ЩЕТОЧНОЕ УПЛОТНЕНИЕ Российский патент 2015 года по МПК F16J15/16 

Описание патента на изобретение RU2542773C1

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к щеточным уплотнениям, предназначенным для уплотнения ротора относительно статора.

В качестве наиболее близкого аналога выбрано щеточное уплотнение, содержащее кольцевой пучок щеток, расположенный в зазоре между валом и корпусом турбомашины и одним концом жестко закрепленный в корпусе щеток (SU 1665136 А1).

В известном решении щеточное уплотнение установлено на статоре и контакт происходит по ротору, при этом на различных режимах работы турбомашины контакт постоянен, что приводит к большим тепловыделениям и износу, что снижает надежность уплотнения.

Задачей заявленного изобретения является создание щеточного уплотнения, лишенного вышеприведенных недостатков.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного изобретения, является повышение его износостойкости и надежности, а также снижение перетечек воздуха на рабочих режимах работы уплотнения.

Указанные технические эффекты достигаются тем, что щеточное уплотнение, содержащее кольцевой пучок щеток, расположенный в зазоре между валом и корпусом турбомашины и одним концом жестко закрепленный в корпусе щеток, согласно настоящему изобретению снабжено разрезным кольцевым элементом и упорным кольцом, при этом поверхность кольцевого пучка щеток выполнена конической относительно оси вращения вала, корпус щеток установлен на валу турбомашины и жестко зафиксирован на нем, при этом упорное кольцо установлено на валу турбомашины со стороны острого угла, образованного осью вращения вала турбомашины и кольцевым пучком щеток, и контактирует с корпусом щеток по торцевым поверхностям, а упомянутый разрезной кольцевой элемент установлен между упорным кольцом и кольцевым пучком щеток и контактирует одним торцом с торцом упорного кольца, а другим торцом, выполненным коническим, - с поверхностью кольцевого пучка щеток.

При таком конструктивном исполнении степень прижатия щеток к статору напрямую зависит от частоты вращения ротора турбомашины, в частности, под действием центробежной силы, возникающей при вращении ротора, разрезной кольцевой элемент оказывает давление на кольцевой пучок щеток, прижимая концы щеток к поверхности статора, при этом при останове двигателя давление разрезного кольцевого элемента на кольцевой пучок щеток прекращается, соответственно степень прижатия концов щеток к поверхности статора снижается, что позволяет в целом повысить износостойкость и надежность заявленного щеточного уплотнения, а также повысить эффективность работы уплотнения на рабочих режимах за счет снижения перетечек воздуха.

На рабочем участке статора может быть нанесено антифрикционное покрытие, что дополнительно снижает перетечки воздуха на рабочих режимах.

На чертеже представлен продольный разрез заявленного щеточного уплотнения.

Щеточное уплотнение, содержащее кольцевой пучок щеток 1, расположенный в зазоре между валом 2 и корпусом 3 турбомашины и одним концом жестко закрепленный в корпусе щеток 4, отличается тем, что оно снабжено разрезным кольцевым элементом 5 и упорным кольцом 6, при этом поверхность кольцевого пучка щеток 1 выполнена конической относительно оси вращения вала 2, корпус щеток 4 установлен на валу 2 турбомашины и жестко зафиксирован на нем стопорным элементом 7, например стопорным кольцом, при этом упорное кольцо 6 установлено на валу 2 турбомашины со стороны острого угла, образованного осью вращения вала 2 турбомашины и кольцевым пучком щеток 1, и контактирует с корпусом щеток 4 по торцевым поверхностям, а упомянутый разрезной кольцевой элемент 5 установлен между упорным кольцом 6 и кольцевым пучком щеток 1 и контактирует одним торцом с торцом упорного кольца 6, а другим торцом, выполненным коническим, - с поверхностью кольцевого пучка щеток 1.

На рабочем участке статора нанесено антифрикционное покрытие 8.

Сборка уплотнения осуществляется следующим образом.

На вал 2 устанавливаются упорное кольцо 6, разрезной кольцевой элемент 5 и корпус щеток 4. Полученный пакет деталей фиксируется стопорным элементом 7.

Во время работы на пониженных режимах между кольцевым пучком щеток 1 и корпусом 3 турбомашины существует минимальный зазор, при этом нет износа их контактных поверхностей, а перетечки воздуха незначительны. С ростом оборотов зазор закрывается за счет изгиба кольцевого пучка щеток 1, на который начинает оказывать давление разрезной кольцевой элемент 5 под действием центробежных сил, при этом снижаются перетечки воздуха, что в целом улучшает удельные характеристики турбомашины.

Похожие патенты RU2542773C1

название год авторы номер документа
РАДИАЛЬНО-ТОРЦЕВОЕ УПЛОТНЕНИЕ РОТОРА ТУРБОМАШИНЫ 2015
  • Заваруев Сергей Александрович
  • Зенкова Лариса Фёдоровна
  • Кикоть Николай Владимирович
  • Кикоть Наталья Юрьевна
RU2578933C1
КОНТАКТНОЕ ГРАФИТОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ РОТОРА ТУРБОМАШИНЫ 2014
  • Еричев Дмитрий Юрьевич
  • Заваруев Сергей Александрович
  • Кикоть Николай Владимирович
  • Кикоть Наталья Юрьевна
RU2561809C1
УПРУГОДЕМПФЕРНАЯ ОПОРА РОТОРА ТУРБОМАШИНЫ 2014
  • Еричев Дмитрий Юрьевич
  • Заваруев Сергей Александрович
  • Кикоть Николай Владимирович
  • Кикоть Наталья Юрьевна
RU2563952C1
ОПОРА РОТОРА ТУРБОМАШИНЫ 2014
  • Еричев Дмитрий Юрьевич
  • Заваруев Сергей Александрович
  • Кикоть Николай Владимирович
  • Кикоть Наталья Юрьевна
RU2555599C1
Контактное радиально-торцевое графитовое уплотнение ротора турбомашины 2017
  • Донцов Сергей Николаевич
  • Кикоть Николай Владимирович
  • Узбеков Андрей Валерьевич
RU2663368C1
РАДИАЛЬНАЯ МЕЖВАЛЬНАЯ ОПОРА РОТОРА ТУРБОМАШИНЫ 2015
  • Зенкова Лариса Фёдоровна
  • Кикоть Николай Владимирович
  • Узбеков Андрей Валерьевич
RU2596898C1
ОПОРА РОТОРА ТУРБОМАШИНЫ 2013
  • Еричев Дмитрий Юрьевич
  • Заваруев Сергей Александрович
  • Кикоть Николай Владимирович
  • Кикоть Наталья Юрьевна
RU2535801C1
РАДИАЛЬНО-ТОРЦЕВОЕ УПЛОТНЕНИЕ РОТОРА ТУРБОМАШИНЫ 2014
  • Заваруев Сергей Александрович
  • Зенкова Лариса Фёдоровна
  • Кикоть Николай Владимирович
  • Кикоть Наталья Юрьевна
RU2578939C1
Комбинированное уплотнение ротора турбомашины 2016
  • Донцов Сергей Николаевич
  • Кикоть Николай Владимирович
  • Узбеков Андрей Валерьевич
RU2614910C1
ОПОРА РОТОРА ТУРБОМАШИНЫ 2014
  • Еричев Дмитрий Юрьевич
  • Заваруев Сергей Александрович
  • Кикоть Николай Владимирович
  • Кикоть Наталья Юрьевна
RU2563954C1

Реферат патента 2015 года ЩЕТОЧНОЕ УПЛОТНЕНИЕ

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к щеточным уплотнениям, предназначенным для уплотнения ротора относительно статора. Техническим результатом является повышение износостойкости и надежности щеточного уплотнения. Щеточное уплотнение содержит кольцевой пучок щеток, расположенный в зазоре между валом и корпусом турбомашины и одним концом жестко закрепленный в корпусе щеток. Уплотнение снабжено разрезным кольцевым элементом и упорным кольцом, при этом поверхность кольцевого пучка щеток выполнена конической относительно оси вращения вала. Корпус щеток установлен на валу турбомашины и жестко зафиксирован на нем. Упорное кольцо установлено на валу турбомашины со стороны острого угла, образованного осью вращения вала турбомашины и кольцевым пучком щеток, и контактирует с корпусом щеток по торцевым поверхностям. Разрезной кольцевой элемент установлен между упорным кольцом и кольцевым пучком щеток и контактирует одним торцом с торцом упорного кольца, а другим торцом, выполненным коническим, - с поверхностью кольцевого пучка щеток. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 542 773 C1

1. Щеточное уплотнение, содержащее кольцевой пучок щеток, расположенный в зазоре между валом и корпусом турбомашины и одним концом жестко закрепленный в корпусе щеток, отличающееся тем, что оно снабжено разрезным кольцевым элементом и упорным кольцом, при этом поверхность кольцевого пучка щеток выполнена конической относительно оси вращения вала, корпус щеток установлен на валу турбомашины и жестко зафиксирован на нем, при этом упорное кольцо установлено на валу турбомашины со стороны острого угла, образованного осью вращения вала турбомашины и кольцевым пучком щеток, и контактирует с корпусом щеток по торцевым поверхностям, а упомянутый разрезной кольцевой элемент установлен между упорным кольцом и кольцевым пучком щеток и контактирует одним торцом с торцом упорного кольца, а другим торцом, выполненным коническим, - с поверхностью кольцевого пучка щеток.

2. Щеточное уплотнение по п.1, отличающееся тем, что на рабочем участке статора нанесено антифрикционное покрытие.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2015 года RU2542773C1

Щеточное уплотнение 1989
  • Белоусов Анатолий Иванович
  • Зрелов Владимир Андреевич
  • Фалалеев Сергей Викторинович
SU1665136A1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЩЕТОЧНОГО УПЛОТНЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2001
  • Аксенов Н.К.
  • Антонов А.Н.
  • Межзиль Е.К.
  • Струков А.А.
RU2210694C2
SU 1462916 A1, 10.10.1996
US 6231047 B1, 15.05.2001
US 5678898 A1, 21.10.1997
US 4934759 A1, 19.06.1990.

RU 2 542 773 C1

Авторы

Еричев Дмитрий Юрьевич

Заваруев Сергей Александрович

Кикоть Николай Владимирович

Кикоть Наталья Юрьевна

Даты

2015-02-27Публикация

2014-01-21Подача