Опорно-уплотнительный узел турбомашины
Изобретение позволяет повысить надежность и зконо ичность турбомашины. Кольцо (к) 11 расположено в промежуточной камере с образованием двух сообщающихся между собой полостей 12 и I3 и контактирует с плавающим К 8 и втулкой 9. Полость 12 со стороны опорного кольца 5 сообщена с дросселирующими отверстиями 7. К 8 м.б. выполнено составным из внутренней 14 и наружной 15 частей, снабженных равномерно расположенными по окружности осевыми отверстиями 16 и сообщенными с ними радиальньми отверстиями 17, 18. Уплотняющая жидкость из отверстия 18 выходит перпендикулярно валу 4, создавая повышенное давление за счет торможения жидкости, что уменьшает вероятность прорьша газа из уплотняемой камеры 19. Далее поток жидкости разделяется и его меньшая часть проходит через рабочий зазор 3 между валом и К8. Возникающий перепад давления прогибает стенки отверстия 16, в результате чего создается клиновидность в зазоре, повышающая центрирующую силу К8. Отверстия 16 расположены недалеко от зазос ра К8 и имеют большую поверхность теплообмена, что позволяет лучше отводить тепло и снизить т-ру жидкости в зазоре К 21, уменьшить ее расход в камеру 19, повысить гидродинамическую центрирующую силу КЗ за счет повьппения вязкости жидкости. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. § сл
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А1
ÄÄSUÄÄ1 72104
ВГ Т,Sqg
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ гг spry
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4119577/25-06 (22) 24.06.86 (46) 07.02.88. Бюл. II- 5 (71) Казанский химико-технологический институт им.С.M.ÊèðîBà (72) В,А.Максимов, Н.Д.Федоренко и Е.ПвГаев (53) 621,515(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
II 1125392, кл. F 04 D 29/04, 1984. (54) ОПОРНО-УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ТУРБОМАШИНЫ (57) Изобретение позволяет повысить надежность и экономичность турбомашины. Кольцо (К ) 11 расположено в промежуточной камере с образованием двух сообщающихся между собой полостей 12 и 13 и контактирует с плаваю— щим К 8 и втулкой 9. Полость 12 со стороны опорного кольца 5 сообщена с дросселирующими отверстиями 7. К 8 м.б. выполнено составным из внутренней 14 и наружной 15 частей, снабженных равномерно расположенными по ок(11 4 F 04 D 29/04, F 01 D 25/16, F 16 3 15/34 ружности осевыми отверстиями 16 и сообщенными с ними радиальными отверстиями 17, 18. Уплотняющая жидкость из отверстия 18 выходит перпендикулярно валу 4, создавая повышенное давление за счет торможения жидкости, что уменьшает вероятность прорыва газа из уплотняемой камеры 19. Далее поток жидкости разделяется и его меньшая часть проходит через рабочий зазор 3 между валом и К8. Возникающий перепад давления прогибает стенки отверстия 16, в результате чего создается клиновидность в зазоре, повышающая центрирующую силу К8. Отверстия 16 расположены недалеко от эазо<О ра К8 и имеют большую поверхность теплообмена, что позволяет лучше отводить тепло и снизить т-ру жидкости в зазоре К 21, уменьшить ее расход в камеру 19, повысить гидродинамическую центрирующую силу К8 эа счет повышения вязкости жидкости. 2 э.п. ф-лы, р
1 ил.
72104 2 стия, охлаждая плавающее кольцо. Из отверстий 18 жидкость выходит перпендикулярно валу 4, создавая повышен5
1r
1 13
Изобретение относится к турбостроению, в частности к опорно-уплотнительным узлам турбомашин.
Целью изобретения является повышение надежности и экономичности.
На чертеже представлен опорноуплотнительный узел, продольный разрез.
Опорно-уплотнительный узел турбомашины содержит корпус 1 с полостью
2 подвода жидкости, жестко закрепленное в корпусе 1 с зазором 3 относительно вала 4 опорное кольцо 5 с несущими камерами 6 и дросселирующими отверстиями 7, уплотнительное плавающее кольцо 8, образующее с опорным кольцом 5 промежуточную камеру, и контактирующую с корпусом 1 и опор- ным кольцом 5 втулку 9 с радиальными отверстиями 10, сообщающими полость
2 подвода жидкости с промежуточной камерой.
Кроме того, узел снабжен дополнительным кольцом 11, расположенным в промежуточной камере с образованием двух сообщаюшихся между собой полостей 12 и 13. Дополнительное кольцо ll контактирует с плавающим кольцом 8 и втулкой 9 и зафиксировано относительно последней в осевом направлении, причем полость 12 со стороны опорного кольца 5 сообщена с дросселирующжчи отверстиями 7. Плавающее кольцо может быть выполнено составным из внутренней 14 и наружной 15 частей, снабженных равномерно расположенными по окружности осевыми отверстиями 16 и сообщенными с ними радиальными отверстиями 17 и 18, и полости сообщены между собой через последние. Внутренняя часть 14 плавающего кольца может быть выполнена из материала с большим коэффициентом теплопроводности, чем наружная часть
15. Кроме того узел содержит уплотняемую камеру 19 и полость 20 с атмосферным давлением, резиновые уплотнительные кольца 21 стопорное разрезное кольцо 22 и штифт 23, фиксирующий плавающее кольцо от проворота.
Опорно-уплотнительный узел работает следующим образом.
Уплотняющая жидкость поступает в полость 2, откуда через отверстия 10 во втулке 9 поступает в полость 13.
Дополнительное кольцо ll направляет весь поток жидкости через радиальные
l7, осевые 16 и радиальные 18 отверное давление за счет торможения жидкости, что уменьшает вероятность прорыва газа из уплотняемой камеры 19.
Далее жидкость течет в двух направлениях. Большая часть жидкости попадает в полость 12, а меньшая часть уулотняющей жидкости проходит через радиальный рабочий зазор 3 между валом и уплотнительным плавающим кольцом и сливается в уплотняемую камеру
19. Так как давление в рабочем зазоре
3 меньше, чем в отверстиях 16, то под действием перепада давления стенки отверстий 16 прогибаются, что создает клиновидность в зазоре, повышающую центрирующую силу плавающего кольца. Из полости 12 жидкость поступает а зазор 3 между валом 4 и опорным кольцом 5 двумя путями:вдоль вала 4, а также через дросселирующие отверстия 7 и несущие камеры 6 и сливается в полость 20 с атмосферным давлением. Зазор 3 очень мал, поэто— му при вращении вала из-за гидродинамического трения выделяется большое количество тепла. Частично это тепло уносится потоком жидкости, протекающей через зазор 3 в сторону уплотняемой камеры 19, Основной поток тепла через внутреннюю часть 14 плавающего кольца передается уплотняющей жидкости, протекающей по отверстиям 16. Осевые отверстия 16 расположены недалеко от рабочего зазора плавающего кольца и имеют большую поверхность теплообмена, что позволяет лучше отводить тепло и снизить температуру жидкости в зазоре уплотнительного кольца, уменьшить ее расход в уплотняемую камеру 19 и повысить гидродинамическую дентрирующую силу уплотнительного плавающего кольца за счет повьппения вязкости жидкости. Последнее приводит к уменьшению износа кольца и повьппению долговечности опорно-уплотнительного узла. Уменьшается также эксцентриситет вала 4 в уплотнительном плавающем кольце, что снижает опасность прорыва газа из уплотняемой камеры в полость 20 с атмосферным давлением.Кроме того, для охлаждения плавающего уплотнительного кольца используется вся жидкость, поступающая в опорноуплотнительный узел.
Составитель Н.Огарко
Редактор О. Головач Техред Г1. Ходанич Коррек тор В. Бутяга
Заказ 467/30 Тираж 574 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5
Производственно-полиграфическое предприятие,г,ужгород,ул,Проектная,4
13721
Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я
l, Опорно-уплотнительный узел турбомашины, содержащий корпус с по.> лос тью подвода жидкости, жестко э акрепленное в корпусе с зазором относительно вала опорное кольцо с несущими камерами и дросселирующими отверстиями, уплотнительное плавающее lð кольцо, образующее с опорным кольцом промежуточную камеру и контактирующую с корпусом и опорным кольцом втулку с радиальными отверстиями, сообщающими полость подвода жидкости с промежуточной камерой, о т л и— чающий с я тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, узел снабжен дополнительным кольцом, расположенным в промежуточной камере 2р с образованием двух сообщенных между
04
4 собой полостей, контактирующим с плавающим кольцом и втулкой и зафиксированным относительно последней в осевом направлении, причем полость со стороны опорного кольца сообщена с дросселирующими отверстиями.
2. Узел по п ° l о т л и ч а юшийся тем, что плавающее кольцо выполнено составным из внутренней и наружной частей, снабженных равномерно расположенными по окружности осевыми и сообщенными с ними радиальными отверстиями, и полости сообщены между собой через последние, 3. Узел по пп .l и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что внутренняя часть плавающего кольца выполнена иэ материала с большим коэффициентом теплопроводности, чем наружная.
