ЛАБИРИНТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ Российский патент 2003 года по МПК F16J15/44 

Изобретение относится к области двигателестроения. Оно может быть использовано в лопаточных машинах для совершенствования их рабочего процесса за счет уменьшения перетекания рабочего тела из области повышенного давления в область пониженного давления через зазор между ротором и статором.

Известно воздушное лабиринтное уплотнение, содержащее прямые гребешки [1, 2] . Оно обеспечивает частичное уменьшение перетекания рабочего тела из области повышенного давления в область пониженного давления.

Недостатком указанного лабиринтного уплотнения является низкая его эффективность в силу малой интенсивности вихревых потоков в пространстве между зубьями и малого гидравлического сопротивления, создаваемого прямыми гребешками.

Известно воздушное лабиринтное уплотнение с гребешками, расположенными под углом к оси вращения [1], обеспечивающее более высокий эффект дросселирования рабочего тела, перетекающего из области повышенного давления в область пониженного давления.

Недостатком указанного лабиринтного уплотнения также является сравнительно низкая его эффективность в силу малой интенсивности вихревых потоков в полостях между наклонными гребешками и малого гидравлического сопротивления.

Анализ проведенных экспериментов показал, что эффективность лабиринтного уплотнения может быть повышена за счет увеличения гидравлического сопротивления потока рабочего тела на входе в лабиринтное уплотнение.

Задачей изобретения является повышение эффективности лабиринтного уплотнения за счет организации вихревого движения потока рабочего тела на входе в лабиринтное уплотнение посредством генератора вихрей.

Решаемая задача достигается введением перед первым гребешком лабиринтного уплотнения генератора вихрей, установленного на поверхности внутреннего силового кольца направляющего аппарата.

Появление предлагаемого конструктивного признака (генератора вихрей, установленного на поверхности внутреннего силового кольца направляющего аппарата) соответствует одному из критериев изобретения и позволяет получить новый положительный эффект - дополнительное увеличение гидравлического сопротивления лабиринтного уплотнения. Это отвечает одному из основных требований к изобретательскому уровню.

Элементом новизны является установка на поверхности внутреннего силового кольца направляющего аппарата перед первым гребешком лабиринтного уплотнения генератора вихрей, создающего предварительную закрутку потока рабочего тела и увеличивающего гидравлическое сопротивление предлагаемого лабиринтного уплотнения.

На чертеже изображено предлагаемое лабиринтное уплотнение с генератором вихрей, создающим предварительную закрутку потока перед первым гребешком. Оно представлено в совокупности с фрагментом осевого компрессора, включающего корпус 1, рабочее колесо 2, направляющий аппарат 3, рабочее колесо 4 и поверхность барабана ротора компрессора 5. Лабиринтное уплотнение представляет собой совокупность гребешков 6, наклонных к продольной оси вращения ротора, внутреннего силового кольца 7 направляющего аппарата 3 и генератора вихрей 8, установленного на поверхности внутреннего силового кольца 7 направляющего аппарата 3.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Под воздействием перепада давления рабочее тело из полости за направляющим аппаратом 3 перетекает через зазор между поверхностью внутреннего силового кольца 7 и гребешками 6 на вход в направляющий аппарат 3. Дросселирующий эффект, противостоящий перетеканию рабочего тела, создается как за счет гидравлического сопротивления гребешков 6, так и за счет гидравлического сопротивления, создаваемого генератором вихрей 8. Вихрь 9, созданный генератором вихрей 8, обеспечивает предварительное дросселирование перетекаемому потоку до входа его в проточную часть лабиринтного уплотнения.

Установка генератора вихрей 8 перед первым гребешком лабиринтного уплотнения обеспечивает увеличение суммарной интенсивности вихреобразования и повышает эффективность предлагаемого лабиринтного уплотнения на 4...6%.

ЛИТЕРАТУРА
1. Скубачевский Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей. - М.: Машиностроение, 1981, с. 98, рис.3.43а - прототип.

2. Локай В.И. и др. Газовые турбины двигателей летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1979, с. 121, рис.6.3.

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в лопаточных машинах для совершенствования их рабочего процесса. Лабиринтное уплотнение, содержащее гребешки, расположенные под углом к оси вращения, отличается тем, что перед первым гребешком лабиринтного уплотнения введен генератор вихрей, установленный на поверхности внутреннего силового кольца направляющего аппарата. Изобретение повышает надежность работы лабиринтного уплотнения. 1 ил.

Лабиринтное уплотнение, содержащее гребешки, расположенные под углом к оси вращения, отличающееся тем, что перед первым гребешком лабиринтного уплотнения введен генератор вихрей, установленный на поверхности внутреннего силового кольца направляющего аппарата.