Лабиринтовое уплотнение турбомашины Советский патент 1993 года по МПК F16J15/44 

Фиг.

Изобретение относится к турбостроению и предназначено для уплотнения зазора между вращающимися и неподвижными деталями, в частности, в диафрагменных и концевых уплотнениях турбомашин.

Целью изобретения является повышение экономичности и надежности за счет устранения и обеспечения прижатия уплот- нительного сегмента всей поверхностью к пазу со стороны низкого давления.

На фиг.1 изображено меридиональное сечение проточной части в области лабиринтового уплотнения; на фиг.2 - то же, поперечное сечение.

Лабиринтовое уплотнение содержит подпружиненные упругими элементами 1 уплотнительные сегменты 2, имеющие входную 3 и выходную 4 полки, расположенные своими хвостовиками 5 в пазах 6 статора 7 и снабженные уплотнительными гребнями 8, образующими с ротором 9 радиальный зазор 10.

Упругий элемент 1 выполнен в виде плоской пружины и установлен между сегментом и статором 7 в кольцевом пазу 6.

Хвостовики 5 сегмента 2 опираются своими выступами на выступы 11 паза.б. Величина угла дуги сегмента выбрана из соотношения

а к

W . где а- половина угла дуги сегмента, рад;

К - коэффициент, зависящий от диаметра ротора и осевых размеров сегмента (см. выше).

Таким образом, после сборки сегменты 2 прижимаются упругими элементами 1 в сторону ротора 9 и между уплотнительными гребнями 8 и ротором 9 устанавливается минимальный зазор 10.

Работает уплотнение следующим обра- зом:

ео время пусковых операций при возникновении расцентровки ротора 9 и статора .7, ротор 9 задевает уплотнительные гребни 8 и отбрасывает сегменты 2 в положение с большими радиальными зазорами. Оптимальный угловой размер сегмента 2, выбранный из соотношения а Ј К (см. выше), позволяет избежать перекоса, уменьшить силу трения при движении сегмента 2 в пазу 6 и устранить протечку через кольцевой паз 6.

Отсутствие протечки обеспечит повышение давления в кольцевом пазу 6 и гаран0

5

0

5

0

5

тирует посадку сегмента 2 под действием перепадов на заплечики 11 кольцевого паза 6 после задевания ротором.

Таким образом, устранение перекоса и протечки через кольцевой паз б повышает экономичность ступени и уменьшает эрозионный износ сегмента 2.

Формула изобретения Лабиринтовое уплотнение турбомаши- ны, содержащее установленные хвостовиками в кольцевом пазу статора и подпружиненные в радиальном направлении уплотнительные сегменты с шейкой, входной и выходной полками и уплотнительными гребнями, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности и надежности путем уменьшения заедания и перекоса сегментов, сегменты выполняют с углом дуги, величина которого on ределяется из соотношения

T|SK

;/-

2LRJ + (0,66 +-Q.5P+ 0.16P2)b2Ri 2LRz-RA

rt

(Ь - m2)R2 - m2R3 - -2LRz-KA где К- коэффициент, зависящий от диаметра уплотнения и осевых размеров сегмента;

а- половина угла дуги сегмента, рад.;

L- радиальная ширина кольцевого участка, подверженного воздействию осевого перепада;

m - ширина шейки хвостовика сегмента;

с- ширина вылета выходной полки сегмента;

Ь - ширина участка с вылетом входной полки;

RK- внутренний радиусуплотнительных гребней;

RI - внутренний радиус полок; R.- наружный радиус полок;

RA внутренний радиус статора; Рз- наружный радиус сегмента; Р - безразмерный коэффициент, определяемый из соотношения Р с/(с+Ь).

Rz средний радиус кольцевого участка уплотнения, подверженного действию осевого перепада, определяемый из соотношенияRz RK+L/2.

Фиг. I

Использование: изобретение относится к турбостроению, может найти применение в диафрагменных и концевых уплотнениях паровых турбин и позволяет повысить надежность и экономичность уплотнений. Сущность изобретения: уплотнение содержит уплотнительные сегменты 2, размещенные в кольцевом пазу 6 статора 7 и подпружиненные упругими элементами 1. обеспечивающими перемещение сегментов 2 в радиальном направлении. Величина дуги сегмента 2 выбрана из соотношения a /tg cteK, где К - коэффициент, зависящий от диаметра и осевых размеров сегмента 2; а- половина угла дуги сегмента 2 рад. Коэффициент К определяют из соотношения, учи- тывающего геометрические параметры сегментного уплотнения. Оптимальные угловые размеры сегментов позволяют избежать перекосов и заеданий хвостовиков 5 сегментов 2 в статррных пазах 6, что обеспечивает повышение надежности и экономичности из-за минимальной протечки. 2 ил. ел С