Сотовое уплотнение турбомашины

, ПРИ ГКНТ ССС ОПИС НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1, гг 1 Г 1 Р транспортногно м мин, С.А,Климцов ик,1980. РБОМА,1 15/44, оп ОТНЕНИЕ турбострое х Сотового ие, в частипа, Сущб 15 1/ Ф ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Использование:ности в уплотнения ность изобрете чия: в корпусе 1 установлено статорное кольо 2, н внутренней поверхности которого выполнены скошенные против направления потока утечек сотовые ячейки 3, На роторе 4 с радиальным зазором 5 установлено роторное кольцо 6 с сотовыми элементами 8 и 9, между которыми образован кольцевой паз 10. В корпусе 1 и роторном кольце 6 выполнена система отверстий 12-15 и кольцевых полостей 7 и 11, сообщенных с радиальным зазором 5 для организации дополнительных потоков рабочей среды внутри уплстнения, 3 ил,Изобретение относится к турбостроению, а именно к уплотнениям сотового типа.Известно сотовое уплотнение турбомашины, содержащее гладкий ротор и расположенный с зазором статор, на котором закреплены сотовые ячейки. При этом в роторе на среднем участке уплотнения выполнена кольцевая канавка.Уплотнение данного типа по характеру движения газа через зазор относится к прямоточному. Расход газа через прямоточные уплотнения достаточно большой и поэтому по эффективности они уступают многим,типам уплотненийНаиболее близким к предлагаемому является вращающееся уплотнение, содержащее корпус с установленным на нем статорным кольцом с выполненными на его внутренней поверхности, скошенными против направления потока утечек, сотовыми ячейками и установленное напротив стэторного кольца с образованием радиального зазора роторное кольцо. При этом оптимальный угол наклона ячеек составляет около 45, а оптимальная глубина ячеек определяется в зависимости от их ширины.В известном техническом решении воздействие уплотнения на поток утечки осуществляется недостаточно эффективно. Это связано с тем, что в процессе расширения газа в данном уплотнении не вся кинетическая энергия струи гасится в камерах сотовых ячеек, э некоторая ее доля переносится из одной сотовой ячейки в другую. В результате расход газа через уплотнение сильно возрастает, Кроме того, при эксцентричном положении ротора и статора в уплотнении данного типа возникают значительные аэродинамические силы, приводящие к низкочастотной вибрации ротора, Вследствие указанных причин экономичность и надежность работы турбомэшины с уплотнениями данного типа снижаются.Целью изобретения является повышение экономичности и надежности работы турбомашины,Указанная цель достигается тем, что в сотовом уплотнении турбомашины, содержащем корпус с установленным нэ нем стэторным кольцом с выполненными нэ его внутренней поверхности, скошенными против направления потока утечек, сотовыми ячейками и установленное напротив статорного кольца с образованием радиального зазора роторное кольцо, закрепленное на роторе с образованием кольцевой полости, роторное кольцо снабжено двумя сотовыми элементами, размещенными на поверхности, обращенной к статорному кольцу, а в корпусе выполнена дополнительная коль 20 25 кольцо б снабжено двумя сотовыми элементами 8 и 9, размещенными на поверхности,50 5 10 15 30 35 40 45 цевая полость, Между сотовыми элементами на роторе образован кольцевой паэ, а в роторном кольце и корпусе выполнены входные и выходные отверстия, сообщающие соответствующие кольцевые полости с радиальным зазором, причем выходные отверстия в роторном кольце расположены между выходными и входными отверстиями в корпусе, а кольцевой паз - напротив выходных отверстий в корпусе,На фиг.1 изобракено сотовое уплотнение, продольный разрез; на фиг,2 - сечение А - А на фиг.1; на фиг,3 - сечение Б-Б на фиг.1.Сотовое уплотнение турбомэшины содержит корпус 1 с установленным в нем статорным кольцом 2 с выполненными на его внутренней поверхности сотовыми ячейками 3, скошенными против направления потока утечек. Напротив статорного кольца 2 на роторе 4 с образованием радиального зазора 5 закреплено роторное кольцо 6. Между ротором 4 и роторным кольцом 6 образовано кольцевая полость 7. Роторное обращенной к статорному кольцу 2. Между сотовыми элементами 8 и 9 образован кольцевой паз 10 и в корпусе 1 выполнена дополнительная кольцевая полость 11, В роторном кольце 6 выполнены входные 12 и выходные 13 отверстия, сообщающие кольцевую полость 7 с радиальным зазором 5, а в корпусе 1 выполнены входные 14 и выходные 15 отверстия, сообщающие кольцевую полость 11 с радиальным зазором 5. Выходные отверстия 13 в роторном кольце б расположены между выходными 15 и входными 14 отверстиями в корпусе 1, а кольцевой паз 10 расположен напротив выходных отверстий 15 в корпусе 1,Во время работы турбомашины в сотовом уплотнении возникает перепада давлений, что приводит к утечке рабочей среды через радиальный зазор 5. Часть потока утечки вследствие вращения ротора 4 отбрэсывается сотовыми элементами 8 и 9 через радиальный зазор 5 в наклонные сотовые ячейки 3. поворачивается в них на угол около 180 и опять возвращается в радиальный зазор 5 под углом более 90 косновному потоку утечки.В результате смещения вытекающей изсотовых ячеек 3 рабочей среды и основногопотока утечки расход последнего снижается,Перепад давлений в уплотнении создает дополнительный поток рабочей среды,проходящей через входные отверстия 12,кольцевую полость 7 и выходные отверстия174 И 95 Фиг. 3 13, При эгом в кольцевой камере 7 давление в окружном направлении выравнивается, в результате чего уровень аэродинамических возбуждающих сил, воздействующих на ротор 4, уменьшается, 5Из выходных отверстий 13 рабочая среда поступает в сотовый элемент 9 и выбрасывается из него в радиальный зазор 5 перпендикулярно основному потоку утечки, при этом давление дополнительного потока 10 утечки повышается за счет механической энергии ротора 4. В радиальном зазоре 5 потоки смешиваются. образуя результирующий поток, основная часть которого поступает в наклонные сотовые ячейки 3 и 15 сообщающиеся с ними входные отверстия 14. При этом давление во входных отверстиях 14 повышается, за счет чего создается дополнительный поток рабочей среды через кольцевую полость 11 и выходные отвер стия 15, Дополнительный поток рабочей среды из выходных отверстий 15 через наклонные сотовые ячейки 3 выбрасывается в кольцевой паз 10. В кольцевом пазу 10 происходит внезапное расширение основного 25 потока утечки и смешение его с дополнительным потоком рабочей среды, поступающей из выходных отверстий 15, при этом угол между основным и дополнительным потоками составляет более 90 О. 30В результате гидравлическое сопротивление уплотнения потоку утечки возрастает, а окружное распределение давления рабочей среды на ротор в уплотнении выравни вается, Расход рабочей среды через упло нение уменьшается и снижается уровень аэродинамических возмущающих сил. действующих на ротор. Это повышает экономичность и надежность работы турбомашины,Формула изобретения Сотовое уплотнение турбомашины, содержащее корпус с установленным в нем статорным кольцом с выполненными на его внутренней поверхности, скошенными против направления потока утечек сотовыми ячейками и установленное напротив статорного кольца с образованием радиального зазора роторное кольцо, закрепленное на роторе турбомашины с образованием кольцевой полости, отл ич а ю щеес я тем, что, с целью повышения экономичности и надежности в работе, роторное кольцо снабжено двумя сотовыми элементами, размещенными на поверхности, обращенной к статорному кольцу с образованием кольцевого паза между ними, при этом в корпусе выполнена дополнительная кольцевая полость, а в роторном кольце и корпусе выполнены входные и выходные отверстия, сообщающие кольцевые полости с радиальным зазором, причем выходные отверстия в роторном кольце расположены между выходными и входными отверстиями в корпусе, а кольцевой паз - напротив выходных отверстий в корпусе.