Уплотнение вала турбомашины

(5) 5 Е 16 ) 15/34 ЗОБРЕТЕН ОПИСАН АВТОРСКОМ ЕТЕЛЬСТВ(56) Голубев А,И. Торцовые уплотнения вращающихся валов. М.: Машиностроение,1974, с. 65, рис. 53. Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в турбомашинах различного назначения для уплотнения вращающихся валов.Целью изобретения является повышение надежности уплотнения путем поддержания стабильного торцового зазора.На фиг. 1 представлено уплотнение вала турбомашины, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг, 2; на фиг. 4 - вид по стрелке В на фиг, 2.Уплотнение вала турбомашины содержит аксиально-подвижное уплотнительное кольцо 1, вращающееся уплотнительное кольцо 2, торцовая поверхность 3 которого снабжена непроточными спиральными канавками 4. По меньшей мере часть спиральных канавок 4 выполнена с уменьшающейся к центру торцовой поверхности 3 уплотнительного кольца 2 глубиной. Спиральные каГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(54) УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА ТУРБОМАШИНЫ (57) Изобретение относится к уплотнительной технике и.может быть использовано в турбомашинах для уплотнения вращающихся валов. Цель изобретения - повышение надежности уплотнения путем поддержания стабильной величины торцового зазора. Торцовая поверхность вращающегося кольца трения снабжена спиральными канавками, при этом часть канавок выполнена с глубиной, уменьшающейся к центру уплотнительного кольца, При вращении вала спиральные канавки воздействуют на газовую среду как насос, повышают ее давление, что приводит с созданию уплотнительного слоя газовой среды, 1 з.п,ф-лы, 4 ил. навки 3 с постоянной и уменьшающейся глубиной могут быть выполнены последовательно чередующимися между собой.Уплотнение вала турбомашины работает следующим образом.При работе турбомашины, газовая среда поступает в полость над аксиально подвижным 1 и вращающимся 2 уплотнительными кольцами. При вращении вала турбомашины спиральные канавки 4, выполненные на торцовой поверхности 3 вращающегося уплотнительного кольца 2, воздействуют на газовую среду и повышают ее давление, что приводит к созданию уплотнительного слоя газовой среды с большей плотностью, чем ее параметры в камере над кольцами 1 и 2, Кроме того, газовая среда при движении к центру встречает сопротивление данной части спиральных канавок 4. Стабильная величина торцового уплотнительного зазора порядка 3 мкм или близкая к ней поддерживается равенством гидростатических сил, действующих на наружные поверхности уплотнительных колец 1 и 2, усилия от нажимной пружины и гидродинамической уравновешивающей силы, возникающей за 5 счет воздействия спиральных канавок 4 на газовую среду.При этом величина уравновешивающей гидродинамической силы,действующей на вращающееся уплотнительное кольцо, за висит от объема, заключенного в спиральных канавках 4. При оптимальной ширине спиральных канавок 4 и оптимальном соотношении между площадями, занятыми спиральными канавками 4 и разделяющими их 15 частями торцовой поверхности 3, изменение величины объема газа, заключенного в спиральных канавках 4, возможно только за счет изменения их глубины.Газовая среда разделяет между собой 20 уплотнительные поверхности колец 1 и 2 и при,минимальной ее утечке исключает их контакт между собой. При значительных угловых отклонениях аксиально-подвижного кольца 1 от радиального положения повы шается величина гидродинамической силы, действующей на кольцо 1 и генерируемой в спиральных канавках 4 кольца 2 с уменьшающейся к центру кольца 2 глубиной. В зави"6 симости от внешних условий степень конфузорности канавок 4 меняется, причем большей она будет в турбомашине, предназначенной для работы на нерасчетных режимах.Выполнение спиральных канавок 4 осуществляется ионным фрезерованием посредством использования масок, наносимых на поверхность 3 или же посредством лазерной обработки поверхности 3. Формула изобретения 1. Уплотнение вала турбомашины, содержащее аксиально-подвижное уплотнительное кольцо, вращающееся уплотнительное кольцо, торцовая поверхность которого снабжена непроточными спиральными канавками, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности уплотнения путем поддержания стабильного торцового зазора, по меньшей мере часть спиральных канавок выполнена с уменьшающейся к центру торцовой поверхности уплотнительного кольца глубиной.2, Уплотнение по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что спиральные канавки с постоянной и уменьшающейся глубиной выполнены последовательно чередующимися между собой.1719756 ставитель Л.Череповхред М.Моргентал Корректор Э .Лончако Редакто окарева Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 1 акаэ 757 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5