Уплотнительный элемент бесконтактного уплотнения радиального зазора турбомашины

 

Изобретение относится к турбостроению , в частности к уплотнениям радиальных зазоров в турбомашинах Цель изобретения - уменьшение перетечек Уплотнительный элемент радиальных зазоров состоит из кольца с уплотнительным слоем 2 на его внутренней поверхности, на котором нанесены выступы в виде пирамид, смещенные в смежных рядах относительно друг друга на половину расстояния между осями соседних пирамид, причем длина стороны верхнего основания пирамиды равна половине стороны нижнего основания 1 з п ф-лы. 4 ил w Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4880818/06 (22) 06.11.90 (46) 23.07.92, Бюл, N 27 (71) Омский филиал Научно-исследовательского института технологии и организации производства двигателей (72) З.И.Барский (56) Скубачевский Г.С. Авиационнйе газотурбиййые двигатели. — М.; Машиностроение, 1981, с.144-148.

Патент США

N. 4652209, кл. F 01 О 11/01,.опублик, 1987,,5U 174949б А1

rsr1s F 01 0 11/08 — —;т- ",n8.

2 (54) УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ 6ЕСКОНТАКТНОГО УПЛОТЙЕНИЯ РАДИАЛЬНОГО ЗАЗОРА ТУРБОМАШИНЫ (57) Изобретение относится к турбостроению, в частности к уплотнениям радиальных зазоров в турбомашинах, Цель изобретения — уменьшение перетечек. Уплотнительный элемент радиальных зазоров Состоит из кольца с уп1лотнительным слоем 2 йа его внутренней поверхности; на котором нане. сены выстуйы в виде пирамид, смещенные в смежных рядах относительно друг друга на половину расстоянья между осями соседних пирамид, причем длина Стороны верхнего основания пирамиды равна половине стороны нижнего основания. 1 з.п. ф-лы.

4 ил, 1749496

Изобретение относится к турбостроению, в частности к уплотнениям радиальных зазоров.

Известны уплотнительные элементы радиальных зазоров турбомашины.

Недостатком известных уплотнительных элементов является, то что они допускают высокую скорость утечки газа (воздуха) в зазоре между вращающимся набором лопаток и уплотнительным элементом, особенно в начальные периоды работы турбомашины, когда на зазор слабо влияют температурные поля и центробежные силы.

Наиболее близкими к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является уплотнительный элемент радиальных зазоров турбомашины, выполненный в виде кольца с уплотнительным слоем на внутренней поверхности, имеющим шероховатость, образованную осевыми рядами выступов в форме усеченных пирамид.

Недостатком известного элемента является то, что взаимно перпендикулярные прямолинейные каналы позволяют газу (воздуху) протекать в осевом направлении между насечками, практически мало исп ытывая сопротивление в рядах иасечек, что снижает КПД турбомашины, Целью изобретения является уменьшение перетечек.

На фиг.1 представлен уплотнительный элемент; на фиг,2 — разрез А —,А на фиг.1; на фиг.3 — усеченные пирамиды, план; на фиг,4 — то же, при их смещении по рядам, аксонометрия.

Уплотнительный элемент радиальных зазоров турбомашины выполнен в виде кольца 1 с уплотнительным слоем 2 на внутренней поверхности 3 кольца, имеющей шероховатость 4, образованную осевыми рядами 5 и 6 усеченных пирамид 7, причем пирамиды в смежных рядах 5 и 6 и т.д. смещены относительно друг друга на величину 1/2 С, где С вЂ” половина расстояния между осями соседних пирамид, при этом длина стороны 8 верхнего 9 пирамиды равна половине длины стороны 10 нижнего основания 11.

Уплотнительный элемент работает следующим образом, Рабочая среда действия под усилием газодинамического напора приводит Во вращение лопаточную решетку ротора (не показано). Концы лопаток под действием

5 термических факторов, центробежных сил касаются пирамид и срезают часть мягкого слоя уплотнения, оставляя при этом минимальный радиальный зазор. Однако КПД турбомашины уменьшено на величину. эа10 висящую от величины потерь, происходящих от утечки газодинамического напора в радиальных зазорах. Газ (воздух), поступая . в каналы, образованные смежными пирамидамии, обтекая грани пирамид, поступает во

15 второй ряд, где на своем пути встречает препятствие в виде грани пирамиды. смещенной относительно аналогичной грани первого ряда на величину, равную половине расстояния между осями соседних пира20 мид. В месте контакта с гранью второго ряда газ (воздух) резко тормозится, а затем начинает обтекать грань второго ряда. перетекая в следующий ряд, и цикл повторяется.

При торможении потока происходит его

25 закрутка, неупорядоченное перемешивание. Чем дальше от входа потока, тем слабее гаэодинамический напор и, таким образом, меньше утечки среды через радиальный зазор. Стопоренный поток отводится в газоди30 намический тракт вращающейся решетки. усиливает напор и повышает КПД турбомашины.

Формула изобретения

1. Уплотнительный элемент бесконтактного уплотнения радиального зазора турбомашины, содержащий кольцо с уплотнительным слоем на внутренней поверхности, 40 имеющим шероховатость, образованную осевыми рядами выступов в форме усеченных пирамид, от л и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения перетечек, усеченные пирамиды в смежных рядах смещены друг

45 относительно друга на расстояние, равное. половине расстояния между осями соседних усеченных пирамид.

2, Элемент поп.1, отл ич а ю щи йс я тем, что длина стороны верхнего основания

50 каждой усеченной пирамиды равна половине длины стороны нижнего основания, 1749496