Опорно-уплотнительный узел турбомашины Советский патент 1984 года по МПК F01D25/16 F04D29/04 F16J15/34 

Изобретение относится к турбостроении, в частности к опорно-уплотнительным узлам турбомашин,

Известен опорно-уплотнительный узел ротора центробежного компрессора, содержащий подшипник скольжения с самоустанавливающимися вкладьшами и уплотнение с плавающими кольцами СО.

Недостатками этого устройства являются его большая осевая протяженность, что существенно увеличивает металлоемкость всего компрессора и приводит к возрастанию расстояния между подшипниками, повьпиенные потер на трение, небольшой ресурс работы и низкая надежность узла вследствие износа при запусках.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является опор- 20 но-уплотнительный узел турбомашины, содержащий корпус с полостью подвода жидкости, расположенные в корпусе с зазором относительно вала опорное кольцо с несущими камерами, дросселирующими отверстиями и каналами, сообщенными с полостью подвода жидкости, и плавающее уплотнительное кольцо, образующее с корпусом и опорньм кольцом промежуточную камеруС2. Однако при таком выполнении узла каналы для подвода жидкости к дросселирующим отверстиям непосредственно соединены с полостью между кольцами, жидкость в которой нагрев ется от опорного и плавающего кольц .а также за счет трения о вал, что приводит к увеличению расхода (снижению экономичности) и снижению нес щей способности (уменьшение надежно ти) опорно-уплотнительного узла вследствие уменьшения вязкости масл подаваемого в несущие камеры. Целью изобретения является повышение надежности и экономичности опорно-уплотнительного узла. Указанная цель достигается тем, что опорно-уплотнительный узел, содержащий корпус с полостью подвода жидкости, расположенные в корпусе с зазором относительно вала опорное кольцо с несущими камерами, дросселирующими отверстиями и каналами, сообщенными с полостью подвода жидкости, и плавающее уплотнительное кольцо, образующее с корпусом и опо ным кольцом промежуточную камеру, дополнительно содержит расположенную в промежуточной камере втулку.с радиальными отверстиями, контактирующую с корпусом и опорным кольцом, и последнее.жестко закреплено в корпусе, а каналы расположены на периферии опорного кольца.

Кроме того, радиальные отверстия втулк равномерно расположены по окружности и смещены в окружном направлении относительно каналов опорного кольца.

На фиг. 1 показан предлагаемый узел, продольный разрез; на фиг. 2 вид А на фиг. 1.

Опорно-уплотнительный узел турбомашины содержит корпус 1 с полостью 2 подвода жидкости, расположенные в корпусе 1 с -зазором 3 относительно вала 4 опорное кольцо 5 с несущими камерами 6,,дросселирующими отверстиями 7 и каналами 8, сообщенными с полостью 2 подвода жидкости, и плавающее уплотнительное кольцо 9, образующее с корпусом 1 и опорным кольцом 5 промежуточную камеру 10. Кроме того, узел дополнительно содержит расположенную в промежуточной камере втулку 11 с радиальными отверстиями 12, контактирующую с корпусом 1 и опор кольцом 5, причем кольцо 5 жесто закреплено в.корпусе 1, а каналы 8 расположены на периферии опорного кольца 5. Радиальные отверстия 12 втулки 11 равномерно расположены по окружности и смещены в окружном направлении относительно каналов 8 опорного кольца 5, в котором выполнена кольцевая проточка 13, сообщающая между собой подводящие отверстия 14. Узел содер жит также резиновые уплотняюпще кольца 15, пружину t6, уплотняемую камеру 17 и полость 18 с атмосферным давлением. Опорно-уплотнительный узел турбомашины работает следующим образом. Уплотняющая жидкость поступает в полость 2, из которой часть ее по радиальным отверстиям 12 во втулке 11 поступает в промежуточную камеру 10 и течет по зазору 3 между валом 4 и плавающим кольцом 9 в сторону уплотняемой камеры 17. Давление в промежуточной камере 10 всегда эьш1е, чем в камере 17, благодаря чему обеспечивается надежное уплотнение газа в камере 17.

31

Другая часть уплотняющей жидкости из полости 2 течет по каналам 8, промежуточным отверстиям 14 и дросселирующим отверстиям 7, в которых давление падает от давления подачи до давления в несущих камерах 6. Кольцевая проточка 13 служит для выравнивания давления подачи между подводящими отверстиями 14. Из камер 6 жидкость движется по зазору 3 в сторону 18.

Благодаря наличию несущих камер 6 и подачи в них жидкости возникает гидростатический эффект и исключается трение влаа 4 о поверхность опорного кольца 5 как при запуске, так и в процессе работы. При этом выполнение каналбв 8, подводящих жидкость к дросселирующим отверстиям 7, на периферии опорного кольца 5 и нали392 4

чие кольца 11 в промежуточной камере 10 позволяет подводить охлажденное масло непосредственно к несущим камерам без перемешивания его с HarpetbM маслом в промежуточной камере 10.

Такое выполнение узла позволяет осуществить равномерный подвод жидкости в промежуточную камеру 10 и, следовательно, сократив ее путь от

отверстий 12 до зазора 3, уменьшить потери на трение и температуру жидкости.

Снижение температуры жидкости приводит к повышению ее вязкости, что

сопровождается уменьшением расхода и повьш1ением несущей способности опорного и уплотнительной способности плавающего кольца. В результате повьпиается надежность и экономичкость предлагаемого узла.

Bt/ Л развернуто

1. ОПОРНО-УПЛОТНИТЕЛЬНЬП УЗЕЛ ТУРБСМАШИНЫ, содержащий корпус с полость подвода жидкости, расположенные в корпусе с зазором относительно вала опорное кольцо с несущими камерами, дросселирующими отверстиями и каналами, сообщенными с полостью подвода жидкости, и плавающее уплотнительное кольцо, образующее с корпусом и опорным кольцом промежуточную камеру, о тличающийс я тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, узел дополнительно содержит расположенную в промежуточной камере втулку с радиальными отверстиями, контактирующую с корпусом и опорным кольцом, и последнее жестко закреплено в корпусе, а каналы расположены на периферии опорного кольца. 2. Узел ПОП.1, отл.ичающ и и с я тем, что радиальные отверстия втулки равномерно расположены по окружности и смещены в окружном направлении относительно каналов опорного кольца.