СПОСОБ ДЛЯ ТОЧНОГО РАЗМЕЩЕНИЯ В РАДИАЛЬНОМ НАПРАВЛЕНИИ ЩЕТОЧНОГО УПЛОТНЕНИЯ ТУРБИНЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2005 года по МПК F01D11/00 

Настоящее изобретение, в основном, относится к щеточным уплотнениям для роторных машин, таких как паровые и газовые турбины, и, более конкретно, касается устройства и способа для точного размещения в радиальном направлении щеточного уплотнения в желаемом положении относительно ротора машины.

Роторные машины, такие как паровые и газовые турбины, используемые для производства энергии и применения в качестве механических приводов, являются обычно большими машинами, имеющими множество ступеней турбины. В турбинах среда высокого давления, протекающая через ступени турбины, должна проходить через ряд неподвижных и вращающихся узлов, и уплотнения обычно используются между неподвижными и вращающимися узлами для того, чтобы свести к минимуму утечку среды. Эффективность турбины зависит от способности уплотнений предотвращать утечку среды.

Традиционно одним типом уплотнения, который используется для контроля утечки среды в турбинах, является лабиринтное уплотнение, которое имеет острые жесткие зубья. Несмотря на то, что лабиринтное уплотнение является вполне надежным, его характеристика ухудшается с течением времени. Это происходит в результате нестационарных явлений, при которых неподвижные и вращающиеся узлы перемещаются в радиальном направлении относительно друг друга и таким образом препятствуют друг другу, что является причиной трения на зубьях лабиринтного уплотнения, так что увеличивается зазор между неподвижными и вращающимися узлами, и создается возможность увеличения утечки.

Другим типом уплотнения, который используется в сочетании с лабиринтным уплотнением, чтобы улучшить контроль за утечкой, является щеточное уплотнение. Щеточное уплотнение обычно менее склонно к утечке, чем лабиринтное уплотнение, потому что щеточное уплотнение имеет уплотнительные щетинки, которые могут изгибаться и таким образом лучше приспосабливаться к относительному перемещению в радиальном направлении между неподвижными и вращающимися узлами. Щеточное уплотнение также обычно лучше приспосабливается к неровностям поверхности, чем лабиринтное уплотнение. Такое сочетание устройств щеточного и лабиринтного уплотнения описано, например, в патенте США №5749584.

Однако при сочетании устройств щеточного и лабиринтного уплотнения должна быть достигнута точная установка в определенное положение в радиальном направлении щеточного уплотнения относительно ротора с целью получения оптимальной характеристики, в то же время не оказывая вредных воздействий на динамику ротора.

В известном способе размещения уплотнения, описанном, например, в патенте США № 5630590, предусмотрена щель в лабиринтном уплотнении, куда заходит щеточное уплотнение. Размер щели в поперечном сечении больше, чем размер в поперечном сечении части щеточного уплотнения, которая заходит в щель, чтобы облегчить монтаж щеточного уплотнения к лабиринтному уплотнению. Больший размер щели в поперечном сечении приводит в результате к значительному радиальному зазору между щеточным уплотнением и лабиринтным уплотнением, что дает возможность щеточному уплотнению смещаться в радиальном направлении внутри щели, затрудняя точное выравнивание щеточного уплотнения относительно ротора. Современный способ может дать возможность изменять положение уплотнения в радиальном направлении на несколько тысяч дюймов по длине его дуги. Эти изменения могут ухудшить желаемую характеристику уплотнения.

Следовательно, существует необходимость в новом техническом решении, которое обеспечит эффективное решение вышеуказанной проблемы, не создавая никаких новых проблем взамен нее.

Настоящее изобретение предусматривает устройство и способ для точного размещения в радиальном направлении щеточного уплотнения турбины, которые спроектированы, чтобы удовлетворить вышеуказанным требованиям. Устройство и способ по настоящему изобретению обеспечивают желаемое положение щеточного уплотнения относительно ротора для того, чтобы повысить характеристику уплотнения. Современный способ монтажа щеточного уплотнения к лабиринтному уплотнению в основном сохраняется, но при этом исключается возможность смещения щеточного уплотнения в радиальном направлении внутри щели лабиринтного уплотнения. Вместо этого, когда щеточное уплотнение вставлено в щель лабиринтного уплотнения и установлено в определенное положение по периферии относительно него, тогда используются установочные винты для того, чтобы вставить с усилием щеточное уплотнение в желаемое положение в радиальном направлении относительно лабиринтного уплотнения. Этот кажущийся простым дополнительный элемент устройства и стадия способа дают возможность достижения полного контроля размещения щеточного уплотнения относительно лабиринтного уплотнения по периферии и в радиальном направлении.

В одном конструктивном исполнении настоящего изобретения предусмотрено устройство для точного размещения щеточного уплотнения турбины относительно ротора турбины, содержащее сегмент основного уплотнения, имеющий щель, открытую по направлению к ротору турбины и образующую внутренний выступ, обращенный в сторону от ротора, сегмент щеточного уплотнения, имеющий наружный буртик, обращенный по направлению к ротору, и часть, которая меньше по размеру в поперечном сечении, чем указанная щель сегмента основного уплотнения для того, чтобы иметь возможность вставить сегмент щеточного уплотнения в щель так, что буртик сегмента щеточного уплотнения покрывает внутренний выступ сегмента основного уплотнения, и сегмент щеточного уплотнения может перемещаться в радиальном направлении относительно сегмента основного уплотнения и ротора, и буртик сегмента щеточного уплотнения выполнен с возможностью перемещения по направлению к внутреннему выступу сегмента основного уплотнения и от него, и средство для того, чтобы вставить с усилием указанный сегмент щеточного уплотнения по направлению к ротору, так что расположенные с промежутками участки на буртике сегмента щеточного уплотнения входят в контакт с расположенными с промежутками участками на выступе сегмента основного уплотнения для того, чтобы разместить и удержать буртик сегмента щеточного уплотнения в прочном зацеплении с выступом сегмента основного уплотнения и таким образом предотвратить "смещение" в радиальном направлении сегмента щеточного уплотнения относительно сегмента основного уплотнения и ротора. Причем сегмент основного уплотнения может являться сегментом лабиринтного уплотнения.

Сегмент основного уплотнения имеет форму арки для размещения сегмента основного уплотнения вокруг ротора и имеет наружную периферическую поверхность, обращенную в сторону от ротора, внутреннюю периферическую поверхность, расположенную с промежутками в радиальном направлении внутрь от наружной периферической поверхности и обращенную по направлению к ротору, и щель, образованную в сегменте основного уплотнения между его наружной и внутренней периферическими поверхностями, причем щель имеет радиальную часть, открытую на внутренней периферической поверхности и проходящую от ротора по направлению к наружной периферической поверхности, и осевую часть, расположенную с промежутками от наружной и внутренней периферических поверхностей и присоединяющуюся в поперечной связи от стороны радиальной части щели вдоль ротора для того, чтобы образовать внутренний выступ в сегменте основного уплотнения, обращенный в сторону от ротора.

В варианте устройства согласно изобретению сегмент щеточного уплотнения имеет форму арки для того, чтобы соответствовать сегменту основного уплотнения в форме арки, и имеет радиальную секцию и осевую секцию, соединенные и присоединяющиеся в поперечной связи от стороны радиальной секции для того, чтобы образовать наружный буртик на сегменте щеточного уплотнения, обращенный по направлению к ротору, так что радиальная и осевая секции сегмента щеточного уплотнения соответствуют по форме и размеру радиальной и осевой частям сегмента основного уплотнения для того, чтобы пригнать их на скользящей посадке, так что сегмент щеточного уплотнения может перемещаться в радиальном направлении относительно сегмента лабиринтного уплотнения и ротора, и буртик сегмента щеточного уплотнения покрывает внутренний выступ сегмента основного уплотнения и может перемещаться по направлению к нему и от него.

Указанное средство для того, чтобы вставить с усилием сегмент щеточного уплотнения по направлению к ротору, включает по меньшей мере два резьбовых отверстия, простирающиеся через сегмент основного уплотнения к щели на расположенных с промежутками участках на сегменте основного уплотнения. Причем средство для того, чтобы вставить с усилием сегмент щеточного уплотнения по направлению к ротору, дополнительно включает по меньшей мере два установочных винта, каждый из которых затягивается в одно из резьбовых отверстий сегмента основного уплотнения и входит в контакт с сегментом щеточного уплотнения на расположенных с промежутками участках для того, чтобы разместить и удержать буртик сегмента щеточного уплотнения в прочном зацеплении с выступом сегмента основного уплотнения.

В другом варианте воплощения устройство для точного размещения щеточного уплотнения турбины относительно ротора турбины содержит сегмент лабиринтного уплотнения в форме арки для размещения вокруг ротора турбины и имеющий наружную периферическую поверхность, обращенную в сторону от ротора, внутреннюю периферическую поверхность, расположенную с промежутками в радиальном направлении внутрь от наружной периферической поверхности и обращенную по направлению к ротору, и щель, образованную в сегменте лабиринтного уплотнения между его наружной и внутренней периферическими поверхностями, и имеющую радиальную часть, открытую на внутренней периферической поверхности и простирающуюся от ротора по направлению к наружной периферической поверхности, и осевую часть, расположенную с промежутками от наружной и внутренней периферических поверхностей и присоединяющуюся в поперечной связи от стороны радиальной части щели вдоль ротора для того, чтобы образовать внутренний выступ в форме арки в сегменте лабиринтного уплотнения, обращенный в сторону от ротора, причем сегмент лабиринтного уплотнения также имеет по меньшей мере два резьбовых отверстия, проходящих от наружной периферической поверхности к осевой части щели и расположенные с промежутками один от другого вдоль длины арки сегмента лабиринтного уплотнения; сегмент щеточного уплотнения в форме арки для того, чтобы соответствовать форме сегмента лабиринтного уплотнения, причем указанный сегмент щеточного уплотнения имеет радиальную секцию и осевую секцию, соединенные и присоединяющиеся в поперечной связи от стороны радиальной секции для того, чтобы образовать наружный буртик в форме арки на сегменте щеточного уплотнения, обращенный по направлению к ротору, причем сегмент щеточного уплотнения имеет часть, которая меньше по размеру в поперечном сечении, чем щель в сегменте лабиринтного уплотнения, так что радиальная и осевая секции сегмента щеточного уплотнения пригнаны на скользящей посадке внутрь радиальной и осевой частей щели сегмента лабиринтного уплотнения, так что сегмент щеточного уплотнения может перемещаться в радиальном направлении относительно сегмента лабиринтного уплотнения и ротора, и буртик сегмента щеточного уплотнения покрывает внутренний выступ сегмента лабиринтного уплотнения и может перемещаться по направлению к нему и от него, и по меньшей мере два винта, каждый из которых затянут в одно из резьбовых отверстий сегмента лабиринтного уплотнения для того, чтобы вставить с усилием сегмент щеточного уплотнения по направлению к ротору, так что винты контактируют на расположенных с промежутками участках на сегменте щеточного уплотнения для того, чтобы разместить и удержать буртик сегмента щеточного уплотнения в прочном зацеплении с выступом сегмента лабиринтного уплотнения и таким образом предотвратить "смещение" в радиальном направлении сегмента щеточного уплотнения относительно сегмента лабиринтного уплотнения и ротора.

Поставленная выше задача решается также и тем, что создан способ точного размещения щеточного уплотнения турбины относительно ротора турбины, содержащий следующие стадии: обеспечивают сегмент основного уплотнения, имеющий щель, открытую по направлению к ротору турбины и образующую внутренний выступ, обращенный в сторону от ротора, обеспечивают сегмент щеточного уплотнения, имеющий наружный буртик, обращенный по направлению к ротору, и часть, которая меньше по размеру в поперечном сечении, чем щель сегмента основного уплотнения так, чтобы сегмент щеточного уплотнения мог быть пригнан на скользящей посадке в щель сегмента основного уплотнения, вставляют на скользящей посадке сегмент щеточного уплотнения в щель сегмента основного уплотнения так, что сегмент щеточного уплотнения может перемещаться в радиальном направлении относительно сегмента основного уплотнения и ротора, и буртик сегмента щеточного уплотнения покрывает внутренний выступ сегмента основного уплотнения и может перемещаться по направлению к нему и от него, и вставляют с усилием сегмент щеточного уплотнения по направлению к ротору, так что расположенные с промежутками участки на буртике сегмента щеточного уплотнения входят в контакт с расположенными с промежутками участками на выступе сегмента основного уплотнения для того, чтобы разместить и удержать буртик сегмента щеточного уплотнения в прочном зацеплении с выступом сегмента основного уплотнения и таким образом предотвратить "смещение" в радиальном направлении сегмента щеточного уплотнения относительно сегмента основного уплотнения и ротора. Причем сегмент основного уплотнения является сегментом лабиринтного уплотнения.

Сегмент основного уплотнения согласно изобретению имеет форму арки для размещения сегмента основного уплотнения вокруг ротора, наружную периферическую поверхность, обращенную в сторону от ротора, внутреннюю периферическую поверхность, расположенную с промежутками в радиальном направлении внутрь от наружной периферической поверхности и обращенную по направлению к ротору, и щель, образованную в сегменте основного уплотнения между его наружной и внутренней периферическими поверхностями, причем щель имеет радиальную часть, открытую на внутренней периферической поверхности и проходящую от ротора по направлению к наружной периферической поверхности, и осевую часть, расположенную с промежутками от наружной и внутренней периферических поверхностей и присоединяющуюся в поперечной связи от стороны радиальной части щели вдоль ротора для того, чтобы образовать внутренний выступ в сегменте основного уплотнения, обращенный в сторону от ротора.

В способе согласно изобретению сегмент щеточного уплотнения имеет форму арки для того, чтобы соответствовать форме арки сегмента основного уплотнения, радиальную секцию и осевую секцию, соединенные и присоединяющиеся в поперечной связи от стороны радиальной секции для того, чтобы образовать наружный буртик на сегменте щеточного уплотнения, обращенный по направлению к ротору, так что радиальная и осевая секции сегмента щеточного уплотнения соответствуют по форме и размеру радиальной и осевой частям щели сегмента основного уплотнения для того, чтобы пригнать их на скользящей посадке, и сегмент щеточного уплотнения может перемещаться в радиальном направлении относительно сегмента основного уплотнения и ротора, и буртик сегмента щеточного уплотнения покрывает внутренний выступ сегмента основного уплотнения и может перемещаться по направлению к нему и от него.

Сегмент щеточного уплотнения вставляют с усилием по направлению к ротору, для чего обеспечивают по меньшей мере два резьбовых отверстия, проходящих через сегмент основного уплотнения к щели на расположенных с промежутками участках на сегменте основного уплотнения и обеспечивают по меньшей мере два винта, каждый из которых затянут в одно из резьбовых отверстий сегмента основного уплотнения и входит в контакт с расположенными с промежутками участками на сегменте щеточного уплотнения для того, чтобы разместить и удержать буртик сегмента щеточного уплотнения в прочном зацеплении с выступом сегмента основного уплотнения.

В другом варианте способ точного размещения щеточного уплотнения турбины относительно ротора турбины содержит следующие стадии: обеспечивают сегмент лабиринтного уплотнения, имеющий форму арки для размещения вокруг ротора, наружную периферическую поверхность, обращенную в сторону от ротора, внутреннюю периферическую поверхность, расположенную с промежутками в радиальном направлении внутрь от наружной периферической поверхности и обращенную по направлению к ротору, и щель, образованную в сегменте лабиринтного уплотнения между его наружной и внутренней периферическими поверхностями, и имеющую радиальную часть, открытую на внутренней периферической поверхности, проходящую от ротора по направлению к наружной периферической поверхности, и осевую часть, расположенную с промежутками от наружной и внутренней периферических поверхностей и присоединяющуюся в поперечной связи от стороны радиальной части щели вдоль ротора для того, чтобы определить внутренний выступ в форме кольца в сегменте лабиринтного уплотнения, обращенный в сторону от ротора, обеспечивают сегмент щеточного уплотнения, имеющий форму арки для того, чтобы соответствовать форме арки сегмента лабиринтного уплотнения, радиальную секцию и осевую секцию, соединенные и присоединяющиеся в поперечной связи от стороны радиальной секции для того, чтобы образовать наружный буртик в форме арки на сегменте щеточного уплотнения, обращенный по направлению к ротору, так что радиальная и осевая секции сегмента щеточного уплотнения соответствуют по форме и размерам радиальной и осевой частям щели сегмента основного уплотнения для того, чтобы пригнать их на скользящей посадке, и сегмент щеточного уплотнения может перемещаться в радиальном направлении относительно сегмента основного уплотнения и ротора, и буртик сегмента щеточного уплотнения покрывает внутренний выступ сегмента основного уплотнения и может перемещаться по направлению к нему и от него, вставляют на скользящей посадке сегмент щеточного уплотнения в щель сегмента лабиринтного уплотнения, так что радиальная секция сегмента щеточного уплотнения пригоняется в радиальную часть щели сегмента лабиринтного уплотнения, и осевая секция сегмента щеточного уплотнения пригоняется в осевую часть щели сегмента лабиринтного уплотнения, и обеспечивают по меньшей мере два резьбовых отверстия, проходящих через сегмент лабиринтного уплотнения от наружной периферической поверхности до осевой части щели и расположенные с промежутками друг от друга вдоль длины арки сегмента лабиринтного уплотнения, и вворачивают винт в каждый из двух резьбовых отверстий сегмента лабиринтного уплотнения, так что он входит в контакт с расположенными с промежутками участками на сегменте щеточного уплотнения для того, чтобы разместить и удержать буртик сегмента щеточного уплотнения в прочном зацеплении с выступом сегмента лабиринтного уплотнения для того, чтобы предотвратить «смещение» в радиальном направлении сегмента щеточного уплотнения относительно сегмента лабиринтного уплотнения и ротора.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 изображает вид сверху уплотнительного устройства по настоящему изобретению;

фиг.2 - вид сбоку в вертикальном разрезе уплотнительного устройства по фиг.1;

фиг.3 - вид уплотнительного устройства в увеличенном масштабе в поперечном разрезе по линии 3-3 на фиг.2.

Обратимся теперь к чертежам на фиг. от 1 до 3, на которых показано уплотнительное устройство по настоящему изобретению, обозначенное в целом как 10, для точного размещения кольцевого щеточного уплотнения 12 относительно кольцевого основного уплотнения 14, такого как лабиринтное уплотнение, и вала турбины или ротора R. Кольцевое лабиринтное уплотнение 14 смонтировано в корпусе турбины Н и проходит вокруг ротора R, который крепится традиционными средствами (не показанными) внутри корпуса турбины Н. Лабиринтное уплотнение 14 расположено между вращающимся ротором R и неподвижным корпусом Н и включает уплотнительное кольцо 16, расположенное вокруг ротора R, разделяющее участки высокого и низкого давления на противоположных в осевом направлении сторонах кольца 16. Необходимо отметить, что хотя описано только одно уплотнительное кольцо 16, обычно вокруг ротора R предусмотрены многоступенчатые лабиринтные уплотнения.

Каждое уплотнительное кольцо 16 образовано рядом в виде кольца из множества сегментов 18 основного уплотнения в форме арки, имеющих уплотнительные поверхности 20 и множества выступающих в радиальном направлении, расположенных с промежутками в осевом направлении зубьев 22. В одном примере зубья 22 имеют конструкцию "вверх-вниз" для достижения плотных зазоров с радиальными выступами или ребрами 24 и канавками 26 на роторе R. Лабиринтное уплотнение 14 функционирует путем размещения относительно большого количества барьеров, т.е. зубьев 22, в потоке среды от участка высокого давления до участка низкого давления на противоположных сторонах уплотнения 16, причем каждый барьер вынуждает среду следовать по извилистому пути.

Кольцевое щеточное уплотнение 12 образовано рядом в виде кольца из множества сегментов 28 щеточного уплотнения в форме арки, вставленных как модификация или как новое оборудование в лабиринтное уплотнение 14. Один или более зубьев 22 лабиринтного уплотнения 14 удалены и заменены на щеточное уплотнение 12. Как показано на фиг.3, размещенный по центру лабиринтного уплотнения зуб 22 удален и на его месте образована щель 30 в уплотнительном кольце 16 для того, чтобы вставить в нее сегмент щеточного уплотнения 28. Каждый из сегментов щеточного уплотнения 28, образующих щеточное уплотнение 12, имеет множество щетинок 32, которые входят в зацепление с ротором R вокруг его периферии.

Обратимся к фиг.3, где устройство 10 по настоящему изобретению в основном включает сегмент 28 щеточного уплотнения, сегмент 18 основного уплотнения 18 и средство 34 для того, чтобы вставить с усилием сегмент 28 щеточного уплотнения по направлению к ротору R. Сегмент 18 основного уплотнения имеет щель 30, которая открыта по направлению к ротору R и образует внутренний выступ 36, обращенный в сторону от ротора R. Сегмент 28 щеточного уплотнения образует наружный буртик 38, обращенный по направлению к ротору R, и имеет часть 28А, которая меньше по размеру в поперечном сечении, чем щель 30 для того, чтобы иметь возможность вставить часть 28А сегмента 28 щеточного уплотнения в щель 30 так, что наружный буртик 38 сегмента 28 щеточного уплотнения покрывает внутренний выступ 36 сегмента 18 основного уплотнения, сегмент 28 щеточного уплотнения может перемещаться в радиальном направлении относительно сегмента 18 основного уплотнения и ротора R, и наружный буртик 38 сегмента 28 щеточного уплотнения может перемещаться по направлению к внутреннему выступу 36 сегмента 18 основного уплотнения и от него. Средство 34 для того, чтобы вставить с усилием сегмент 28 щеточного уплотнения по направлению к ротору R вводит в контакт буртик 38 сегмента 28 щеточного уплотнения по меньшей мере на двух расположенных с промежутками участках 38А, 38В по меньшей мере с двумя расположенными с промежутками участками 36А, 36В на выступе 36 сегмента 18 основного уплотнения для того, чтобы разместить и удержать буртик 38 сегмента 28 щеточного уплотнения в прочном зацеплении с выступом 36 сегмента 18 основного уплотнения и таким образом предотвратить смещение в радиальном направлении сегмента 28 щеточного уплотнения относительно сегмента 18 основного уплотнения и ротора R.

Более конкретно, сегмент 18 основного уплотнения имеет форму арки для того, чтобы разместить сегмент 18 основного уплотнения вокруг кривизны ротора R и имеет наружную периферическую поверхность 40, обращенную в сторону от ротора R, внутреннюю периферическую поверхность 42, расположенную с промежутками в радиальном направлении внутрь от наружной периферической поверхности 40 и обращенную по направлению к ротору R, и щель 30, образованную в сегменте 18 основного уплотнения между его наружной и внутренней периферическими поверхностями 40, 42. Щель 30 имеет радиальную часть 30А и осевую часть 30В. Радиальная часть З0А открыта на внутренней периферической поверхности 42 сегмента 18 основного уплотнения и простирается от ротора R по направлению к наружной периферической поверхности 40. Осевая часть 30В расположена с промежутками от наружной и внутренней периферических поверхностей 40, 42 и присоединяется в поперечной связи от стороны радиальной части 30А вдоль ротора R для того, чтобы образовать внутренний выступ 36 в сегменте 18 основного уплотнения, обращенный в сторону от ротора R. Сегмент 28 щеточного уплотнения имеет форму арки для того, чтобы он соответствовал сегменту 18 основного уплотнения в форме арки, и имеет радиальную секцию 28В и осевую секцию 28С. Осевая секция 28С соединяется и присоединяется в поперечной связи от стороны радиальной секции 28В для того, чтобы образовать наружный буртик 38 сегмента 28 щеточного уплотнения, обращенный по направлению к ротору R, так что радиальная и осевая секции 28В, 28С сегмента 28 щеточного уплотнения соответствуют по форме радиальной и осевой частям 30А, 30В щели 30 сегмента 18 основного уплотнения, как пригнанные на скользящей посадке, и сегмент 28 щеточного уплотнения может перемещаться в радиальном направлении относительно сегмента 18 основного уплотнения и ротора R, и буртик 38 сегмента 28 щеточного уплотнения покрывает внутренний выступ 36 сегмента 18 основного уплотнения и может перемещаться по направлению к нему и от него.

Средство 34 для того, чтобы вставить с усилием сегмент 28 щеточного уплотнения по направлению к ротору R, включает по меньшей мере два резьбовых отверстия 44 и по меньшей мере два установочных винта 46. Два резьбовых отверстия 44 проходят через сегмент 18 основного уплотнения к щели 30 на расположенных с промежутками участках на сегменте 18 основного уплотнения, примыкающих к его противоположным концам 18А. Каждый из двух установочных винтов 46 затягивается в одно из резьбовых отверстий 44 сегмента 18 основного уплотнения и входит в контакт с расположенными с промежутками участками на осевой секции 28С сегмента 28 щеточного уплотнения для того, чтобы разместить и удержать буртик 38 сегмента 28 щеточного уплотнения в прочном зацеплении с выступом 36 сегмента 18 основного уплотнения. Предусматривая установочный винт 46 на каждом конце 18А сегмента 18 основного уплотнения, гарантируют, что сегмент 28 щеточного уплотнения не контактирует с внутренним выступом 36 на одном из противоположных концов 28А и верхней внутренней поверхностью 30С щели 30, противоположной выступу 36 на других противоположных концах 28А. Если желательно, может быть применен третий установочный винт (не показан) в центре сегмента, чтобы дополнительно обеспечить контакт с внутренним выступом 36 сегментов щеточного уплотнения, кривизна которых может быть плохо подогнана к кривизне лабиринтного уплотнения.

Отмечают, что при необходимости прокладка (не показана) может быть расположена в радиальном направлении между выступом 36 (как, например, у 36а и у 36b) сегмента 18 основного уплотнения и буртиком 38 (как, например, у 38а и 38b) сегмента 28 щеточного уплотнения, чтобы поднять кончики (т.е. свободные кончики) щетинок 32 от ротора R для точной установки в определенное положение щетинок 32.

Предполагают, что настоящее изобретение и его преимущества будут понятны из предшествующего описания, и очевидно, что могут быть выполнены различные изменения, не отступая от идеи и объема изобретения или не жертвуя всеми его материальными преимуществами, причем форма, описанная выше, является только предпочтительным или типичным примером его конструктивного исполнения.

Устройство и способ предназначены для точного размещения в радиальном направлении щеточного уплотнения относительно ротора (R). Устройство предусматривает сегмент лабиринтного уплотнения, имеющий щель, открытую по направлению к ротору (R) и образующую внутренний выступ, обращенный в сторону от ротора (R), сегмент щеточного уплотнения, вставленный в щель и имеющий наружный буртик, обращенный по направлению к ротору (R) и покрывающий внутренний выступ сегмента лабиринтного уплотнения так, что сегмент щеточного уплотнения может перемещаться в радиальном направлении относительно сегмента лабиринтного уплотнения и ротора (R), и буртик сегмента щеточного уплотнения может перемещаться по направлению к внутреннему выступу сегмента лабиринтного уплотнения и от него, и установочные винты, затянутые в расположенные с промежутками резьбовые отверстия в сегменте лабиринтного уплотнения для того, чтобы вставить с усилием буртик сегмента щеточного уплотнения на выступ сегмента лабиринтного уплотнения для того, чтобы предотвратить «смещение» в радиальном направлении сегмента щеточного уплотнения относительно сегмента лабиринтного уплотнения. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство (10) для точного размещения щеточного уплотнения турбины (12) относительно ротора (R) турбины, содержащее сегмент (18) основного уплотнения, имеющий щель (30), открытую по направлению к ротору (R) турбины и образующую внутренний выступ (36), обращенный в сторону от ротора (R), сегмент (28) щеточного уплотнения, имеющий наружный буртик (38), обращенный по направлению к ротору (R), и часть (28А), которая меньше по размеру в поперечном сечении, чем указанная щель (30) сегмента (18) основного уплотнения для того, чтобы иметь возможность вставить сегмент (28) щеточного уплотнения в щель (30) так, что буртик (38) сегмента (28) щеточного уплотнения покрывает внутренний выступ (36) сегмента (18) основного уплотнения, и сегмент (28) щеточного уплотнения может перемещаться в радиальном направлении относительно сегмента (18) основного уплотнения и ротора (R), и буртик (38) сегмента (28) щеточного уплотнения выполнен с возможностью перемещения по направлению к внутреннему выступу (36) сегмента (18) основного уплотнения и от него, и средство (34) для того, чтобы вставить с усилием указанный сегмент щеточного уплотнения (28) по направлению к ротору (R) так, что расположенные с промежутками участки на буртике (38) сегмента (28) щеточного уплотнения входят в контакт с расположенными с промежутками участками на выступе (36) сегмента (18) основного уплотнения для того, чтобы разместить и удержать буртик (38) сегмента (28) щеточного уплотнения в прочном зацеплении с выступом (36) сегмента (18) основного уплотнения и таким образом предотвратить «смещение» в радиальном направлении сегмента (28) щеточного уплотнения относительно сегмента (18) основного уплотнения и ротора (R).2. Устройство (10) по п.1, в котором сегмент (18) основного уплотнения является сегментом лабиринтного уплотнения (18).3. Устройство (10) по п.1, в котором сегмент (18) основного уплотнения имеет форму арки для размещения сегмента (18) основного уплотнения вокруг ротора (R) и имеет наружную периферическую поверхность (40), обращенную в сторону от ротора (R), внутреннюю периферическую поверхность (42), расположенную с промежутками в радиальном направлении внутрь от наружной периферической поверхности (40) и обращенную по направлению к ротору (R), и щель (30), образованную в сегменте (18) основного уплотнения между его наружной и внутренней периферическими поверхностями (40, 42), причем щель (30) имеет радиальную часть (30А), открытую на внутренней периферической поверхности (42) и проходящую от ротора (R) по направлению к наружной периферической поверхности (40), и осевую часть (30В), расположенную с промежутками от наружной и внутренней периферических поверхностей (40, 42) и присоединяющуюся в поперечной связи от стороны радиальной части (30А) щели (30) вдоль ротора (R) для того, чтобы образовать внутренний выступ (36) в сегменте (18) основного уплотнения, обращенный в сторону от ротора (R).4. Устройство (10) по п.3, в котором сегмент (28) щеточного уплотнения имеет форму арки для того, чтобы соответствовать сегменту (18) основного уплотнения в форме арки, и имеет радиальную секцию (28В) и осевую секцию (28С), соединенные и присоединяющиеся в поперечной связи от стороны радиальной секции (28В) для того, чтобы образовать наружный буртик (38) на сегменте (28) щеточного уплотнения, обращенный по направлению к ротору (R) так, что радиальная и осевая секции (28В, 28С) сегмента (28) щеточного уплотнения соответствуют по форме и размеру радиальной и осевой частям (30А, 30В) щели (30) сегмента (18) основного уплотнения для того, чтобы пригнать их на скользящей посадке так, что сегмент (28) щеточного уплотнения может перемещаться в радиальном направлении относительно сегмента (18) лабиринтного уплотнения и ротора (R), и буртик (38) сегмента (28) щеточного уплотнения покрывает внутренний выступ (36) сегмента (18) основного уплотнения и может перемещаться по направлению к нему и от него.5. Устройство (10) по п.1, в котором указанное средство (34) для того, чтобы вставить с усилием сегмент (28) щеточного уплотнения по направлению к ротору (R) включает, по меньшей мере, два резьбовых отверстия (44), простирающиеся через сегмент (18) основного уплотнения к щели (30) на расположенных с промежутками участках на сегменте (18) основного уплотнения.6. Устройство (10) по п.5, в котором средство (34) для того, чтобы вставить с усилием сегмент (28) щеточного уплотнения по направлению к ротору (R) дополнительно включает, по меньшей мере. два установочных винта (46), каждый из которых затягивается в одно из резьбовых отверстий (44) сегмента (18) основного уплотнения и входит в контакт с сегментом (28) щеточного уплотнения на расположенных с промежутками участках для того, чтобы разместить и удержать буртик (38) сегмента (28) щеточного уплотнения в прочном зацеплении с выступом (36) сегмента основного уплотнения(18).7. Устройство (10) для точного размещения щеточного уплотнения (12) турбины относительно ротора (R) турбины, содержащее сегмент (18) лабиринтного уплотнения в форме арки для размещения вокруг ротора (R) турбины и имеющий наружную периферическую поверхность (40), обращенную в сторону от ротора (R), внутреннюю периферическую поверхность (42), расположенную с промежутками в радиальном направлении внутрь от наружной периферической поверхности (40) и обращенную по направлению к ротору (Р), и щель (30), образованную в сегменте (18) лабиринтного уплотнения между его наружной и внутренней периферическими поверхностями (40, 42), и имеющую радиальную часть (30А), открытую на внутренней периферической поверхности (42) и простирающуюся от ротора (R) по направлению к наружной периферической поверхности (40), и осевую часть (30В), расположенную с промежутками от наружной и внутренней периферических поверхностей (40, 42) и присоединяющуюся в поперечной связи от стороны радиальной части (30А) щели (30) вдоль ротора (R) для того, чтобы образовать внутренний выступ (36) в форме арки в сегменте (18) лабиринтного уплотнения, обращенный в сторону от ротора (R), причем сегмент (18) лабиринтного уплотнения также имеет, по меньшей мере, два резьбовых отверстия (44), проходящие от наружной периферической поверхности (40) к осевой части (30А) щели (30) и расположенные с промежутками один от другого вдоль длины арки сегмента (18) лабиринтного уплотнения; сегмент (28) щеточного уплотнения в форме арки для того, чтобы соответствовать форме сегмента (18) лабиринтного уплотнения, причем указанный сегмент (28) щеточного уплотнения имеет радиальную секцию (28В) и осевую секцию (28С), соединенные и присоединяющиеся в поперечной связи от стороны радиальной секции (28В) для того, чтобы образовать наружный буртик (38) в форме арки на сегменте (28) щеточного уплотнения, обращенный по направлению к ротору (R), причем сегмент (28) щеточного уплотнения имеет часть (28А), которая меньше по размеру в поперечном сечении, чем щель (30) в сегменте (18) лабиринтного уплотнения так, что радиальная и осевая секции (28В, 28С) сегмента (28) щеточного уплотнения пригнаны на скользящей посадке внутрь радиальной и осевой частей (30А, 30В) щели (30) сегмента (18) лабиринтного уплотнения так, что сегмент (28) щеточного уплотнения может перемещаться в радиальном направлении относительно сегмента (18) лабиринтного уплотнения и ротора (R), и буртик (38) сегмента (28) щеточного уплотнения покрывает внутренний выступ (36) сегмента (18) лабиринтного уплотнения и может перемещаться по направлению к нему и от него, и, по меньшей мере, два винта (46), каждый из которых затянут в одно из резьбовых отверстий (44) сегмента (18) лабиринтного уплотнения для того, чтобы вставить с усилием сегмент (28) щеточного уплотнения по направлению к ротору (R) так, что винты (46) контактируют на расположенных с промежутками участках на сегменте (28) щеточного уплотнения для того, чтобы разместить и удержать буртик (38) сегмента (28) щеточного уплотнения в прочном зацеплении с выступом (36) сегмента (18) лабиринтного уплотнения и таким образом предотвратить «смещение» в радиальном направлении сегмента (28) щеточного уплотнения относительно сегмента (18) лабиринтного уплотнения и ротора (R).8. Способ точного размещения щеточного уплотнения (12) турбины относительно ротора (R) турбины, содержащий следующие стадии: обеспечивают сегмент (18) основного уплотнения, имеющий щель (30), открытую по направлению к ротору (R) турбины и образующую внутренний выступ (36), обращенный в сторону от ротора (R), обеспечивают сегмент (28) щеточного уплотнения, имеющий наружный буртик (38), обращенный по направлению к ротору (R), и часть (28А), которая меньше по размеру в поперечном сечении, чем щель (30) сегмента (18) основного уплотнения так, чтобы сегмент (28) щеточного уплотнения мог быть пригнан на скользящей посадке в щель (30) сегмента (18) основного уплотнения, вставляют на скользящей посадке сегмент (28) щеточного уплотнения в щель (30) сегмента (18) основного уплотнения так, что сегмент (28) щеточного уплотнения может перемещаться в радиальном направлении относительно сегмента (18) основного уплотнения и ротора (R), и буртик (38) сегмента (28) щеточного уплотнения покрывает внутренний выступ (36) сегмента (18) основного уплотнения и может перемещаться по направлению к нему и от него, и вставляют с усилием сегмент (28) щеточного уплотнения по направлению к ротору (R) так, что расположенные с промежутками участки на буртике (38) сегмента (28) щеточного уплотнения входят в контакт с расположенными с промежутками участками на выступе (36) сегмента (28) основного уплотнения для того, чтобы разместить и удержать буртик (38) сегмента (28) щеточного уплотнения в прочном зацеплении с выступом (36) сегмента (18) основного уплотнения и таким образом предотвратить «смещение» в радиальном направлении сегмента (28) щеточного уплотнения относительно сегмента (18) основного уплотнения и ротора (R).9. Способ по п.8, в котором сегмент (18) основного уплотнения является сегментом (18) лабиринтного уплотнения.10. Способ по п.8, в котором предусматривают, что сегмент (18) основного уплотнения имеет форму арки для размещения сегмента (18) основного уплотнения вокруг ротора (R), наружную периферическую поверхность (40), обращенную в сторону от ротора (R), внутреннюю периферическую поверхность (42), расположенную с промежутками в радиальном направлении внутрь от наружной периферической поверхности (40) и обращенную по направлению к ротору (R), и щель (30), образованную в сегменте (18) основного уплотнения между его наружной и внутренней периферическими поверхностями (40, 42), причем щель (30) имеет радиальную часть (30А), открытую на внутренней периферической поверхности (42) и проходящую от ротора (R) по направлению к наружной периферической поверхности (40), и осевую часть (30В), расположенную с промежутками от наружной и внутренней периферических поверхностей (40, 42) и присоединяющуюся в поперечной связи от стороны радиальной части (30В) щели (30) вдоль ротора (R) для того, чтобы образовать внутренний выступ (36) в сегменте (18) основного уплотнения, обращенный в сторону от ротора (R).11. Способ по п.8, в котором предусматривают, что сегмент (28) щеточного уплотнения имеет форму арки для того, чтобы соответствовать форме арки сегмента (18) основного уплотнения, радиальную секцию (28В) и осевую секцию (28С), соединенные и присоединяющиеся в поперечной связи от стороны радиальной секции (28В) для того, чтобы образовать наружный буртик (38) на сегменте (28) щеточного уплотнения, обращенный по направлению к ротору (R) так, что радиальная и осевая секции (28В, 28С) сегмента (28) щеточного уплотнения соответствуют по форме и размеру радиальной и осевой частям (30A, 30В) щели (30) сегмента (18) основного уплотнения для того, чтобы пригнать их на скользящей посадке, и сегмент (28) щеточного уплотнения может перемещаться в радиальном направлении относительно сегмента (18) основного уплотнения и ротора (R), и буртик (38) сегмента (28) щеточного уплотнения покрывает внутренний выступ (36) сегмента (18) основного уплотнения и может перемещаться по направлению к нему и от него.12. Способ по п.8, в котором сегмент (28) щеточного уплотнения вставляют с усилием по направлению к ротору (R), для чего обеспечивают, по меньшей мере, два резьбовых отверстия (44), проходящих через сегмент (18) основного уплотнения к щели (30) на расположенных с промежутками участках на сегменте (18) основного уплотнения и обеспечивают, по меньшей мере, два винта (46), каждый из которых затянут в одно из резьбовых отверстий (44) сегмента (18) основного уплотнения и входит в контакт с расположенными с промежутками участками на сегменте (28) щеточного уплотнения для того, чтобы разместить и удержать буртик (38) сегмента (28) щеточного уплотнения в прочном зацеплении с выступом (36) сегмента (18) основного уплотнения.13. Способ точного размещения щеточного уплотнения (12) турбины относительно ротора (R) турбины, содержащей следующие стадии: обеспечивают сегмент (18) лабиринтного уплотнения, имеющий форму арки для размещения вокруг ротора (Д), наружную периферическую поверхность (40), обращенную в сторону от ротора (R), внутреннюю периферическую поверхность (42), расположенную с промежутками в радиальном направлении внутрь от наружной периферической поверхности (40) и обращенную по направлению к ротору (R), и щель (30), образованную в сегменте (18) лабиринтного уплотнения между его наружной и внутренней периферическими поверхностями (40, 42) и имеющую радиальную часть (30А), открытую на внутренней периферической поверхности (42), проходящую от ротора (R) по направлению к наружной периферической поверхности (40), и осевую часть (30В), расположенную с промежутками от наружной и внутренней периферических поверхностей (40, 42) и присоединяющуюся в поперечной связи от стороны радиальной части (30А) щели (30) вдоль ротора (R) для того, чтобы определить внутренний выступ (36) в форме кольца в сегменте (18) лабиринтного уплотнения, обращенный в сторону от ротора (R), обеспечивают сегмент (28) щеточного уплотнения, имеющий форму арки для того, чтобы соответствовать форме арки сегмента (18) лабиринтного уплотнения, радиальную секцию (28В) и осевую секцию (28С), соединенные и присоединяющиеся в поперечной связи от стороны радиальной секции (28В) для того, чтобы образовать наружный буртик (38) в форме арки на сегменте (28) щеточного уплотнения (28), обращенный по направлению к ротору (R), так что радиальная и осевая секции (28В, 28С) сегмента (28) щеточного уплотнения соответствуют по форме и размерам радиальной и осевой частям (30А, 30В) щели (30) сегмента (18) основного уплотнения для того, чтобы пригнать их на скользящей посадке, и сегмент (28) щеточного уплотнения может перемещаться в радиальном направлении относительно сегмента (18) основного уплотнения и ротора (R), и буртик (38) сегмента (28) щеточного уплотнения покрывает внутренний выступ (36) сегмента (18) основного уплотнения и может перемещаться по направлению к нему и от него, вставляют на скользящей посадке сегмент (28) щеточного уплотнения в щель (30) сегмента (18) лабиринтного уплотнения так, что радиальная секция (28В) сегмента щеточного уплотнения (28) пригоняется в радиальную часть (30А) щели (30) сегмента (18) лабиринтного уплотнения, и осевая секция (28С) сегмента (28) щеточного уплотнения пригоняется в осевую часть (30В) щели (30) сегмента (18) лабиринтного уплотнения, и обеспечивают, по меньшей мере, два резьбовых отверстия (44), проходящих через сегмент (18) лабиринтного уплотнения от наружной периферической поверхности (40) до осевой части (ЗОВ) щели (30) и расположенные с промежутками друг от друга вдоль длины арки сегмента (18) лабиринтного уплотнения, и вворачивают винт (46) в каждое из двух резьбовых отверстий (44) сегмента (18) лабиринтного уплотнения так, что он входит в контакт с расположенными с промежутками участками на сегменте (28) щеточного уплотнения для того, чтобы разместить и удержать буртик (38) сегмента (28) щеточного уплотнения в прочном зацеплении с выступом (36) сегмента (18) лабиринтного уплотнения для того, чтобы предотвратить «смещение» в радиальном направлении сегмента (28) щеточного уплотнения относительно сегмента (18) лабиринтного уплотнения и ротора (R).