Лабиринтное ступенчатое уплотнение Советский патент 1981 года по МПК F16J15/44 

(54) ЛАБИРИНТНОЕ СТУПЕНЧАТОЕ УПЛОТНЕНИЕ

Изобретение относится к уппотнительной технике, в частности к лабиринтным уплотнениям турбокомпрессоров и турбомашин. Известно лабиринтное ступенчатое уплотнение, выполненное в виде последов тельно установленных в корпусе кольцевых гребней, внутренние кромки которых поочередно с валом и выступом на валу образуют лабиринтные щели, формируемые у вала одним широким гребнем, а у выступа одним узким 1. Недостатком данного уплотнения является то, что в его проточной части возникают мощные поперечные силы, вызывающие вибрацию вала, т.е. самовоэбуждающкеся автоколебания. Uenb 1юобретения - исключение возникновения автоколебаний вала и уменьшение его вибрации. Указанная цель достигается тем, что в каждом выступе выполнена кольцевая уравнительная , внутренняя полост которой сообщается с верхш ми и нижними полостями камер уплотнения при помощи дросселирующих отверстий, расположенных на торцовой поверхности выступа, при этом соблюдены следующие соотношения : - 5:8, 0,5:0,6, у 0,5:0, 7 dп t - шаг дросселирующих отверстий; б - диаметр дросселирующих отверстий;h высота выступа; В - ширина камеры; . 6 - ширина выступа. На фиг. 1 схематически представлена работа уплотнения в статике, на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг.З-4-работа уплотнения .в динамике. Уплотнение выполнено в виде последовательно установленных в корпусе 1 кольцевых гребней 2 и 3, внутренние кромки которых поочередно с выступом 4 на валу и валом 5 образуют лабиринт ные щели. В выступе 4 уплотнения попнена кольцевая уравнительная камера , которая с помощью дросселирующих отверстий 7 выравнивает давление в верхних н нижних камерах уплотнения. в статике лабиринтного уплотнения основана на чередовании процессоб ускорения потока в сужении и последующего торможения в камере. Уплотнение работает под действием возмушающей сипы следующим образом. Под действием возмущающей силы вап движется вверх (фиг. 3). Так как зазоры вверху ( S ) уменьшаются, а внизу ( 9ц ) увеличиваются, давление в камере 8 увеличивается, а в камере 9 - падает. Этот перепад давлений приводит к тому, что среда из камеры 8 че рез дросселирующие отверстия и уравнительную камеру 6 перетекает в кЕ1меру 9, направление движения среды показ но стрелками. Перетекание среды приводит к тому, что давление в камерах 8 И 9 уравниваются, следовательно, на вал не действует поперечная сила Р (Р 0 Вал возвращается в среднее положение, если возмущающая сила исчезает или вращается вверху, однако автоколебания его нп возникают. Вал под дейстоием возмущающей силы движется вниз (фиг. 4). В нижних камерах 9 давление увеличщзаотся, в ве них- уменьшаются. 13 этих условиях среда будет перетекать из н)тжпей ка,тмеры 9 в уравнительную кольцевую каме ру 6, а из нее в камеру 8. Давление . при этом выравнивается и в камерах 8 и 9 становится практически одиноковым На вал не действует поперечная сила, значит автоколебания но возникают. Наибольшая эффективность предлагае- мой конструкции уплотнен1га имеет место при соблюдении следующих соотношений геометрических параметров : 5:8; - 0,5:0,6, |- О,5:О,7 опс 28 где t - шаг дросселирующих отверстий;d - диаметр дросселирующих отверстий;h - высота выступа; Ь - ширина камеры; - ширина выступа. Формула изобретения Лабиринтное ступенчатое уплотнение, выполненное в виде последовательно установленнь х кольиевык гребней (дисков), внутренние кромки которых поочередно с валом и выступом на валу образуют лабиринтные щели, формируемые у вала одним широким гребнем, а у выступа одним узким, отличающееся тем, что, с целью исключения возникновения автоколебаний вала и уменьшения. его вибрации, в каждом выступе выполнена кольцевая уравнительная камера, внутреР1няя полость которой сообщается с верхними и нижними полостями камер уплотнения при помошн дросселирующих отверстий, расположеинр,1к на торцовой поверхности выступа, при этом соблюдены следующие соотношения : 5:в; --0,5:0,6 |-: 0,5 :о, 7, t -шаг дросселирукших отверстий ; d - диаметр д рос се пирующих отверстий;-высота выступа; - ширина KaMepiii; -ширина иыступа,. Источники информации, принятые во внттаинэ при экспертизе1. Щегпяев Л. В. Паровые турбины. , Энергия, 19G7, с. 155, рис.6 , н