Лабиринтное уплотнение турбомашины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСГИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН Ои 11/02; Г 15/5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ИЗОБРЕТЕНИДЕТЕЛЬСТВУ ПИ САНИВТОРСКОМ.(54)(57) ЛАБИРИНТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ ТУРБОМАШИНЫ, содержащееразрезные подпружиненные сегменты сдроссельными гребнями, установленныев статоре с радиальным зазором междувершинами дроссельных гребней и ребер треугольного поперечного сечениямногозаходной косой накатки на роторе,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения надежности, экономичности и гидродинамического сопротивления, угол при вершине ребер составляет80 - 90; а высота ребер - 2 - 3 вео,личины верхнего радиального зазора,1 1055894Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в третурбомашинах, преимущественно в парозавых турбинах.Известно лабиринтное уплотнение турбо нымашины, на поверхности вала которой под чтодроссельными гребнями нанесен абразив- повный защитный слой ЯНедостатками такого уплотнения яв налляются: сложность технологии и необ ненходимость в уникальном плазменном лярплавильном оборудованиидля нанесенияабразивного слоя окислов титана и алю- ни,миния на специально обработанную тан- нимталом поверхность ротора; трудность . 15 перремонта покрытия в условиях эксплуата- терции турбины; пригодность для турбомавтошины с роторами жесткого типа в то.новремя как все современные крупные а 1- подрегаты имеют гибкие роторы; недоста ныеточность защиты внутренних волоконциявала от тепла трения, выделяющегося при моодностороннем задевании ротора о ста-ватор в уплотнениях, Это произойдет, во- лампервых, иа-за малой толщины защитного 25 рабслоя порядка 0,075 мм), во-вторых,валвследствие отсутствия протечки рабоменчего тела через зону контакта, Кромеиметого, покрытие вала твердыми материала зубми при жестких односторонних задева- З 0 гию11 иях не оказывает существенного влив- бинния на износ дроссельных гребнейи они . будут врезаться в поверхностныеслои вала, что вызовет его тепловойпрогиб,родиИзвестно также лабиринтное уплотнение содержащее разреэные подвижныесегменты с дроссельными гребнями,прижатые пружинами к Т-образным пазам обоймы статора 240леОднако при достаточно высоком давлении в турбине уплотнительные сег- и Ременты прижимаются паром к Т-образным пазам статора и уплотнение раротоботает как .жесткое при длительномодностороннем завоевании в уплотнениивал успевает получить достаточное ко личество тепла трения, которое сможетвызвать прогиб ротора, поскольку взону контакта не проникает рабочаясреда, поэтому такая конструкция уплотнения применяется в сочетании с теплсьвыми канавками на роторе.обой 35 Известно лабиринтное уплотнение тур бомашины,. содержащее разрезные подпружиненные сегменты с дроссел 1 ными гребнями, установленные в статоре с радиальным зазором между верами дроссельных гребней и реберугольного поперечного сечения многохватной косой накатки на роторе 3 .Такое уплотнение обладает повышенм гидравлическим сопротивлением,снижает утечку рабочей среды иышает экономичность турбомашины.Однако высота ребер равна номиьному радиальному зазору в уплотии, а в ребрах выполнены перпендикуные к оси ротора кольцевые канавки,оторых размещены дроссельные гребчто, во-первых, не позволяет восприать большие. относительные осевыеемещения ротора и статора, харакнь 1 е для современных турбин, ворых, не сможет предохранить поверхстные слои металла вала, лежащиеребрами, от задеваний за дроссельгребни при значительных реформах ротора и статора турбины, а этожет привести к тепловому прогибула; основания ребер разделены канаи, что вызывает повышенные утечкиочего тела по сравнению с гладкимом при частоте вращения ротора,ьше номинальной; сечение реберет вид трапеции или эвольвентногоа шестерни, что усложняет техноловыполнения ребер и удорожает турУ.Целью изобретения является повышнадежности, экономичности и гиднамического сопротивления.Укаэанная цель достигается тем,в лабиринтном уплотнении содержаразрезные подпружиненные сегменс дроссельными гребнями, установнные в статоре с радиальным зазоромжду вершинами дросселыых гребнейбер треугольного поперечного сея многозаходной косой накатки наре, угол при вершине ребер состав80 - 80, а высота ребер - 2-3ичины верхнего радиального зазора,а фиг. 1 изображено лабиринтноетнение турбомашины, общий вид;иг. 2 - вид А на фиг.1 (участокй накатки); на фиг. 3 - сечение Б-Биг.2.абиринтное уплотнение состоит иэмы (статора) 1, в которой установлены подвижные уплотнительные сегменты 2, прижатые плоскими пружинами 3 к Т-образному пазу 4 обоймы (стато- ра) 1, В сегментах 2 закреплены дроссельные гребни 5. На поверхности рото.па 6 методом многозаходной косой на3 3.055 катки с утлому нанесены ребра треуголь ного сечения.Уголпри вершине ребер треугольного сечения составляет 80-90 , а вью сота ребер составляет 2-3 величины верхнего радиального зазора между вер шинами ребер и дроссельных гребней 5.Поскольку косая накатка работает как элемент винтового насоса, ее следует выполнять правой либо левой с учетом 10 направления движения рабочего тела через уплотнение таким образом, чтобы создавать дополнительное сопротивление потоку при протекании его под дроссельными гребнями 5. 5При одностороннем задевании вращающегося, ротора 6 за дроссельные греб ни 5 в зонах контакта будут сохраняться необходимые зазоры между ребрами, через которые будет протекать рабочая 2 О среда и отводить основное количество тепла трения. Ребра обладают невысокой Составитель В. Гуторовя Техред Т.Маточка Кор Решетник актор О, Юрков 3 Подписноеета СССРкрытыйкая наб., д. 4/5 Патент", г. Ужгор ул. Проектная,илиал Заказ 9263/28 . Тираж ВНИИПИ Государственного по делам изобретений. 113035, Москва, Ж 35, механической прочностью, поэтому при задевании они будут прорезаны дроссеж- ными гребнями 5 без распространения тепла вглубь волокон ротора 6 и без существенного износа дроссельных гребней 5.Таким образом, выполнение лабиринт ного уплотнения с предлагаемыми геометрическими характеристиками позволяет предотвратить развитие теплового прогиба ротора при его одностороннем задевании в уплотнении. При этом повышается маневренность турбины за счет отказа от выполнения в теле ротора тепловых компенсационных канавок. что йозволяет сократить продолжительность пуска турбины и снизить пусковые затраты, повышается экономичность турбины за счет уменьшения утечек рабочей среды, а также гидравлическое сопротивление уплотнения, поскольку косая накатка играет роль винтового насоса.