Уплотнение турбомашины Советский патент 1983 года по МПК F01D11/02 

Изобретение относится к турбомашиностроению и касается конструкции бесконтактных уплотнений турбомашины. Известно уплотнение турбомашины, содержащее установленное в статоре плавающее кольцо, охватывающее с зазором цилиндрический элемент ротора 1. Однако ввиду того, что кольцо устанавливается относительно ротора с зазором лишь за счет самогенерации несущей способности рабочего тела в зазоре, при вибрационных перегрузках неизбежно задевание, снижающее надежность уплотнения. Известно уплотнение турбомашины, содержащее установленное в статоре плавающее кольцо, охватывающее с зазором цилиндрический элемент ротора и снабженное каналами, связанными с полостью высокого давления статора, и сообщенными с ними камерами, расположенными с внутренней стороны кольца 2. Однако наличие камер, сообщенных с каналами, постоянно связанными с полостью высокого давления статора, хотя и увеличивает несущую способность кольца до величины, необходимой для отсутствия задевания при вибрационных перегрузках, но в то же время обусловливает увеличение утечек и снижение эффективности нормальных режимов, когда достаточно самогенерации несущей способности кольца за счет вращения ротора. Цель изобретения - повыщение эффективности. Указанная цель достигается тем, что уплотнение турбомашины, содержащее установленное в статоре кольцо, охватывающее с зазором цилиндрический элемент ротора и снабженное каналами, связанными с по.. , - -лостью высокого давления статора, и сообщенными с ними камерами, расположенными с внутренней стороны кольца, дополнительно содержит нормально закрытый клапан инерционного действия, перекрывающий каналы, и последние связаны с полостью высокого давления посредством этого клапана.. Клапан выполнен в виде закрепленного на статоре кольцевого седла с отверстиями, совпадающими с каналами, и запорного органа, подпружиненного относительно статора в радиальном направлении и перекрывающего отверстия седла. На чертеже изображено уплотнение турбомащины. Уплотнение турбомащины содержит установленное в статоре 1 плавающее кольцо 2, охватывающее с зазором цилиндрический элемент ротора 3 и снабженное каналами 4, связанными с полостью 5 высокого давления статора 1, и сообщенными с ними камерами 6, расположенными с внутренней стороны кольца 2. Уплотнение дополнительно содержит нормально закрытый клапан 7 инерционного действия, перекрывающий каналы 4, связанные с полостью 5 высокого давления посредством этого клапана 7. Клапан 7 выполнен в виде закрепленного на статоре 1 кольцевого седла 8 с отверстиями 9, совпадающими с каналами 4, и запорного органа 10, подпружиненного пружинами 11 относительно статора 1 в радиальном направлении и перекрывающего отверстия 9 седла 8. Во время работы турбомашины при отсутствии существенных вибраций кольцо 2 всплывает над цилиндрическим элементом ротора 3, сохраняя гарантированный зазор за счет самогенерации несущей способности пленки в зазоре из-за вращения ротора 3. При вибрационных перегрузках статор 1 с седлом 8 колеблются, а запорный орган 10 на пружинах 11 смещается относительно седла 8 за счет инерции, открывая отверстия 9. Рабочее тело из полости вы- сокого давления статора 1 поступает через каналы 4 в камеры 6, увеличивая несущую способность пленки в зазоре за счет газостатических сил в камерах 6, что обеспечивает отсутствие задевания при вибрационных перегрузках во время прохождения критическои частоты вращения и т. п. Отсутствие повышенных утечек, связанных с поддержанием высокого давления в камерах 6 плавающего кольца 2, на режимах, при которых отсутствуют вибрационные перегрузки, существенно повыщает эффективность уплотнения, так как турбомащина больщую часть времени работает без существенных вибраций.

1. УПЛОТНЕНИЕ ТУРБОМАШИНЫ, содержащее установленное в статоре плавающее кольцо, охватывающее с зазором цилиндрический элемент ротора и снабженное каналами, связанными с полостью высокого давления статора, и сообщенными с ними камерами, расположенными с внутренней стороны кольца, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности, оно дополнительно содержит нормально закрытый клапан инерционного действия, перекрывающий каналы, и последние связаны с полостью высокого давления посредством этого клапана. 2. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что клапан выполнен в виде закрепленного на статоре кольцевого седла с отверстиями, совпадающими с каналами, и запорного органа, подпружиненного относительно статора в радиальном направлении и перекрывающего отверстия седла. $ СЛ о 00 со