×
10.09.2015
216.013.760c

Результат интеллектуальной деятельности: КОНТАКТНОЕ ГРАФИТОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ РОТОРА ТУРБОМАШИНЫ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок.. Контактное графитовое уплотнение ротора турбомашины содержит контактную втулку, установленную на валу, корпус с крышкой, с расположенными в нем уплотнительным кольцом в виде сегментов и осевой пружиной. Уплотнение снабжено кольцевой обоймой, расположенной в корпусе с радиальным зазором, и неразрезным упорным графитовым кольцом, установленным в кольцевой обойме и контактирующим с уплотнительным кольцом в виде сегментов по торцам, выполненными коническими относительно продольной оси вала, а другим торцом неразрезное упорное графитовое кольцо контактирует с корпусом, причем неразрезное упорное графитовое кольцо и уплотнительное кольцо в виде сегментов зафиксированы в кольцевой обойме от проворота. Уплотнение упрощает конструкцию и повышает надежность устройства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок.

Известно радиальное секционное уплотнение, содержащее контактную втулку, установленную на валу, корпус с крышкой, с расположенными в нем уплотнительным кольцом в виде сегментов и осевой пружиной (см. рис. 18.5_2а, стр. 1202, глава 18-Уплотнения ГТД, авторы: А.А.Иноземцев, М.А.Нихамкин, В.Л.Сандрацкий, «Газотурбинные двигатели», ОАО «Авиадвигатель», г. Пермь, 2007 г.).

Данное уплотнение выбрано в качестве прототипа.

В известном уплотнении перетечка воздуха происходит через суммарный торцевой зазор графитовых сегментов как обжатому диаметру, так и упорному торцу. Усилие прижатия по уплотняемому диаметру и упорному торцу осуществляется затяжкой двух видов пружин браслетной и осевых, что нетехнологично и неоднозначно при изготовлении. Также осевые пружины оказывают неравномерное прижатие по окружности графитовых сегментов. Так как сегменты зафиксированы в окружном направлении, то уплотнение ограничено в эксплуатации линейной скоростью скольжения в зоне контакта сегментов и вала.

Задачей настоящего изобретения является создание контактного графитового уплотнения ротора турбомашины, в котором устранены описанные выше недостатки.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного уплотнения является снижение перетечек воздуха, упрощение конструкции, повышение надежности, а также возможность эксплуатации при больших линейных скоростях.

Указанный технический результат достигается тем, что в контактном графитовом уплотнении ротора турбомашины, содержащем контактную втулку, установленную на валу, корпус с крышкой, с расположенными в нем уплотнительным кольцом в виде сегментов и осевой пружиной, согласно настоящему изобретению оно снабжено кольцевой обоймой, расположенной в корпусе с радиальным зазором, и неразрезным упорным графитовым кольцом, установленным в кольцевой обойме и контактирующим с уплотнительным кольцом в виде сегментов по торцам, выполненными коническими относительно продольной оси вала, а другим торцом неразрезное упорное графитовое кольцо контактирует с корпусом, причем неразрезное упорное графитовое кольцо и уплотнительное кольцо в виде сегментов зафиксированы в кольцевой обойме от проворота.

Такое конструктивное выполнение уплотнения позволяет снизить перетечки воздуха за счет того, что графитовое упорное кольцо выполнено без разреза. Также браслетная и осевые пружины заменяются одной осевой (например, тарельчатой) пружиной, что упрощает конструкцию уплотнения и повышает надежность его работы. Уплотнение разгружено по перепаду давлений за счет наличия в кольцевых выступах проточек графитовых колец, кроме внутреннего кольцевого выступа на упорном графитовом кольце. Паз на кольцевой обойме однозначно определяет окружное взаимное расположение графитовых колец и сегментов. Усилие пружины настраивается таким образом, чтобы возможно было проскальзывание как по контактной втулке, так и по упорному торцу корпуса. Это снижает скорость взаимного скольжения, чем расширяет область применения этого уплотнения по скоростному параметру.

В частном случае реализации контактного графитового уплотнения ротора турбомашины:

- оно содержит расположенное между осевой пружиной и крышкой ответное графитовое кольцо, установленное в кольцевой обойме и зафиксированное в ней от проворота. Это приводит к повышению надежности, так как исключает трение осевой пружины об крышку.

Следует отметить, что для выравнивания давления и уменьшения площади контакта на внутренних поверхностях неразрезного упорного графитового кольца и уплотнительного кольца, контактирующих с контактной втулкой, а также на торцевых поверхностях неразрезного упорного графитового кольца и ответного графитового кольца, контактирующих с корпусом и крышкой, выполнены кольцевые каналы, сообщенные между собой и с радиальным зазором, расположенным между кольцевой обоймой и корпусом.

На чертеже представлен продольный разрез контактного графитового уплотнения ротора турбомашины.

Контактное графитовое уплотнение ротора турбомашины содержит контактную втулку 1, установленную на валу 2, корпус 3 с крышкой 4, с расположенными в нем уплотнительным кольцом 5 в виде сегментов и осевой пружиной 6, при этом оно снабжено кольцевой обоймой 7, расположенной в корпусе 3 с радиальным зазором 8, и неразрезным упорным графитовым кольцом 9, установленным в кольцевой обойме 7 и контактирующим с уплотнительным кольцом 5 в виде сегментов по торцам, выполненными коническими относительно продольной оси вала 2, а другим торцом неразрезное упорное графитовое кольцо 9 контактирует с корпусом 3, причем неразрезное упорное графитовое кольцо 9 и уплотнительное кольцо 5 в виде сегментов зафиксированы в кольцевой обойме 7 от проворота, например, посредством выполнения со стороны внешней поверхности в неразрезном упорном графитовом кольце 9 и уплотнительном кольце 5 в виде сегментов радиальных глухих пазов, образующих единую цилиндрическую полость, в которую установлен выполненный на кольцевой обойме 7 радиальный выступ 10.

В случае установки между осевой пружиной 6 и крышкой 4 ответного графитового кольца 11 со стороны его внешней поверхности также выполняется радиальный глухой паз, образующий с пазами неразрезного упорного графитового кольца 9 и уплотнительного кольца 5 в виде сегментов единую цилиндрическую полость, в которую установлен выполненный на кольцевой обойме 7 радиальный выступ 10.

На внутренних поверхностях неразрезного упорного графитового кольца 9 и уплотнительного кольца 5, контактирующих с контактной втулкой 1, а также на торцевых поверхностях неразрезного упорного графитового кольца 9 и ответного графитового кольца 11, контактирующих с корпусом 3 и крышкой 4, выполнены кольцевые каналы 12, сообщенные между собой и с радиальным зазором 8, расположенным между кольцевой обоймой 7 и корпусом 3.

Уплотнение собирается следующим образом. В корпус 3 устанавливается неразрезное упорное графитовое кольцо 9, уплотнительное кольцо 5 в виде сегментов, кольцевая обойма 7, осевая пружина 6 и ответное графитовое кольцо 11. Полученный пакет деталей поджимается крышкой 4. Полученное уплотнение устанавливается на контактной втулке 1.

В процессе работы осевая пружина 6 оказывает осевое воздействие на неразрезное упорное графитовое кольцо 9, уплотнительное кольцо 5, выполненное в виде сегментов, и ответное графитовое кольцо 11. При этом за счет контакта неразрезного упорного графитового кольца 9 и уплотнительного кольца 5 в виде сегментов по конической поверхности происходит дополнительное поджатие по контактной втулке 1.


КОНТАКТНОЕ ГРАФИТОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ РОТОРА ТУРБОМАШИНЫ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 253 items.
27.02.2013
№216.012.2bc2

Рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя

Рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя содержит диск с упорным выступом и соединительными элементами диска, лопатки с хвостовиком, средство для перекрытия зазоров и средство осевой фиксации лопаток в замковом соединении типа «ласточкин хвост». Соединительные элементы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476729
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.04.2013
№216.012.3b40

Установка для испытания вращающихся элементов конструкции машин

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к лабораторно-иснытательной технике, а именно к установкам для исследования и доводки вращающихся элементов конструкции машин, преимущественно, газотурбинных двигателей. Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480729
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.415d

Передняя опора ротора турбины низкого давления двухвального газотурбинного двигателя

Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения, а именно к размещению опор для вращающихся с большой частотой вращения роторов турбомашин, и может использоваться в наиболее напряженных опорах. Технический результат, достигаемый при использовании данного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482303
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.06.2013
№216.012.48f7

Система регулирования расхода воздуха на охлаждение турбины газотурбинного двигателя

Система регулирования расхода воздуха на охлаждение турбины газотурбинного двигателя включает устройство регулирования подачи воздуха, поступающего от компрессора на охлаждение турбины. Устройство регулирования подачи воздуха расположено над валом турбокомпрессора и выполнено в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484259
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.08.2013
№216.012.64d5

Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя

Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя содержит цапфу компрессора, вал турбины и контровочную трубу, зафиксированную в осевом и окружном направлениях. Цапфа компрессора и вал турбины соединены в осевом направлении посредством промежуточного вала, стяжной втулки и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491450
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.04.2014
№216.012.b411

Способ определения температуры газа перед турбиной на форсажном режиме турбореактивного двигателя

Изобретение относится к авиации и предназначено для определения температуры газа при испытаниях и эксплуатации газотурбинных двигателей на форсажных режимах. Техническим результатом, объективно достигаемым при использовании заявленного способа, является повышение точности определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511814
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.04.2014
№216.012.b8de

Способ оценки изменений технического состояния газотурбинного двигателя и определения мест и причин неисправностей в процессе эксплуатации

Изобретение относится к области испытаний и эксплуатации газотурбинных двигателей, в частности двухконтурных, а именно к контролю технического состояния во время их испытаний и эксплуатации для принятия решения по их обслуживанию и дальнейшей эксплуатации. В качестве дополнительного параметра...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513054
Дата охранного документа: 20.04.2014
27.04.2014
№216.012.be93

Упругодемпферная опора ротора турбомашины

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции упругодемпферных опор роторов турбомашин. Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленной упругодемпферной опоры ротора турбомашины, является существенное снижение напряжений в балочках разрезной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514527
Дата охранного документа: 27.04.2014
10.05.2014
№216.012.bfad

Охлаждаемая турбина

Охлаждаемая турбина содержит рабочее колесо с установленными на нем рабочими лопатками с двумя контурами охлаждения, последовательно соединенными с воздушными каналами в рабочем колесе, с независимыми кольцевыми диффузорными каналами, образованными на поверхности рабочего колеса, соединенными с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514818
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.05.2014
№216.012.bfaf

Ротор газотурбинного двигателя

Настоящее изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано в конструкциях многоступенчатых компрессоров и турбин газотурбинных двигателей, энергетических установках паро- и гидротурбинах. Ротор газотурбинного двигателя содержит диски рабочих колес, сопряженные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514820
Дата охранного документа: 10.05.2014
Showing 1-10 of 270 items.
27.02.2013
№216.012.2bc2

Рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя

Рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя содержит диск с упорным выступом и соединительными элементами диска, лопатки с хвостовиком, средство для перекрытия зазоров и средство осевой фиксации лопаток в замковом соединении типа «ласточкин хвост». Соединительные элементы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476729
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.04.2013
№216.012.3b40

Установка для испытания вращающихся элементов конструкции машин

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к лабораторно-иснытательной технике, а именно к установкам для исследования и доводки вращающихся элементов конструкции машин, преимущественно, газотурбинных двигателей. Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480729
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.415d

Передняя опора ротора турбины низкого давления двухвального газотурбинного двигателя

Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения, а именно к размещению опор для вращающихся с большой частотой вращения роторов турбомашин, и может использоваться в наиболее напряженных опорах. Технический результат, достигаемый при использовании данного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482303
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.06.2013
№216.012.48f7

Система регулирования расхода воздуха на охлаждение турбины газотурбинного двигателя

Система регулирования расхода воздуха на охлаждение турбины газотурбинного двигателя включает устройство регулирования подачи воздуха, поступающего от компрессора на охлаждение турбины. Устройство регулирования подачи воздуха расположено над валом турбокомпрессора и выполнено в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484259
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.08.2013
№216.012.64d5

Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя

Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя содержит цапфу компрессора, вал турбины и контровочную трубу, зафиксированную в осевом и окружном направлениях. Цапфа компрессора и вал турбины соединены в осевом направлении посредством промежуточного вала, стяжной втулки и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491450
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.04.2014
№216.012.b411

Способ определения температуры газа перед турбиной на форсажном режиме турбореактивного двигателя

Изобретение относится к авиации и предназначено для определения температуры газа при испытаниях и эксплуатации газотурбинных двигателей на форсажных режимах. Техническим результатом, объективно достигаемым при использовании заявленного способа, является повышение точности определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511814
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.04.2014
№216.012.b8de

Способ оценки изменений технического состояния газотурбинного двигателя и определения мест и причин неисправностей в процессе эксплуатации

Изобретение относится к области испытаний и эксплуатации газотурбинных двигателей, в частности двухконтурных, а именно к контролю технического состояния во время их испытаний и эксплуатации для принятия решения по их обслуживанию и дальнейшей эксплуатации. В качестве дополнительного параметра...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513054
Дата охранного документа: 20.04.2014
27.04.2014
№216.012.be93

Упругодемпферная опора ротора турбомашины

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции упругодемпферных опор роторов турбомашин. Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленной упругодемпферной опоры ротора турбомашины, является существенное снижение напряжений в балочках разрезной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514527
Дата охранного документа: 27.04.2014
10.05.2014
№216.012.bfad

Охлаждаемая турбина

Охлаждаемая турбина содержит рабочее колесо с установленными на нем рабочими лопатками с двумя контурами охлаждения, последовательно соединенными с воздушными каналами в рабочем колесе, с независимыми кольцевыми диффузорными каналами, образованными на поверхности рабочего колеса, соединенными с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514818
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.05.2014
№216.012.bfaf

Ротор газотурбинного двигателя

Настоящее изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано в конструкциях многоступенчатых компрессоров и турбин газотурбинных двигателей, энергетических установках паро- и гидротурбинах. Ротор газотурбинного двигателя содержит диски рабочих колес, сопряженные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514820
Дата охранного документа: 10.05.2014
+ добавить свой РИД