Уплотнительное устройство между ротором и статором газотурбинного двигателя

1. Уплотнительное устройство, расположенное между роторной частью (8, 18, 38b; 35, 36) и статорной частью (9, 43; 440) газотурбинной машины летательного аппарата, в которой газ может циркулировать в направлении вниз по потоку, при этом роторная часть выполнена с возможностью вращения относительно статорной части вокруг оси (X), причем уплотнительное устройство содержит по меньшей мере одно покрытие (46), изготовленное из истираемого материала, прикрепленное к статорной части (9, 43; 440) и выполненное с возможностью взаимодействия по меньшей мере с двумя лабиринтными уплотнительными кромками (40а, 40b), соответственно, верхней по потоку и нижней по потоку в осевом направлении, выступающими в радиальном направлении от крайнего участка роторной части (8, 18, 38b; 35, 36), при этом
покрытие (46) и указанные по меньшей мере две лабиринтные уплотнительные кромки (40а, 40b), соответственно, в радиальном направлении имеют по меньшей мере две соответствующие свободные осевые уплотняющие поверхности (48а, 48b), верхнюю по потоку и нижнюю по потоку, и соответствующие свободные концы (50а, 50b), причем свободный конец (50b) нижней по потоку лабиринтной уплотнительной кромки (40b) и нижняя по потоку свободная осевая уплотняющая поверхность (48b) расположены в радиальных положениях, в которых они оба находятся дальше от оси (X), чем свободный конец (50а) верхней по потоку лабиринтной уплотнительной кромки (40а) и верхняя по потоку свободная осевая уплотняющая поверхность (48а),
отличающееся тем, что в осевом направлении выше по потоку от указанных по меньшей мере двух лабиринтных уплотнительных кромок (40а, 40b) относительно направления потока газа уплотнительное устройство (50) содержит окружную низкую стенку (54), которая проходит в радиальном направлении за пределы верхней по потоку свободной осевой уплотняющей поверхности (48а) указанного покрытия (46) с проникновением в радиальном направлении в струю (70) газа и образованием тем самым по существу поперечного препятствия для потока газа, проходящего от местоположения сверху по потоку, для создания разделения циркулирующего газа у свободного конца верхней по потоку лабиринтной уплотнительной кромки (40а).
2. Устройство по п. 1, в котором низкая стенка (54) в радиальном направлении проходит до положения в осевом направлении напротив части (400) верхней по потоку лабиринтной уплотнительной кромки (40а), расположенной в радиальном направлении на расстоянии от свободного конца (50а) указанной верхней по потоку лабиринтной уплотнительной кромки.
3. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором низкая стенка (54) в осевом направлении расположена у верхнего по потоку в осевом направлении конца верхней по потоку свободной осевой уплотняющей поверхности (48а) покрытия (46) или в направлении указанного конца.
4. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором низкая стенка (54) выполнена за одно целое с указанным покрытием (46).
5. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором низкая стенка (54) образована возвышением, образованным на указанном покрытии (46) и радиально проходящим от верхней по потоку свободной осевой поверхности (47а, 48а, 48с, 72а) уплотнительного устройства.
6. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором по меньшей мере верхняя по потоку лабиринтная уплотнительная кромка (40а) в направлении указанной верхней по потоку свободной осевой уплотняющей поверхности наклонена в направлении вверх по потоку относительно оси (X) и радиально к данной оси по меньшей мере по части ее длины.
7. Устройство по п. 6, в котором свободный конец верхней по потоку лабиринтной уплотнительной кромки (40а) расположен в радиальном направлении напротив верхней по потоку в осевом направлении части (52а) верхней по потоку свободной осевой уплотняющей поверхности.
8. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором от верхней по потоку свободной осевой уплотняющей поверхности указанного покрытия (46) низкая стенка (54) проходит в радиальном направлении на расстояние (D1), превышающее или равное 1,5 мм.
9. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором от верхней по потоку свободной осевой уплотняющей поверхности указанного покрытия (46) окружная стенка (54) проходит в радиальном направлении на расстояние (D1) от 1,25 до 5 мм.
10. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором указанные по меньшей мере две свободные осевые уплотняющие поверхности, соответственно, в осевом направлении верхняя и нижняя по потоку, содержат расположенную между ними радиальную соединительную стенку (62).
11. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором покрытие (46) имеет ячеистую структуру, содержащую радиальные ячейки (60), каждая из которых имеет осевой размер (L4), при этом низкая стенка (54) имеет осевую толщину (Е1), превышающую указанный осевой размер (L4) ячейки, расположенной на одной с ней окружности (С1) поперек указанной оси (X).
12. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором оконечный участок роторной части (8, 18, 38b; 35, 36), от которого в радиальном направлении выступают указанные по меньшей мере две лабиринтные уплотнительные кромки (40а, 40b), содержит полку (38b) лопатки, имеющую у верхнего по потоку конца прерыватель (56)потока, обращенный вверх по потоку, причем в радиальном направлении низкая стенка (54) проходит до положения напротив прерывателя (56) потока, но на расстоянии от него.
13. Устройство по п. 12, в котором предпочтительно сочетание соотношений:
1≤D1/D2≤1,5,
1≤L2/L1≤4,
1≤L3/L1≤3,
где D1 является расстоянием в радиальном направлении между верхней по потоку свободной осевой уплотняющей поверхностью (48а) указанного покрытия (46) и свободным концом низкой стенки (54),
D2 является расстоянием в радиальном направлении между свободным концом низкой стенки (54) и радиально наружной поверхностью (560а) прерывателя (56) потока,
L1 является толщиной в осевом направлении указанной или каждой верхней по потоку лабиринтной уплотнительной кромки 40а, у ее свободного радиального конца,
L2 является расстоянием в осевом направлении между нижней по потоку поверхностью (540b) низкой стенки (54) и верхней по потоку поверхностью (401а) у свободного радиального конца верхней по потоку лабиринтной уплотнительной кромки (40а), и
L3 является расстоянием в осевом направлении между нижней по потоку поверхностью (403а), находящейся у свободного радиального конца верхней по потоку лабиринтной уплотнительной кромки (40а), и радиальной соединительной стенкой (62).
14. Газотурбинная машина (1) для летательного аппарата, отличающаяся тем, что она снабжена уплотнительным устройством (50) по любому из пп. 1-13.