Лабиринтное ступенчатое уплотнение

ОЛ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнкСоцналкстмческикРес 1 тублик и 838228(51) М. Кл, Г 16 Л 15/44 с присоединением заявки М Гееудерственнмй кемнтет СССР нв лелем нзебретеннй н открцтнйВата опубликования описания 15.06.81 В. И. Соломко и Р. Я Соломко(54) ЛАБИРИНТНОЕ СТУПЕНЧАТОЕ УПЛОТНЕНИЕ Изобретение относится к уплотнитель ной технике, в. частности к лабиринтным уплотнениям турбокомпрессоров и турбомашин.Известно лабиринтное ступенчатое уплотнение, выполненное в виде последовательно установленных в корпусе кольцевых гребней, внутренние кромки которых поочередно с валом и выступом на валуобразуют лабиринтные щели, формируе 10 мые у вала одним широким гребнем, а у выступа одним узким 1. Недостатком данного уплотнения является то, что в его проточной части15 возникают мощные поперечные силы, вызывающие вибрацию вала, т.е. самовоэбуждающиеся автоколебания,Бель изобретения - исключенйе воз- . никновения автоколебаний вала и уменьшение его вибрации.Укаэанная цель достигается тем, что в каждом выступе выполнена кольцевая уравнительная кю 1 ера, внутренняя полость которой сообщается с верхними и нижними полостями камер уплотнения при помощи дросселирующих отверстий, расположенных ца торцовой поверхности высчупа, при этом соблюдены следув 1 пие соотношения:оВВ1 р - .= 5:8 - = 0 5;0 6 - =0 510 7 где- щаг дросселирующих отверстий;д - диаметр дросселирувщих отверстий;- высота выступа,В - ширина камеры; .- ширина выступа.На фиг. 1 схематически представлена работа уплотнения в статике; ца фиг, 2 - вид А на фиг. 1; на фиг.3-4-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 вы цолнена кольцевая уравнительная камера Г, которая с помощью дросселирующих отверстий 7 выравнивает давление в верхних и нижних камерах уплотнении. Ъбота в статике лабиринтного уплотнения основана на чередовании процессов ускорения потока в сужении и последукхдего торможения в камере.Уплотнение работает под действием возмущающей силы следующим образом. 10Под действием возмущающей силы вал движется вверх (фиг. 3). Так как зазоры вверху ( 5 ) уменьшаются а внизу ( 5) увеличиваются, давление в камере 8 увеличивается, а в камере 15 9 - падает. Этот перепад давлений приводит к тому, что среда из камеры 8 через дросселирующие отверстия и уравнительную камеру 6 перетекает в камеру 9, направление движения среды показано стрелкамиПеретекание среды приводит к тому, что давление в камерах 8 и 9 уравниваются, следовательно, ца вал не действует поперечная сила( Р =О), Вал возвращается в среднее положение, если возмущающая сила исчезает или вращается вверху, однако автоколебания его не возникают.Вал под действием всэмущающей силы движется вниз (фиг, 4). Б нижних 30 камерах 9 давление увеличивается, в верхних- уменьшаются. В этих условиях среда будет перетекать из нижней ка.,- меры 9 в уравнительную кольцевую камеру 6, а иэ цее в камеру 8. ПЬвлецие 35 . при этом выравнивается и в камерах Р и 9 становится практически одиноковым На ввл не действует поперечная сила, значит автоколебания це возникают.Нвибольцая эффективность предлагве мой конструкции уплотнения имеет место при соблюдении следующих соотношений геометрических параметров:д И Е- 5:8 = О 5;О 6 - = О 5; О 7- ширина выступа,формула изобретения 56, 0506 Е 05 071 где Ь - шаг дросселиру лдих отверстии,д - диаметр дросселпрующих отверстий;Ь - высота выступа;В - шприца камеры,- шприца выступа,.Источники ицфорлвцин,принятые во еццмацие при экспертизе1, Шегляев Л, В. Паровые турбины,МЭнергия, 1967, с. 155, рис.6и 13,Лабиринтное ступенчатое уплотнение, выполненное в виде последовательно установленных кольцевых гребней (дисков), внутренние кромки которых поочередно с валом и выступом на валу образуют лабирицтные щели, Формируемые у вала одним широким гребнем, а у выступа одним узким, о т л и ч в ю щ е е с я тем, что, с целью исключения возникновения автоколебвций вала и уменьшения его вибрации, в каждом выступе выполнена кольцевая уравнительная камера, внутренняя полость которой сообщается с верхними и нижними полостями камер уплотнения при помощи дросселирующих отверстий, расположенных ца торцовой поверхности выступа, при этом соблюдены следующие соотцошеция