УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ПОДВИЖНОГО СОЕДИНЕНИЯ
FLEXIBLE JOINT SEALING ASSEMBLY

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в турбомашинах.
Для разделения областей с разным давлением в турбомашинах широко применяются уплотнительные узлы в виде бесконтактных лабиринтных уплотнений, в которых гребни расположены на роторной и статорной частях.
Максимальная эффективность такого уплотнительного узла достигается при определенном положении гребней ротора и статора относительно друг друга.
Наличие допусков на размеры деталей приводит в многоступенчатой турбомашине к возможности появления осевого смещения роторных и статорных деталей относительно друг друга, что при сборке турбомашины ведет к необходимости корректировки осевого положения рабочих поверхностей лабиринтных уплотнений.
Известны конструкции уплотнительного узла (проспект фирмы Mitsubishi Heavy Industries, Mitsubishi mechanical drive steam turbines, стр.14 и проспект фирмы Demag Delaval Turbomachinery, стр.23), в которых осевое положение роторных и статорных частей уплотнительного узла осуществляется индивидуальной подгонкой установочных поверхностей. Недостаток такой конструкции - увеличение трудоемкости сборки турбомашины.
Технической задачей данного изобретения является исключение при сборке применения дополнительных регулирующих элементов и операций механической обработки деталей в процессе сборки для подгонки их по месту.
Технический результат достигается тем, что в уплотнительном узле подвижного соединения, включающем участок ротора, на наружной поверхности которого выполнены гребни, равным шагом чередующиеся с впадинами, и статор, на внутренней поверхности которого в кольцевом пазу установлен хвостовик втулки, снабженной ответными гребнями. Ось хвостовика втулки смещена относительно радиальной плоскости симметрии расположения гребней втулки, при этом хвостовик размещен в кольцевом пазу статора с возможностью переустановки втулки поворотом на 180 градусов при сборке уплотнительного узла.
На фигуре 1 изображен разрез ступени центробежного компрессора с местами расположения уплотнительных узлов.
На фигуре 2 показан уплотнительный узел.
На фигурах 3а, 3б показаны варианты сборки уплотнительного узла.
В турбомашине, в частности в центробежном компрессоре (фиг.1), содержащем ротор 1 и статор, состоящий из корпуса 2 и внутреннего корпуса 3 с горизонтальным разъемом, имеется уплотнительный узел А, разделяющий полости с разным давлением, неподвижная втулка 4 которого состоит из двух полуколец и заводится в кольцевой паз 5 деталей внутреннего корпуса 3 (фиг.2).
В уплотнительном узле, состоящем из участка ротора 1 с гребнями 6 и неподвижной втулки 4 с ответными гребнями, хвостовик 7 втулки 4 выполнен с осевым смещением Δ относительно радиальной плоскости, являющейся плоскостью симметрии гребней втулки. При сборке полукольцо втулки может быть установлено в кольцевой паз 5 в одно из двух положений, при котором обеспечивается близкое к номинальному осевое положение статорной и роторной частей (фиг.3). Величина Δ не превышает 1/4 шага гребней и выбирается исходя из габаритов турбомашины, размеров уплотнительного узла и допусков на изготовление деталей. Максимальная величина смещения Δ=1/4 шага гребней обеспечивает смещение роторной и статорной часей уплотнительного узла при перевороте втулки на ½ шага гребней.
Такое решение позволяет при сборке узла установить втулку в одно из двух положений, в котором гребни на роторной и статорной частях уплотнительного узла будут располагаться наиболее оптимальным образом, что позволяет снизить трудоемкость сборки турбомашины за счет исключения операций по механической обработке или применения регулирующих элементов при подгонке осевого положения втулок.