Межвальное контактное уплотнение

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.

 

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.

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.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к уплотнительной технике, а именно к уплотнениям турбомашин компрессоров авиационных газотурбинных двигателей, и предназначено для разделения масляной и воздушной сред.

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.

Описано подвижное клапанное устройство (306), имеющее обработанную смазкой поверхность (332). В одном из вариантов осуществления клапан содержит уплотнение (308), имеющее графитовое уплотняющее кольцо (314), расположенное внутри насадки (304) штока или вала гидравлического клапана (302), имеющего обработанную поверхность, которая удерживает смазочный материал.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок.. Контактное графитовое уплотнение ротора турбомашины содержит контактную втулку, установленную на валу, корпус с крышкой, с расположенными в нем уплотнительным кольцом в виде сегментов и осевой пружиной.

Изобретение относится к области уплотнительной техники, в частности к узлам уплотнения механизмов для герметизации кольцевого зазора между корпусом и длинноходным штоком.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок. Техническим результатом является снижение степени износа графитовых колец, упрощение конструкции уплотнения, повышение его надежности при работе.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок. Техническим результатом является снижение трения и износа элементов уплотнения за счет снижения нагрузки на графитовые кольца на пониженных режимах работы турбомашины.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок. Техническим результатом является повышение ресурса графитового уплотнения за счет проскальзывания в зоне контакта графитовых колец относительно контактных колец и втулки.

Изобретение относится к области машиностроения и направлено на совершенствование конструкций клапанов, работающих в условиях высоких температур и давлений и предназначенных для управления вектором тяги летательных аппаратов.

Изобретение относится к уплотнительной прокладке для герметизации фланцевого соединения. .

Узел турбины газотурбинного двигателя летательного аппарата содержит расположенные последовательно первый лопаточный ротор, лопаточный статор и второй лопаточный ротор.

Изобретение относится к области газотурбинных двигателей, их эксплуатации, в частности к средствам герметизации газовоздушного тракта двигателей высокотемпературными уплотнениями.

Изобретение относится к общей области авиационных газотурбинных двигателей, в частности к области присоединяемых полок лопаток вентилятора авиационного газотурбинного двигателя.

Изобретение относится к уплотнениям зазоров проточной части турбомашин, длительно работающих в условиях повышенных температур и высокочастотных вибраций. Прирабатываемая вставка уплотнения турбины выполнена из адгезионно соединенных между собой путем спекания частиц порошкового наполнителя и порошковых добавок.

Неподвижный компонент турбомашины содержит корпус, имеющий базовую поверхность, которая обращена к вращающемуся компоненту турбомашины и имеет фигурные выступы, связующий слой и верхний слой.

Модуль газотурбинного двигателя, содержащий подвижное колесо, установленное с возможностью вращения внутри картера модуля и окруженное сегментированным уплотнительным кольцом (18), которое содержит кольцевой ряд секторов кольца, при этом каждый сектор кольца содержит по меньшей мере один окружной крючок, выполненный с возможностью взаимодействия с кольцевой направляющей крепления картера, при этом модуль дополнительно содержит сегментированную кольцевую защитную прокладку (50), которая установлена между крючками секторов кольца и направляющей картера и содержит кольцевой ряд секторов прокладки, отличающийся тем, что края (60) окружных концов секторов прокладки не совмещены с краями (58) окружных концов секторов кольца вдоль продольной оси модуля.

Группа изобретений относится к системе закрепления детали перед ее герметизацией и/или нанесением на нее истираемого материала и способу закрепления посредством системы.

Изобретение относится к спеченному уплотнительному материалу для газотурбинных двигателей. Материал содержит порошок нитрида бора, порошок нихрома и порошок карбонильного никеля, при этом содержание порошка карбонильного никеля составляет 10-15 мас.% от содержания порошка нихрома.

Изобретение относится к авиадвигателестроению, а именно к конструкции вентиляторов, в частности к межлопаточным платформам вентилятора и способам их изготовления из композиционных материалов.

Осевая турбомашина содержит компрессор со статором, включающий стенку, а также круглый или полукруглый ряд лопаток статора. Стенка выполнена круглой или в виде дуги окружности и содержит направляющую поверхность, предназначенную для направления потока турбомашины.

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.

Наверх