Ротор турбомашины Советский патент 1986 года по МПК F16J15/40 

Изобретение относится к турбостроению, в частности к роторам тур- бомашинь.

Целью изобретения является, повышение надежности и герметичности ггу- тем интенсификации теплоотвода из зоны зазора между внутренним кольцом уплотнения и втулкой.

На фиг. 1 изображен ротор,, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение на фиг.1.

Ротор турбомашины содержит вал 1 и уплотнение, включающее закрепленную на валу 1 втулку 2, внутреннее плавающее кольцо 3 и наружное пла- вающее кольцо 4, установленные в корпусе 5 с образованием полости 6 подвода запорной жидкости и с зазорами 7 и 8 относительно втулки 2. Обращенные друг к другу поверхность 9 втулки 2 и поверхность 10 вала 1 имеют форму усеченных конусов, большие основания 1I которых расположены в зоне внутреннего кольца 3, а вал 1 снабжен равномерно расположенными по окружности выступами 12, образующими с втулкой 2 герметичные полости 13, частично заполненные телоносителем.

Участок 14 втулки 2 со стороны наружного кольца 4 может быть расположен снаружи корпуса 5 и снабжен ребрами 15.

Кроме того, ротор содержит заглуки 16 полостей 13 для заливки тепло носителя и резиновые уплотнительные кольца 17 и 18 для герметизации втуки.

Участок 19 герметичной полости является испарительным, а участок 20 конденсаторным.

Герметичные полости 13 могут иметь также спиральную или иную форму.

Уплотняющая жидкость поступает в корпус 5 уплотнения между внутренни кольцом 3 и наружным кольцом 4 и течет в двух направлениях. Меньшая часть уплотняющей жидк -)сти поступае в радиальный зазор 8 между втулкой 2 и внутренним кольцом 3 и сливается в рабочую полость. Основной поток уплотняющей жидкости поступает . в радиальный зазор 7 между втулкой 2 и наружным кольцом 4 и сливается в сборник.

0

5

0

5

0

5

0 5

Зазор 8 очень мал (порядка 0,03 - 0,06 мм) , поэтому при врап1ении вала из-за гидродинамического трения выделяется значительное количество тепла, Частично это тепло через наружную поверхность внутреннего кольца 3 передается угаютняющей жидкости. Основной теп-повой поток через втулку 2 передается теплоносителю, который находится в испарительном участке 19 герметичной полости 13. За счет подводимого тетта теплоноситель кипит (или испаряется). При этом кипение протекает интенсивно с высокими значениями коэффициента теплоотдачи. Образующийся пар поступает в конденсаторный участок 20, где этот пар конденсируется. Интенсивная конденсация пара внутри полости 13 на конденсаторном участке 20 осуществляется потому, что наружная поверхность втулки 2 омывается протекающей через зазор 7 уплотняющей жидкостьюр а выступающий участок 14 обдувается воздухом или омывается холодным маслом. Для повьпиения интенсивности теплоотвода втулка 2 снабжена ребрами 15, Образующийся конденсат теплоносителя центробежными силами прижимается к внутренней поверхности втулки 2. Так как ее поверхность выполнена конической, то центробежные силы возвращают конденсат в зону кипения. Здесь тетшоноси- тель опять начинает кипеть, отбирая тепло трения, и процесс отвода тепла непрерывно повторяется в течение всего срока работы машины.

Таким образом, в связи с создани- ем улучшенных .условий теплоотвода из зоны рабочего зазора внутреннего кольца 3, а именно путем выполнения в вале 1 герметичных полостей с теплоносителями, изменяющими свое агрегатное состояние, снижается температура жидкости в зазоре внутреннего кольца 3, повьш1ается ее вязкость, уменьшается ее расход в полость компрессора и повышается гидродинамическая центрирующая сила внутреннего кольца 3, повышая тем надежность уплотнения. При зтом также уменьшается эксцентриситет кольца 3 относительно вала 1, что предотвра- . щает опасность прорыва газа из полости малгины и, следовательно, повышает герметичность уплотнения.

5

п

т и и , / / /

7 -н

20 , /1 фиг.1

8 /

3 11 Ю

/)-/i

Редактор Н,Горват

Составитель Н.Огарко Техред Л.Сердюкова

Заказ 6651/29Тираж 500Подписное

ВШППТИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-33, Раушская наб., д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

иг.2

Корректор М.Самборская