УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (ВАРИАНТЫ)
SEALING APPARATUS (VARIANTS)

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к уплотнительным устройствам, и может быть использовано в конструкциях паровых и газовых турбин, а также насосов.
Известно решение RU 2022188 С1 “Уплотнительное устройство паровой турбины”, МПК F16J 15/44, содержащее вал, на котором размещен пакет колец, образующий выступы и впадины, обращенные к выступам и впадинам на поверхности корпуса. Корпус набран из полых колец, полости которых сообщены между собой перепускными каналами в распределительный коллектор. В кольцах выполнены радиальные питающие отверстия. Полость кольца, удаленного от уплотняемой полости, сообщена посредством штуцера с системой подачи насыщенного пара. На корпусе закреплен фланец с установленным в нем дополнительным уплотнением. Поверхности фланца и корпуса образуют полость, которая соединена посредством штуцера с дренажом.
Недостатком этого технического решения является сложная конструкция, в случае возникновения износа или деформации конструктивных элементов уплотнитель но го устройства, а именно пакета колец на валу и/или пакета колец, который образует корпус устройства, нарушается работа уплотнительного устройства, что требует немедленно производить разбор конструкции и осуществлять регулировку или замену конструктивных элементов устройства. (RU 2022188 С1, http://new.fips.ru).
Известно решение GB 2240817 А “Реакционная реактивная турбина”, МПК F01D 1/32, содержащее ротор в виде вала, имеющий по меньшей мере один осевой канал, и по меньшей мере одно газодинамическое устройство подачи газа в виде подающей трубы, расположенное соосно с валом на расстоянии. По крайней мере, одна жиклерная труба консольно закреплена на валу, и имеет на дистальном конце сопло, которое сообщается с торцевым входом осевого канала ротора, образуя непрерывный газовый канал. Выходная часть газодинамического устройства выполнена в виде сопла.
Недостатком этого технического решения является сложная конструкция, высокая трудоемкость изготовления и ремонтного обслуживания, в случае возникновения износа или деформации конструктивных элементов нарушается работа устройства, что требует немедленно производить разбор конструкции и осуществлять регулировку или замену конструктивных элементов устройства. (GB 2240817 A, https://worldwide.espacenet.com).
Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является решение RU 2614946 С2 “Струйно-реактивная турбина”, МПК F01D 1/32, содержащее уплотнительное газодинамическое подводящее устройство имеющее подводящее сопло, а также дополнительно может содержать нижеследующие элементы: заходной участок, сужающийся по потоку до минимального сечения, расположенный в осевом канале вала за торцевым входом; расширяющийся диффузорный участок, расположенный за заходным участком. Причем эти участки выполнены в виде единой втулки, вставляемой в осевой канал вала. Подводящее сопло расположено по оси вала перед торцевым входом с зазором между срезом подводящего сопла и торцевым входом в осевой канал вала. Подводящее сопло снабжено аксиально расположенным в его корпусе центральным телом, выходная часть которого образована конической поверхностью, направленной по потоку рабочего тела. Центральное тело выполнено подвижным в осевом направлении для обеспечения регулирования расхода рабочего тела и соответственно мощности струйно-реактивной турбины. Газовый тракт подводящего сопла образован между поверхностью центрального тела и внутренней поверхностью корпуса и состоит из сужающейся по потоку дозвуковой части с минимальным сечением и расширяющейся по потоку до выходного сечения среза корпуса сверхзвуковой части.
Недостатком этого технического решения является сложная конструкция, высокая трудоемкость изготовления и ремонтного обслуживания, в случае возникновения износа или деформации конструктивных элементов нарушается работа устройства, что требует немедленно производить разбор конструкции и осуществлять регулировку или замену конструктивных элементов устройства. (RU 2614946 С2, http://new.fips.ru).
Задача, на которую направлено заявленное решение, это разработка уплотнительного устройства простой и герметичной конструкции, которая исключает влияние износа и деформации сальниковой набивки на штатную работу устройства и имеет малую трудоемкость изготовления и ремонтного обслуживания.
Сущность изобретения
Поставленная задача решается за счет того, что корпус (1) фиг. 2 уплотнительного устройства имеет кольцевую канавку (3), в которой расположены пружинные тарельчатые шайбы (4), шайба (5), сальниковая набивка (6), выступ (9) крышки (7) ротора. Пружинные тарельчатые шайбы (4) оказывают прижимное усилие через шайбу (5) на сальниковую набивку (6), прижимая ее к торцевой поверхности выступа (9) крышки (7) ротора, которая имеет центральное отверстие для подвода рабочего тела, образуя герметичное уплотнение в первом варианте и во втором варианте к боковой цилиндрической поверхности выступа (9) крышки (7) ротора, образуя герметичное уплотнение. Пружинные тарельчатые шайбы (4) имеют рабочий ход, что позволяет оказывать прижимное усилие на сальниковую набивку (6) после изменения ее геометрических параметров вследствие износа или деформации. Наличие шайбы (5) между сальниковой набивкой (6) и пружинными тарельчатыми шайбами (4) позволяет выровнять и увеличить площадь прижима сальниковой набивки (6), а также создать плоскую опорную поверхность для пружинных тарельчатых шайб (4), исключая влияние деформации и износа сальниковой набивки (6) на точку приложения прижимного усилия.
В первом варианте исполнения уплотнительное устройство содержит корпус (1) фиг. 1, который имеет фланец (2) фиг. 2 для фиксации уплотнительного устройства на корпусе турбины. На торце корпуса (1) выполнена кольцевая канавка (3), в которой расположены пружинные тарельчатые шайбы (4), шайба (5), сальниковая набивка (6), выступ (9) крышки ротора (7). Пружинные тарельчатые шайбы (4) оказывают прижимное усилие через шайбу (5) на сальниковую набивку (6), прижимая ее к торцевой поверхности выступа (9) крышки (7), образуя герметичное уплотнение. Крышка ротора (7) имеет отверстие для подвода рабочего тела. Шайба (5) предохраняет поверхность сальникового уплотнения (6) от повреждения, создает плоскую опорную поверхность для пружинных тарельчатых шайб (4) и увеличивает площадь прижима сальниковой набивки (6). Корпус (1) уплотнительного устройства имеет продольный сквозной канал (8) для подачи рабочего тела, выполненный по всей длине корпуса (1).
Во втором варианте исполнения уплотнительное устройство имеет корпус (1) фиг. 3, который содержит фланец (2) для фиксации уплотнительного устройства на корпусе турбины. На торце корпуса (1) выполнена кольцевая канавка (3), в которой расположены сальниковая набивка (6), шайба (5), пружинные тарельчатые шайбы (4) и выступ (9) крышки (7). Сальниковая набивка (6) охватывает внешнюю боковую цилиндрическую поверхность выступа (9) крышки ротора (7). Крышка ротора (7) имеет отверстие для подвода рабочего тела. Пружинные тарельчатые шайбы (4) оказывают прижимное усилие через шайбу (5) на сальниковую набивку (6) прижимая ее к боковой цилиндрической поверхности выступа (9) крышки (7) ротора, образуя герметичное уплотнение. Шайба (5) предохраняет поверхность сальникового уплотнения (6) от повреждения, создает плоскую опорную поверхность для пружинных тарельчатых шайб (4) и увеличивает площадь прижима сальниковой набивки (6). Корпус (1) уплотнительного устройства имеет продольный сквозной канал (8) для подачи рабочего тела, выполненный по всей длине корпуса (1).
Технический результат заключается в создании уплотнительного устройства простой и герметичной конструкции, которая исключает влияние износа и деформации сальниковой набивки на штатную работу устройства и имеет малую трудоемкость изготовления и ремонтного обслуживания за счет того, что корпус уплотнительного устройства имеет кольцевую канавку, в которой расположены пружинные тарельчатые шайбы, шайба, сальниковая набивка, выступ крышки ротора.
Краткое описание чертежей:
на фиг. 1 - схематичное изображение паровой турбины с уплотнительным устройством. Продольный разрез;
на фиг.2 - схематичное изображение уплотнительного устройства. Вид А;
на фиг. 3 - схематичное изображение уплотнительного устройства во втором варианте исполнения. Продольный разрез;
Краткое описание конструктивных элементов:
1 - корпус;
2 - фланец;
3 - кольцевая канавка;
4 - пружинная шайба;
5 - шайба;
6 - сальниковая набивка;
7 - крышка ротора турбины;
8 - канал;
9 - выступ;
Осуществление заявленного решения:
Уплотнительное устройство в первом варианте исполнения работает следующим образом.
Уплотнительное устройство устанавливают на узел вращения, например, ротор, имеющий крышку (7) фиг. 2, в которой выполнено отверстие для подвода рабочего тела, и фланцем (2) крепят устройство к корпусу турбины таким образом, чтобы сальниковая набивка (6) соприкасалась с торцевой поверхностью крышки (7) ротора.
Пружинные тарельчатые шайбы (4) фиг. 2 уплотнительного устройства, зафиксированного на корпусе турбины с помощью фланца (2), оказывают прижимное усилие через шайбу (5) на сальниковую набивку (6), прижимая ее к торцевой поверхности крышки (7) ротора, образуя герметичное уплотнение.
Уплотнительное устройство во втором варианте исполнения работает следующим образом.
Уплотнительное устройство устанавливают на узел вращения, например, ротор, имеющий крышку (7) фиг. 3, в которой выполнено отверстие для подвода рабочего тела, и фланцем (2) крепят устройство к корпусу турбины таким образом, чтобы сальниковая набивка (6) охватывала внешнюю боковую цилиндрическую поверхность выступа (9) крышки (7) ротора.
Пружинные тарельчатые шайбы (4) фиг. 3 уплотнительного устройства, зафиксированного на корпусе турбины с помощью фланца (2), оказывают прижимное усилие через шайбу (5) на сальниковую набивку (6), прижимая ее к боковой цилиндрической поверхности выступа (9), образуя герметичное уплотнение.