Многоступенчатое гидравлическое уплотнение Советский патент 1980 года по МПК F16J15/40 

1

Изобретение относится к области уплотнительной техники для энергетического оборудования, где необходимо осуществить уплотнение вращающегося в корпусе агрегата вала при высоких параметрах рабочей 5 среды.

Известны многоступенчатые гидравлические уплотнения вала турбины, выполненные в виде последовательно установленных на валу дисков, располол енных в кольце- ю вых камерах корпуса, заполненных уплотняющей жндкой средой, например водой 1. Такие уплотнения имеют по сравнению с обычными лабиринтовыми уплотнениями небольщие осевые размеры.15

Однако их использование возможно только при небольших перепадах давлеппя и при низкой температуре рабочей среды.

Целью описываемого изобретения является обеспечение возможности ирименения 20 в качестве уплотняющей среды жидкого металла для повышения величины удерживаемого уплотнением давления.

Это достигается тем, что уплотнение снабжено расположенной со стороны поло- 25 стн высокого давления дополнительной сборной камерой уплотняющей среды п расположенной вокруг корпуса полостью для подвода обогревающей срецы, в теле дисков выполнены соединяющне перифе- 30

рниную и центральную части соседних кольцевых камер цептростремнтельные каналы, которые, кроме того, связывают дополнительную сборную камеру последовательно с камерами всех днсков, в которых также выполнены дросселирующие каналы, соединяющие между собой соседние камеры, прп этом в корпусе выполнены связывающие сборную камеру с уплотнительной полостью высокого давления отверстпя, суммарное проходное сечеппе которых больше, чем проходное сеченне зазора между валом и корпусом в месте расположения сборной камеры.

На фиг. 1 схематично представлено трехступенчатое гидравлическое уплотненне в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, а на фиг. 3 - разрез Б-Б на фнг. 1.

На валу 1 последовательно установлены диски 2 и 3 в кольцевых сообщающихся камерах 4 и 5 корпуса 6. Число днсков, а следовательно, и ступеней определяется в зависнмости от удерживаемого уплотпеипем перепада давления. Вокруг корпуса расположена полость 7 для подвода обогревающей среды. К кольцевой камере 4 со стороны высокого давления прпмыкает дополнительная сборная камера 8, которая последовательно связана с кольцевыми камерамн всех дисков через расположенные

в теле последних центростремительные каналы 9, соединяющие перифери1111ую и центральную части соседних камер. Центральные части камер соединены между собой вынолнеиными в теле дисков дросселирующими каналами 10 и 11, причем сечення каналов 11 больше, чем сечения каналов 10. Дополнительная сборная камера 8 связана с полостью высокого давления отверстиями 12, суммарное проходное сечекие которых больше, чем проходное сечение зазора 13 между валом 1 и корпусом 6 в месте расположения сборной камеры 8. Нижняя часть сборной камеры выполнена в виде узкого щелевого канала 14, сообщающегося через отверстие 15 с нижней частью емкости 16.

На ободах дисков 2 и 3 могут быть скребки 17 высотой примерно 0,5-1 мм, обращенные острой кромкой в сторону вращекия. Обогрев корпуса может производиться паром по трубопроводу 18.

Уплотнение работает следующим образом.

Неред сборкой узла уплотнения емкость 16 заливают расплавленным металлом, не смачивающим поверхности дисков и камер. Температура плавления этого металла должна быть ниже минимально возможной температуры рабочей среды. Если емкость 16 недостаточна, то металл заливают также в камеры 4 п 5 до уровня, исключающего задевание его дисками. Перед пуском металл расплавляют.

,Прп повышении давления во время работы в емкости 16 жидкий металл вытесняется через канал 14 в камеру 4. При вращении вала в камере за счет центробежной силы создается нерепад уровней металла, уравновешивающий возни кшую разность давлений. При недостаточности для уравновешивания перепада одной камеры уплотняющая среда перетекает в следующие камеры, а при снижении перепада центростремительные каналы возвращают унлотняющую среду обратно. Прн снижении неренада до минимума, определяемого перепадом уровней металла в канале 14, вся уплотняющая среда перекачивается по этим центростремительным каналам через сборную камеру 8 в емкость 16. Охлаждение агрегата производится при неполностью остановленном вале. При этом благодаря скребкам 17 исключается защемление диска остывающим металлом. Полная остановка должна нроизводиться только после застывания металла.

Дросселирующие каналы 10 определяют перепад на диски 2 и исключают сложное заполнение кольцевых камер 4 и 5. Последний диск 3, расположенный в увеличенной по объему камере 5, препятствует прямому выбросу уплотняющей среды при резких возрастаниях давления и частично выполняет уплотнительную функцию.

Формула изобретения

Многоступенчатое гидравлическое уплотнение преимущественно для газовых и паровых турбин, выполненное в виде последовательно установленных на валу дисков, расположенных в кольцевых камерах корпуса, заполненных уплотняющей жидкой средой, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности применения в качестве уплотняющей среды жидкого металла для повышения величины удерживаемого уплотнением давления, оно снабжено расположенной со стороны полости высокого давления дополнительной сборной камерой уплотняющей среды и расположенной вокруг корпуса полостью для подвода обогревающей среды, в теле дисков выполнены соединяющие периферийную и центральную части соседних кольцевых камер центростремительные каналы, которые, кроме того, связывают дополнительную сборную камеру последовательно с камерами всех дисков, в которых также выполнены дросселирующие каналы, соединяющие между собой соседнне камеры, при этом в корнусе выполнены связывающие сборную камеру с уплотнительной полостью высокого давления отверстия, суммарное проходное сечение которых больше, чем нроходное сечение зазора между валом и корпусом в месте расположения сборной камеры.

Источннкн ннформации, принятые во внимание нри экспертизе 1. Щегляев А. В. Паровые турбины, ГЭИ, 1955, с. 129.

77