уплотнительные кольца, контактирующие с торцевыми контактными поверхностями валов, в валу одного из роторов установлена обойма с возможностью ее вращения относительно общей оси вращения роторов, а графитовые уплотнительные кольца, с упругим элементом между ними, установлены в обойме в фиксированном угловом положении.
На фиг. 1 показано межвальное контактное уплотнение в разрезе; на фиг. 2 показано сечение А-А на фиг. 1 в увеличенном виде.
Межвальное контактное уплотнение масляной полости 1 опоры 2 с подшипниками 3 и 4 валов соосных роторов высокого 5 и низкого давления 6, соответственно, содержит обойму 7, установленную с зазором в цилиндрической расточке (не показана), выполненной в валу ротора высокого давления 5. Внутри обоймы 7 установлены графитовые уплотнительные кольца 8, контактирующие с соответствующими торцевыми контактными поверхностями 9 и 10 валов соосных роторов высокого 5 и низкого давления 6. Между графитовыми уплотнительными кольцами 8 расположен упругий элемент в виде пружины 11. Для фиксации графитовых колец 8 в угловом положении на внутренней поверхности обоймы 7 и на графитовых уплотнительных кольцах 8 выполнены сопряженные пазы 12 и выступы 13. Вращение обоймы 7 относительно общей оси вращения роторов 14 обеспечено за счет образования цилиндрической наружной поверхностью обоймы 7 и цилиндрической расточкой (не показана), выполненной в валу ротора высокого давления 5, подшипника скольжения. В опоре 2 установлена форсунка 15 с соплом 16 для подачи масла в заборник 17, расположенный в валу ротора высокого давления 5. В валу ротора высокого давления 5 выполнены радиальные отверстия 18, сообщающиеся с масляной полостью 1.
Межвальное контактное уплотнение масляной полости опоры соосных высокоскоростных роторов встречного направления вращения турбомашины работает следующим образом.
При работе валы роторов высокого 5 и низкого давления 6 посредством подшипников 3 и 4 вращаются в опоре 2 относительно общей оси вращения роторов 14, навстречу друг другу с частотами вращения ωвд и ωнд соответственно, при этом абсолютное значение частоты вращения ротора высокого давления 5, как правило, выше частоты вращения ротора низкого давления 6, т.е. ωвд > ωнд. Торцевые поверхности 9 и 10 валов и графитовых уплотнительных колец 8 попарно контактируют между собой под действием усилия пружины 11. Идентичные геометрические размеры торцевых контактных пар «вал - графитовое уплотнительное кольцо» и равенство усилий со стороны пружины (упругого элемента) 11 обеспечивают равенство моментов трения скольжения в торцевых контактных парах «вал - графитовое уплотнительное кольцо». Вследствие этого обойма 7 в абсолютном движении имеет скорость вращения близкую к нулю, а валы роторов высокого 5 и низкого давления 6 вращаются относительно нее в противоположном направлении с частотой, равной ω = (ωвд + ωнд)/2, в том числе при изменении режима работы турбомашины и скоростей вращения ее роторов. При этом взаимная фиксированная угловая ориентация графитовых уплотнительных колец 8 сопряженными пазами 12 и выступами 13 обеспечивает уровень их скоростей скольжения относительно торцевых контактных поверхностей 9 и 10 валов соосных роторов высокого 5 и низкого давления 6, соответствующий частоте вращения ω = (ωвд + ωнд)/2, что повышает надежность межвального контактного уплотнения соосных высокоскоростных роторов со встречным направлением вращения.
Подшипник скольжения, образованный наружной поверхностью обоймы 7 и сопряженной цилиндрической поверхностью расточки (не показана) в валу ротора высокого давления 5, смазывается маслом, поступающим из сопла 16 форсунки 15 в заборник 17, при этом масло из подшипника скольжения удаляется под действием центробежных сил по радиальным отверстиям 18 в масляную полость 1.
Имеющие место при смене режима работы турбомашины взаимные смещения роторов высокого 5 и низкого давления 6 в осевом направлении компенсируются адекватным смещением графитовых уплотнительных колец 8 относительно обоймы 7 под действием усилия пружины 11 с обеспечением их постоянного контакта с соответствующими торцевыми контактными поверхностями 9 и 10 валов соосных роторов высокого 5 и низкого давления 6, что исключает произвольное изменение скоростей скольжения при смене режима работы турбомашины.
Таким образом, предлагаемое изобретение повышает надежность межвального контактного уплотнения соосных высокоскоростных роторов со встречным направлением вращения и обеспечивает расширение арсенала технических средств - надежных межвальных контактных уплотнений соосных высокоскоростных роторов со встречным направлением вращения.
Claims (1)
- Межвальное контактное уплотнение масляной полости опоры соосных высокоскоростных роторов встречного направления вращения турбомашины, содержащее графитовые уплотнительные кольца, контактирующие с торцевыми контактными поверхностями валов, отличающееся тем, что в валу одного из роторов установлена обойма с возможностью ее вращения относительно общей оси вращения роторов, а графитовые уплотнительные кольца, с упругим элементом между ними, установлены в обойме в фиксированном угловом положении.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018131428A RU2708279C1 (ru) | 2018-08-30 | 2018-08-30 | Межвальное контактное уплотнение |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018131428A RU2708279C1 (ru) | 2018-08-30 | 2018-08-30 | Межвальное контактное уплотнение |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2708279C1 true RU2708279C1 (ru) | 2019-12-05 |
Family
ID=68836381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018131428A RU2708279C1 (ru) | 2018-08-30 | 2018-08-30 | Межвальное контактное уплотнение |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2708279C1 (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 |
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 |
RU2452270C1 (ru) * | 2011-02-21 | 2012-06-10 | Олег Иванович Квасенков | Способ производства консервов "приправа к тушеному мясу с макаронами" |
RU2516729C1 (ru) * | 2013-03-20 | 2014-05-20 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" Российская Федерация | Радиально-торцевое контактное уплотнение опоры турбомашины |
RU2525370C1 (ru) * | 2013-06-06 | 2014-08-10 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Радиально-торцевое контактное уплотнение опоры турбомашины |
-
2018
- 2018-08-30 RU RU2018131428A patent/RU2708279C1/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 |
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 |
RU2452270C1 (ru) * | 2011-02-21 | 2012-06-10 | Олег Иванович Квасенков | Способ производства консервов "приправа к тушеному мясу с макаронами" |
RU2516729C1 (ru) * | 2013-03-20 | 2014-05-20 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" Российская Федерация | Радиально-торцевое контактное уплотнение опоры турбомашины |
RU2525370C1 (ru) * | 2013-06-06 | 2014-08-10 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Радиально-торцевое контактное уплотнение опоры турбомашины |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2687474C2 (ru) | Компрессор газотурбинного двигателя, содержащий лопатки с изменяемым углом установки | |
EP3232011A1 (en) | Hydrodynamic carbon face seal pressure booster | |
WO2007021838A1 (en) | Turbocharger shaft bearing system | |
US20180291815A1 (en) | Reduced friction intershaft seal assembly | |
KR101970400B1 (ko) | 공기 베어링 및 회전체 시스템 | |
US11156294B2 (en) | Controlled gap seal with surface discontinuities | |
EP3163017B1 (en) | Intershaft seal assembly | |
US4754983A (en) | Sealing apparatus between rotatable coaxial inner and outer shafts of a gas turbine engine | |
RU2632066C2 (ru) | Устройство для обеспечения уплотнения между коаксиальными валами турбомашины | |
RU2303148C1 (ru) | Узел межвальной опоры газотурбинного двигателя | |
RU2525370C1 (ru) | Радиально-торцевое контактное уплотнение опоры турбомашины | |
RU2708279C1 (ru) | Межвальное контактное уплотнение | |
RU2425270C1 (ru) | Радиально-торцевое контактное уплотнение опоры турбомашины | |
RU2579646C1 (ru) | Упругодемпферная опора ротора турбомашины | |
RU2657105C2 (ru) | Цапфа для турбины высокого давления и турбореактивный двигатель, включающий в себя такую цапфу | |
EP3865741B1 (en) | Labyrinth seal with variable seal clearance | |
RU2529278C1 (ru) | Межвальное радиально-торцевое контактное уплотнение | |
RU2623675C1 (ru) | Упругодемпферная опора ротора турбомашины | |
RU2211345C1 (ru) | Газотурбинный двигатель | |
RU2598966C1 (ru) | Торцовое газодинамическое уплотнение опоры ротора турбомашины | |
RU2578939C1 (ru) | Радиально-торцевое уплотнение ротора турбомашины | |
RU2649280C1 (ru) | Комбинированный радиальный подшипник с широким диапазоном рабочих скоростей и нагрузок (варианты) | |
RU2257493C2 (ru) | Компрессор газотурбинного двигателя | |
RU2623627C1 (ru) | Направляющий аппарат осевого компрессора | |
RU2742849C1 (ru) | Передняя опора ротора турбины низкого давления двухвального газотурбинного двигателя |