Уплотнительное устройство (варианты)

Авторы патента:

F01D11/00 - Предотвращение или сведение к минимуму внутренних утечек рабочего тела, например между ступенями (уплотнения вообще F16J)

Владельцы патента RU 2771412:

Михайлов Владимир Викторович (RU)

Изобретение относится к уплотнительному устройству и может быть использовано в конструкциях паровых и газовых турбин, а также насосов. Уплотнительное устройство турбины включает корпус с фланцем, канал. На торце корпуса уплотнительного устройства выполнена кольцевая канавка, в которой расположены пружинные тарельчатые шайбы, шайба, сальниковая набивка, выступ крышки ротора. Фланец корпуса прикреплен к корпусу турбины таким образом, чтобы сальниковая набивка соприкасалась с торцевой поверхностью выступа крышки ротора, причем в крышке ротора выполнено отверстие для подвода рабочего тела, а пружинные тарельчатые шайбы оказывают прижимное усилие через шайбу на сальниковую набивку, прижимая ее к торцевой поверхности выступа крышки ротора, образуя герметичное уплотнение. Описан вариант выполнения уплотнительного устройства. Техническим результатом является создание уплотнительного устройства простой и герметичной конструкции, которая исключает влияние износа и деформации сальниковой набивки на штатную работу устройства и имеет малую трудоемкость изготовления и ремонтного обслуживания. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к уплотнительным устройствам, и может быть использовано в конструкциях паровых и газовых турбин, а также насосов.

Известно решение RU 2022188 С1 “Уплотнительное устройство паровой турбины”, МПК F16J 15/44, содержащее вал, на котором размещен пакет колец, образующий выступы и впадины, обращенные к выступам и впадинам на поверхности корпуса. Корпус набран из полых колец, полости которых сообщены между собой перепускными каналами в распределительный коллектор. В кольцах выполнены радиальные питающие отверстия. Полость кольца, удаленного от уплотняемой полости, сообщена посредством штуцера с системой подачи насыщенного пара. На корпусе закреплен фланец с установленным в нем дополнительным уплотнением. Поверхности фланца и корпуса образуют полость, которая соединена посредством штуцера с дренажом.

Недостатком этого технического решения является сложная конструкция, в случае возникновения износа или деформации конструктивных элементов уплотнитель но го устройства, а именно пакета колец на валу и/или пакета колец, который образует корпус устройства, нарушается работа уплотнительного устройства, что требует немедленно производить разбор конструкции и осуществлять регулировку или замену конструктивных элементов устройства. (RU 2022188 С1, http://new.fips.ru).

Известно решение GB 2240817 А “Реакционная реактивная турбина”, МПК F01D 1/32, содержащее ротор в виде вала, имеющий по меньшей мере один осевой канал, и по меньшей мере одно газодинамическое устройство подачи газа в виде подающей трубы, расположенное соосно с валом на расстоянии. По крайней мере, одна жиклерная труба консольно закреплена на валу, и имеет на дистальном конце сопло, которое сообщается с торцевым входом осевого канала ротора, образуя непрерывный газовый канал. Выходная часть газодинамического устройства выполнена в виде сопла.

Недостатком этого технического решения является сложная конструкция, высокая трудоемкость изготовления и ремонтного обслуживания, в случае возникновения износа или деформации конструктивных элементов нарушается работа устройства, что требует немедленно производить разбор конструкции и осуществлять регулировку или замену конструктивных элементов устройства. (GB 2240817 A, https://worldwide.espacenet.com).

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является решение RU 2614946 С2 “Струйно-реактивная турбина”, МПК F01D 1/32, содержащее уплотнительное газодинамическое подводящее устройство имеющее подводящее сопло, а также дополнительно может содержать нижеследующие элементы: заходной участок, сужающийся по потоку до минимального сечения, расположенный в осевом канале вала за торцевым входом; расширяющийся диффузорный участок, расположенный за заходным участком. Причем эти участки выполнены в виде единой втулки, вставляемой в осевой канал вала. Подводящее сопло расположено по оси вала перед торцевым входом с зазором между срезом подводящего сопла и торцевым входом в осевой канал вала. Подводящее сопло снабжено аксиально расположенным в его корпусе центральным телом, выходная часть которого образована конической поверхностью, направленной по потоку рабочего тела. Центральное тело выполнено подвижным в осевом направлении для обеспечения регулирования расхода рабочего тела и соответственно мощности струйно-реактивной турбины. Газовый тракт подводящего сопла образован между поверхностью центрального тела и внутренней поверхностью корпуса и состоит из сужающейся по потоку дозвуковой части с минимальным сечением и расширяющейся по потоку до выходного сечения среза корпуса сверхзвуковой части.

Задача, на которую направлено заявленное решение, это разработка уплотнительного устройства простой и герметичной конструкции, которая исключает влияние износа и деформации сальниковой набивки на штатную работу устройства и имеет малую трудоемкость изготовления и ремонтного обслуживания.

Сущность изобретения

Поставленная задача решается за счет того, что корпус (1) фиг. 2 уплотнительного устройства имеет кольцевую канавку (3), в которой расположены пружинные тарельчатые шайбы (4), шайба (5), сальниковая набивка (6), выступ (9) крышки (7) ротора. Пружинные тарельчатые шайбы (4) оказывают прижимное усилие через шайбу (5) на сальниковую набивку (6), прижимая ее к торцевой поверхности выступа (9) крышки (7) ротора, которая имеет центральное отверстие для подвода рабочего тела, образуя герметичное уплотнение в первом варианте и во втором варианте к боковой цилиндрической поверхности выступа (9) крышки (7) ротора, образуя герметичное уплотнение. Пружинные тарельчатые шайбы (4) имеют рабочий ход, что позволяет оказывать прижимное усилие на сальниковую набивку (6) после изменения ее геометрических параметров вследствие износа или деформации. Наличие шайбы (5) между сальниковой набивкой (6) и пружинными тарельчатыми шайбами (4) позволяет выровнять и увеличить площадь прижима сальниковой набивки (6), а также создать плоскую опорную поверхность для пружинных тарельчатых шайб (4), исключая влияние деформации и износа сальниковой набивки (6) на точку приложения прижимного усилия.

В первом варианте исполнения уплотнительное устройство содержит корпус (1) фиг. 1, который имеет фланец (2) фиг. 2 для фиксации уплотнительного устройства на корпусе турбины. На торце корпуса (1) выполнена кольцевая канавка (3), в которой расположены пружинные тарельчатые шайбы (4), шайба (5), сальниковая набивка (6), выступ (9) крышки ротора (7). Пружинные тарельчатые шайбы (4) оказывают прижимное усилие через шайбу (5) на сальниковую набивку (6), прижимая ее к торцевой поверхности выступа (9) крышки (7), образуя герметичное уплотнение. Крышка ротора (7) имеет отверстие для подвода рабочего тела. Шайба (5) предохраняет поверхность сальникового уплотнения (6) от повреждения, создает плоскую опорную поверхность для пружинных тарельчатых шайб (4) и увеличивает площадь прижима сальниковой набивки (6). Корпус (1) уплотнительного устройства имеет продольный сквозной канал (8) для подачи рабочего тела, выполненный по всей длине корпуса (1).

Во втором варианте исполнения уплотнительное устройство имеет корпус (1) фиг. 3, который содержит фланец (2) для фиксации уплотнительного устройства на корпусе турбины. На торце корпуса (1) выполнена кольцевая канавка (3), в которой расположены сальниковая набивка (6), шайба (5), пружинные тарельчатые шайбы (4) и выступ (9) крышки (7). Сальниковая набивка (6) охватывает внешнюю боковую цилиндрическую поверхность выступа (9) крышки ротора (7). Крышка ротора (7) имеет отверстие для подвода рабочего тела. Пружинные тарельчатые шайбы (4) оказывают прижимное усилие через шайбу (5) на сальниковую набивку (6) прижимая ее к боковой цилиндрической поверхности выступа (9) крышки (7) ротора, образуя герметичное уплотнение. Шайба (5) предохраняет поверхность сальникового уплотнения (6) от повреждения, создает плоскую опорную поверхность для пружинных тарельчатых шайб (4) и увеличивает площадь прижима сальниковой набивки (6). Корпус (1) уплотнительного устройства имеет продольный сквозной канал (8) для подачи рабочего тела, выполненный по всей длине корпуса (1).

Технический результат заключается в создании уплотнительного устройства простой и герметичной конструкции, которая исключает влияние износа и деформации сальниковой набивки на штатную работу устройства и имеет малую трудоемкость изготовления и ремонтного обслуживания за счет того, что корпус уплотнительного устройства имеет кольцевую канавку, в которой расположены пружинные тарельчатые шайбы, шайба, сальниковая набивка, выступ крышки ротора.

Краткое описание чертежей:

на фиг. 1 - схематичное изображение паровой турбины с уплотнительным устройством. Продольный разрез;

на фиг.2 - схематичное изображение уплотнительного устройства. Вид А;

на фиг. 3 - схематичное изображение уплотнительного устройства во втором варианте исполнения. Продольный разрез;

Краткое описание конструктивных элементов:

1 - корпус;

2 - фланец;

3 - кольцевая канавка;

4 - пружинная шайба;

5 - шайба;

6 - сальниковая набивка;

7 - крышка ротора турбины;

8 - канал;

9 - выступ;

Осуществление заявленного решения:

Уплотнительное устройство в первом варианте исполнения работает следующим образом.

Уплотнительное устройство устанавливают на узел вращения, например, ротор, имеющий крышку (7) фиг. 2, в которой выполнено отверстие для подвода рабочего тела, и фланцем (2) крепят устройство к корпусу турбины таким образом, чтобы сальниковая набивка (6) соприкасалась с торцевой поверхностью крышки (7) ротора.

Пружинные тарельчатые шайбы (4) фиг. 2 уплотнительного устройства, зафиксированного на корпусе турбины с помощью фланца (2), оказывают прижимное усилие через шайбу (5) на сальниковую набивку (6), прижимая ее к торцевой поверхности крышки (7) ротора, образуя герметичное уплотнение.

Уплотнительное устройство во втором варианте исполнения работает следующим образом.

Уплотнительное устройство устанавливают на узел вращения, например, ротор, имеющий крышку (7) фиг. 3, в которой выполнено отверстие для подвода рабочего тела, и фланцем (2) крепят устройство к корпусу турбины таким образом, чтобы сальниковая набивка (6) охватывала внешнюю боковую цилиндрическую поверхность выступа (9) крышки (7) ротора.

Пружинные тарельчатые шайбы (4) фиг. 3 уплотнительного устройства, зафиксированного на корпусе турбины с помощью фланца (2), оказывают прижимное усилие через шайбу (5) на сальниковую набивку (6), прижимая ее к боковой цилиндрической поверхности выступа (9), образуя герметичное уплотнение.

1. Уплотнительное устройство турбины, включающее корпус с фланцем, канал, отличающееся тем, что на торце корпуса уплотнительного устройства выполнена кольцевая канавка, в которой расположены пружинные тарельчатые шайбы, шайба, сальниковая набивка, выступ крышки ротора, при этом фланец корпуса прикреплен к корпусу турбины таким образом, чтобы сальниковая набивка соприкасалась с торцевой поверхностью выступа крышки ротора, причем в крышке ротора выполнено отверстие для подвода рабочего тела, а пружинные тарельчатые шайбы оказывают прижимное усилие через шайбу на сальниковую набивку, прижимая ее к торцевой поверхности выступа крышки ротора, образуя герметичное уплотнение.

2. Уплотнительное устройство турбины, включающее корпус с фланцем, канал, отличающееся тем, что на торце корпуса уплотнительного устройства выполнена кольцевая канавка, в которой расположены пружинные тарельчатые шайбы, шайба, сальниковая набивка, выступ крышки ротора, при этом фланец корпуса прикреплен к корпусу турбины таким образом, чтобы сальниковая набивка охватывала внешнюю боковую цилиндрическую поверхность выступа крышки ротора, причем в крышке ротора выполнено отверстие для подвода рабочего тела, а пружинные тарельчатые шайбы оказывают прижимное усилие через шайбу на сальниковую набивку, прижимая ее к боковой цилиндрической поверхности выступа крышки ротора, образуя герметичное уплотнение.

Группа изобретений относится к устройству и способу уплотнения промежутков изменяемой геометрической конфигурации в системах летательного аппарата. Летательный аппарат содержит корпус (316), уплотнение (318) и устройство (320) накопления энергии.

Демпферное уплотнение рабочего колеса газовой турбины // 2764565

Изобретение относится к области энергомашиностроения, конкретно турбостроения, в частности к конструкции рабочих колес охлаждаемых ступеней газовых турбин. Демпферное уплотнение рабочего колеса газовой турбины плотно размещено в полости между полками соседних рабочих лопаток и выступом диска рабочего колеса и разделяет указанную полость на боковые каналы.

Уплотнитель радиального зазора турбомашины // 2756879

Изобретение относится к уплотнителю радиального зазора турбомашины, который содержит основание 1 и сотовый блок 2 с четырехгранными ячейками. Сотовый блок размещен на основании и образует дросселирующий зазор с гребнем ротора 3.

Уплотнительный узел турбины газотурбинного двигателя // 2755447

Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения, а именно к конструкциям уплотнений между соседними деталями в виде полок сопловых лопаток и/или полок рабочих лопаток и/или надроторных проставок. В уплотнительном узле турбины газотурбинного двигателя, содержащем уплотнение, установленное в общей канавке, образованной идентичными канавками, выполненными на торцах соседних деталей, причем концевые участки общей канавки выполнены под углом к ее средней части, согласно настоящему изобретению, для соседних деталей в виде полок сопловых лопаток и/или полок рабочих лопаток и/или надроторных проставок, уплотнение установлено в канавке и состоит из двух уплотнительных элементов, последовательно расположенных в общей канавке, каждый из которых выполнен из двух полос одинаковой ширины, установленных вдоль общей канавки, одна на другой, с контактом, по меньшей мере, по части их наибольших поверхностей и жестко соединенных друг с другом, причем полосы, расположенные на одном уровне, смещены в продольном направлении относительно полос, расположенных на другом уровне с образованием контактных площадок в средней части общей канавки, по которым они контактируют в ходе работы турбины с возможностью их продольного смещения относительно друг друга.

Устройство для герметизации зазора в турбомашине, газовая турбина и герметизирующая конструкция // 2753264

Изобретение относится к герметизации в турбомашине. Описана система герметизации для герметизации зазора (G1, G2) в турбомашине (1) между первым конструктивным элементом (21; 23) и вторым конструктивным элементом (31).

Радиальный запирающий элемент для уплотнения ротора паровой турбины, соответствующий узел и паровая турбина // 2744396

Предлагаются запирающий элемент (20, 40) ротора, а также соответствующий узел (22) и паровая турбина (2). Конкретные варианты выполнения содержат запирающий элемент (20, 40) ротора, предназначенный для удерживания окружного уплотнения (24) в паровой турбине (2) и имеющий основную часть (26), первое плечо (28), проходящее от основной части (26), второе плечо (30), проходящее от основной части (26), причем первое плечо (28), второе плечо (30) и основная часть (26) ограничивают пространство (32), расположенное в осевом направлении между первым плечом (28) и вторым плечом (30), при этом запирающий элемент также имеет выступ (34), проходящий от второго плеча (30) в осевом направлении от указанного пространства и выполненный с размерами, обеспечивающими его контакт с радиально внутренней поверхностью окружного уплотнения (24).

Радиальный запирающий элемент для уплотнения ротора паровой турбины, соответствующий узел и паровая турбина // 2743065

Изобретение относится к паровым турбинам, в частности к уплотнительным устройствам в паровых турбинах. Различные варианты выполнения содержат запирающий элемент (20) ротора, а также соответствующий узел и паровую турбину (2).

Фланцевый компонент для газотурбинного двигателя // 2742013

Настоящее изобретение в целом относится к фланцевому компоненту для газотурбинного двигателя и относится к фланцевому компоненту с резьбовыми отверстиями со сниженным напряжением для узла сопряжения фланцевых компонентов. Фланцевый компонент (70) для газотурбинного двигателя (100) содержит корпус (79) фланца с сопрягаемой поверхностью (71) фланца и множеством резьбовых компонентов.

Пластически деформирующийся кольцевой обтекатель ступицы лопаточного колеса газовой турбины // 2737272

Кольцевой обтекатель (10) лопаточного колеса (80), содержащий проходящую в осевом направлении кольцевую стенку (10А), при этом указанная стенка (10А) имеет множество вырезов (12), выполненных в осевом направлении, причем каждый вырез (12) выполнен с возможностью захождения в него передней кромки (82А) или задней кромки лопатки (82).

Запирающий элемент для уплотнения ротора паровой турбины, соответствующий узел и паровая турбина // 2735395

Изобретение относится к паровым турбинам, в частности к вращающимся уплотнительным устройствам в паровых турбинах. Запирающий элемент (20) ротора (22) предназначен для удерживания окружного уплотнения (24) в паровой турбине и имеет основную часть (26) с главной осью.

Проставка с поперечными шпонками, препятствующая вращению // 2773854

В настоящем изобретении предложена проставка с поперечными шпонками, предотвращающая вращение, для использования в газотурбинном двигателе (100). Диск компрессора в сборе (220) может иметь кольцо (240) с поперечными шпонками, имеющее несколько шпонок (241), зубцов, или зубьев, чередующихся с несколькими зазорами (242) с образованием поверхности (260) с поперечными шпонками. Шпонки или зубцы поверхности с поперечными шпонками могут входить в зацепление с соответствующими зубцами (243), выполненными на проставке (230) ротора компрессора в сборе (210). Зубцы проставки в сочетании с зубцами или шпонками кольца с поперечными шпонками могут препятствовать вращению проставки (230) и диска (221) компрессора относительно друг друга. Это дает особенные преимущества во время переходных режимов, таких как пуск и останов газотурбинного двигателя. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.