УПЛОТНЕНИЕ РАДИАЛЬНОГО ЗАЗОРА ТУРБОМАШИНЫ

Полезная модель относится к уплотнительным устройствам, содержащим массивы правильной четырехугольной, шестиугольной и т.д. формы, и может быть использовано для уплотнения радиальных зазоров между статорными и роторными частями турбомашин, в частности в авиационных двигателях и газотурбинных установках наземного применения.
Известно уплотнение радиального зазора турбомашины, которое содержит кольцевой уплотнительный элемент с массивом ячеек, расположенный в корпусе статора. Ячейки образованы стенками, кромки которых пересекаются в узловых точках. Ячейки имеют прямоугольную, в частности квадратную форму. Стенки выполнены из полос, имеющих нежесткое соединение между собой, и соединены с каркасным основанием. (Патент РФ №2153112, МПК F16J 15/04, заявл. 25.08.1998, опубл. 20.07.2000 г).
Благодаря стыковочному нежесткому соединению полос заполнителя они обладают податливостью к изгибу и, в аварийных ситуациях, при которых происходит задевание стенок уплотнения лопатками рабочего колеса, предотвращается их повреждение, но при этом стенки уплотнения деформируются.
Выполнение уплотнения из полос затрудняет его применение в условиях высоких температур, даже при выполнении из жаропрочных материалов.
Известно уплотнение радиального зазора турбомашины, которое содержит кольцевой уплотнительный элемент с массивом ячеек, выполненный из жаропрочного материала импульсной электрохимической обработкой. Уплотнительный элемент расположен в корпусе статора. Ячейки образованы стенками, кромки которых пересекаются в узловых точках. Ячейки имеют ромбовидную или прямоугольную форму. (Хамзина А.Р. Автореферат диссертации на соискание степени кандидата технических наук. «Совершенствование технологии электрохимической обработки деталей ГТД для улучшения поверхностного слоя и стойкости к высокотемпературной газовой коррозии» Уфа, подписано в печать 21.09.2010, фиг.6б, 8а).
Такое уплотнение имеет высокую прочность и может работать в условиях высоких температур, но при соприкосновении торцов лопаток с уплотнением, радиальное усилие, действующее в плоскости, параллельной плоскости вращения лопаток турбомашины, прижимает торец лопаток одновременно ко всем узловым точкам уплотнения, т.к. они расположены на прямых, параллельных плоскости вращения при ромбовидных ячейках, и ко всей стенке при прямоугольных ячейках, что приводит к увеличенному износу торцов лопаток при их соприкосновении с уплотнением.
Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является создание уплотнения радиального зазора турбомашины, работающего в условиях высоких температур, имеющего высокую прочность, и при этом снижающее повреждение торцов лопаток за счет смещения части узловых точек ячеек уплотнения или его стенок от плоскости действия радиального усилия.
Поставленный технический результат достигается тем, что уплотнение радиального зазора турбомашины содержит кольцевой уплотнительный элемент с массивом ячеек, расположенный в корпусе статора. Ячейки образованы стенками, их кромки пересекаются в узловых точках,
Новым в полезной модели является то, что прямые, проведенные через противолежащие узловые точки, образованные кромками противолежащих стенок ячеек, имеют с плоскостью вращения лопаток турбомашины углы, отличающиеся от 0° и 45°.
На прилагаемых чертежах изображено:
фиг.1 - корпус статора с уплотнительным элементом;
фиг.2 - кольцевой уплотнительный элемент;
фиг.3 - вид по стрелке А фиг.2.
Уплотнение радиального зазора турбомашины содержит кольцевой уплотнительный элемент 1 с массивом ячеек 2, расположенный в корпусе 3 статора. Ячейки 2 образованы стенками 4, кромки 5 которых пересекаются в узловых точках 6, 7, 8, 9. Ячейки 2 могут иметь в плане форму правильного четырехугольника, шестиугольника и т.д.
Прямая 10, проведенная через противолежащие узловые точки 7 и 9 образует с плоскостью 11 вращения лопаток турбомашины угол α, отличающийся от 0° или 45°.
При работе двигателя происходит касание торцов лопаток об уплотнительный элемент 1. В этом случае в каждый момент времени радиальное усилие прижимает торец лопаток только к точке 9, а точка 7 при этом лежит вне плоскости действия радиального усилия.
Т.о., одновременного нахождения лежащих на прямой 10 узловых точек 7 и 9, в плоскости действия радиального усилия, не происходит. В этом случае износ торцов лопаток происходит равномерно и незначительно.