Радиально-торцовое уплотнение Советский патент 1981 года по МПК F16J15/34 

(54) РАДИАЛЬНО-ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ

I

Изобретение относится к технике уплотнения, например масляных полостей от воздушных, через которые проходят высокооборотные валы, и предназначено, преимущественно, для использования, в качестве уплотнений валов авиационных двигателей.

Наиболее близким к предлагаемому по техническрй сущности является радиальноторцовое уплотнение, которое состоит из фланца, уплотнительного кольца, коНтртела и втулки, имеющее простую конструкцию и малые габариты 1.

Недостаток уплотнения заключается в том, что воздух, поступающий из-за компрессора в район втулки, засоряет торцовое уплотнение пылью и мелкими инородными телами, поступающими вместе с воздухом.

Цель изобретения - устранение засаливания торцов уплотнительного кольца и rfoвышение за счет этого ресурса.

Указанная цель достигается тем, что по наружной поверхности втулки выполнены гребешки (лабиринты) и ряд отверстий, расположенных по окружности под углом к радиусу втулки, причем величина угла наклона отверстий выбирается в зависимости от величины угловой скорости ротора, т. е. направление отверстий соответствует направлению относительной скорости пылинок, находящихся в воздухе, поступающих из-за компрессора высокого давления.

На фиг. I показано предлагаемое ралиально-торцовое уплотнение, ()бн1ий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. I (по отверстиям во втулке); на фиг. 3 - вектор скоростей при радиальном расположении отверстия; на фиг. 4 - периферийная часть отверстия, выполненного на втулке; на

10 фиг. 5 - вектор скоростей при наклонном расположении отверстия.

Радиально-торцовоо уплотнение .включает деталь статора - фланец I и детали ротора - уплотнительное кольцо 2, расно15 ложенное между контртелом 3 и втулкой 4. Во втулке 4 выпoлfleны отверстия Г, расположенные по окружности. Отверстия наклонены под углом J, в направлении вран1ения. Угол i. выбнрается в зависимости от направления вектора загрязненного FioTOKa. воз20духа.

Уплотнительное кольцо 2 (например графитовое) имеет торцовую рабочую повсрхность, прилегающую к находящемуся на валу ротора контртелу 3, охлаждаемому маслом, и рабочий наружный диаметр, прилегающий к статррному фланцу I.

Радиально-торцовое уплотнение работает следующим образом.,

Воздух, отбираемый из-за компрессора высокого давления для охлаждения дисков турбины частично проходит через лабиринты и попадает в полость В. Такой воздух содержит значительное количество мелких частиц, которые попадают в него в результате процесса сжатия в компрессоре и выработки уплотнительной массы торцами пера рабочих лопаток компрессора. С целью предотвращения попадания пыли и мелких частиц на уплотнительные поверхности кольца 2, (пыль и мелкие частицы засаливают уплотнительное кольцо и уплотнение перестает работать эффективно, так как масло из полости подшипника Д попадает в воздушные полости турбины и создает пригары и засорения), во втулке выполнены отверстия Б, которые работают как сепаратор и очищают воздух от пылиДыль, проходя через отверстия Б, попадает во внутреннюю полость вала и выбрасывается. С целью уменьшения количества потерь воздуха на втулке 4 выполнены по наружной ее части гребещковые лабиринты.

Кроме того для отсечки загрязненного воздуха от полости Е нормальной работы торцового уплотнительного кольца 2 в полость Е подается небольшое количество чистого воздуха из наружного контура.

Преимуществом уплотнения является ресурс работы.

Формула изобретения

Радиальио-торцовое уплотнение высокооборотного вала, преимущественно авиадвигателей, содержащее закрепленную на валу втулку и уплотнительное кольцо с радиальным и торцовым уплотнительными буртиками, отличающееся тем, что, с целью повышения ресурса работы за счет предотбращения загрязнения уплотниТельного кольца, втулка шлполнена с гребешковым лабиринтом по наружной поверхности и со сквозными отверстиями в плоскости, перпендикулярной оси вала, при этом выходы отверстий на периферии втулки смешены (ТО окружности относительно входов.

Источники информации. принятьге во внимание при экспертизе I, Авиационный двухконтуриый турбореактивный двигатель АИ-25. М.. «Машиностроение, 1971, с. 28.

(риг.З

ФигЯ