Лабиринтное ступенчатое уплотнение

О П И С А Н И Е (»)838228

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскнк

Соцналкстмческик

Ресттублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свкд-ву (22) Заявлено29.06. 79 (2) ) 2789434/25-0 (51) М. Кл.

Г 16 J 15/44 с присоединением заявки М

Гееудерстввнный кемнтет

СССР нв лелем нзебретеннй н открмтнй (2З) Приоритет

Опубликовано15.06. 81- ° Бюллетень М 22 (53) УДК 62-762 (088.8) Дата опубликования описания 15-06.81

В. И. Соломко и P. B Соломко (72) Авторы изобретения

1

l (71) Заявитель (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 кольпевых гребней, внутренние кромки которых поочередно с валом и выступом на валу ° образуют лабиринтные щели, формируе10 мые у вала одним широким гребнем, а у выступа одним узким (1).

Недостатком да««ого уплотнения является то, что в его проточной части

15 возникают мощные поперечные силы, вызывающие вибраиито вала, т.е. самовоэбуждающиеся автоколебания.

Бель изобретения - исключенйе возникновения автоколебаний вала и уменьшение его вибрапии.

Укаэанная дель достигается тем, что в каждом выступе выполнена кольпевая уравнительная камера, внутренняя полость которой сообщается с верхними и «ижними полостями камер уплотнения при помощи дросселирующих отверстий, расположенных «а торыовой поверхности высчупа, при этом соблюдены следукппие соотношения: о

° t э g в ° — =- 5:8 — = 05:06 — =0510 7 где t — шаг дросселирующих отверстий; д — диаметр дросселирующих отверстий;

- высота выступа,  — ширина камеры, . — ширина выступа.

На фиг. 1 схематически представлена работа уплотнения в статике, «а фиг. 2— вид А на фиг. 1; на фиг.3-4-работа уплотнения в динамике.

Уплотнение выполнено в виде последовательно установленных в корпусе l кольдевых гребней 2 и 3, внутренние кромки которых поочередно с выступом

4 на валу и валом 5 образуют лабиринт ные щели. В выступе 4 уплотнения вынолнена кольпевая уравнительная камера

, которая с помощью дросселирующих отверстий 7 выравнивает давление в верхних и нижних камерах уплотнении. !

Ъботя 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. 10

Под действием возмущающей силы вал движется вверх (фиг. 3). Так как зазоры вверху (S ) 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 B камеру 9, направление движения среды показано стрелками. Перетекание среды приводит к тому, что давление в камерах 8 и 9 уравниваются, следовательно, «и 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 всэмущяющей 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 кольдевую камеру 6, а иэ нее в камеру 8. ПЬвление . при этом выравнивается и в камерах Р и 9 становится практически одиноковым.На вал не действует поперечная сила, значит автоколебания не возникают.

Наибольшая эффективность предлагае- 40 мой конструкпии уплотнения имеет место при соблюдении следуклдих соотношений геометрических параметров:

t с1 q Š— 5: 8 - - = 0 5: 0 6 — = 0 5: 0 7

228 где t — щаг дросселирующих отверстий; — диаметр дросселирующих отверстий, - высота выступа; — ширина камеры;

- ширина выступа.

Е

Формула изобретения

=->:, =o,5:06; — = 0,5;0,7р где t — шаг дросселиру лпих отверстии, д — диаметр дросселпрующих отверстий; — высота выступа, — ширина камеры, — ширина выступа,.

Источники инфорл адин, принятые во внимание при экспертизе

1. Шегляев Л. Б. Паровые турбины.

М., Энергия, 1967, с. 155, рис. 6 и 13, Лабиринтное ступенчатое уплотнение, выполненное в виде последовательно установленных кольцевых гребней (дисков), внутренние кромки которых поочередно с валом и выступом на валу образуют лабиринтные щели, формируемые у вала одним широким гребнем, а у выступа одним узким, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с иелью исключения возникновения автоколебаний вала и уменьшения его вибраиии, в каждом выступе выполнена кольпевая уравнительная камера, внутренняя полость которой сообщается с верхними и нижними полостями камер уплотнения при помощи дросселирующих отверстий, расположеннь х на ториовой поверхности выступа, при этом соблюдены следующие соотношения