RU196232U1 - COMBINED SEALING IN TURBO MACHINES - Google Patents
COMBINED SEALING IN TURBO MACHINES Download PDFInfo
- Publication number
- RU196232U1 RU196232U1 RU2019139562U RU2019139562U RU196232U1 RU 196232 U1 RU196232 U1 RU 196232U1 RU 2019139562 U RU2019139562 U RU 2019139562U RU 2019139562 U RU2019139562 U RU 2019139562U RU 196232 U1 RU196232 U1 RU 196232U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- honeycomb
- sealing
- stator
- dimples
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области турбостроения и может быть использована в концевых и диафрагменных уплотнениях валов, бандаженных лопатках турбин, компрессоров, уплотнениях покрывных дисков нагнетателей и насосов, думмисах, а также в уплотняемых частях различных агрегатов между неподвижными и вращающимимся элементами. Комбинированное уплотнение в турбомашинах содержит уплотняющую сотовую поверхность статора и ротор. На уплотняющей поверхности ротора выполнены лунковые выемки, расположенные напротив сотовой уплотняющей поверхности статора, причем отношение высоты hк диаметру dлунковых выемок должно быть равным 0,1. 2 ил.The utility model relates to the field of turbine engineering and can be used in end and diaphragm shaft seals, shrouded turbine blades, compressors, cover disc seals of blowers and pumps, dummies, as well as in the sealed parts of various units between stationary and rotating elements. Combined seal in turbomachines contains a sealing honeycomb surface of the stator and a rotor. On the sealing surface of the rotor, dimples are made located opposite the honeycomb sealing surface of the stator, and the ratio of the height h to the diameter d of the dimples should be equal to 0.1. 2 ill.
Description
Полезная модель относится к области турбостроения и может быть использована в концевых и диафрагменных уплотнениях валов, бандажных лопатках турбин, компрессоров, уплотнениях покрывных дисков нагнетателей и насосов, думмисах, а также в уплотняемых частях различных агрегатов между неподвижными и вращающимися элементами.The utility model relates to the field of turbine construction and can be used in end and diaphragm shaft seals, shroud blades of turbines, compressors, cover disc seals of superchargers and pumps, dummies, as well as in the sealed parts of various units between stationary and rotating elements.
Применение сотовых структур для уплотнения радиальных зазоров в настоящее время широко используется на практике.The use of honeycomb structures for sealing radial clearances is currently widely used in practice.
Известно сотовое надбандажное уплотнение ступеней низкого давления паровой турбины, включающее в себя бандаж рабочих лопаток ротора турбины, имеющий гладкую поверхность и один или более рядов сегментов корпусов сотовых блоков, изготовленных из пластичной легированной стали (патент РФ №92471 F01D 11/08, опубл. 20.03.2010 г.)Known honeycomb seal of the low pressure stages of a steam turbine, including a band of rotor blades of a turbine rotor, having a smooth surface and one or more rows of segments of the housing of cellular blocks made of plastic alloy steel (RF patent No. 92471 F01D 11/08, publ. 20.03 .2010)
Недостатком известного решения является наличие существенных утечек через зазор, образованный сотовым уплотнением на статоре и гладкой стенкой на роторе, что приводит к увеличению объемных потерь рабочего тела и снижению КПД ступени.A disadvantage of the known solution is the presence of significant leaks through the gap formed by the honeycomb seal on the stator and a smooth wall on the rotor, which leads to an increase in volumetric losses of the working fluid and a decrease in the efficiency of the stage.
Уплотнительный эффект сотового уплотнения может быть усилен внешними турбулизаторами, например, за счет перегородок (гребней) на поверхности вращающегося ротора, бандажа и т.п. [Речкоблит, А.Я. Исследование эффективности некоторых типов бесконтактных уплотнительных устройств турбомашин/ А.Я. Речкоблит, О.В. Авдеенко// Труды ЦИАМ №1035, 1982 г., - 8 с.] В данной статье наиболее близкое к предлагаемому решению уплотнение состоит из сотовой структуры на неподвижной стенке (статоре) и поверхности в виде поперечных перегородок на вращающемся роторе. Достигается значительный уплотняющий эффект, однако пропорционально возрастает затрата мощности на привод вращающегося элемента, затрачиваемая на периодический разгон в окружном направлении импульсирующего в ячейках сотового уплотнения рабочего тела.The sealing effect of the honeycomb seal can be enhanced by external turbulators, for example, due to partitions (ridges) on the surface of a rotating rotor, bandage, etc. [Rechkoblit, A.Ya. Study of the effectiveness of some types of non-contact sealing devices of turbomachines / A.Ya. Rechkoblit, O.V. Avdeenko // Proceedings of TsIAM No. 1035, 1982, - 8 pp.] In this article, the closest seal to the proposed solution consists of a honeycomb structure on a fixed wall (stator) and a surface in the form of transverse partitions on a rotating rotor. A significant sealing effect is achieved, however, the expenditure of power on the drive of the rotating element is proportionally increased, spent on periodic acceleration in the circumferential direction of the working fluid pulsating in the cells of the cellular seal.
Уплотняющий эффект в зазоре во многом зависит от взаимодействия вихрей в пространстве сотовых ячеек и потока утечки. Интенсификация этого взаимодействия осуществляется за счет «смерчевых» вихрей, образующихся на вращающейся поверхности, противоположной сотовой, имеющей множество лунок, расположенных в определенной последовательности.The sealing effect in the gap largely depends on the interaction of the vortices in the space of the cells and the leakage flow. The intensification of this interaction is due to the "tornado" vortices formed on a rotating surface opposite the cellular one, which has many holes located in a certain sequence.
Основной задачей данной полезной модели является снижение расхода утечки и уменьшение затрачиваемой мощности на периодический разгон в окружном направлении рабочего тела при уменьшении стоимости изготовления конструкции.The main objective of this utility model is to reduce the leakage rate and reduce the power spent on periodic acceleration in the circumferential direction of the working fluid while reducing the cost of manufacturing the structure.
Указанная цель достигается тем, что комбинированное уплотнение в турбомашинах, содержащее уплотняющую сотовую поверхность статора и ротор, отличающийся тем, что на уплотняющей поверхности ротора выполнены лунковые выемки, расположенные напротив сотовой уплотняющей поверхности статора, причем отношение высоты hл к диаметру dл лунковых выемок должно быть равным 0,1.This goal is achieved by the fact that the combined seal in turbomachines containing the sealing honeycomb surface of the stator and the rotor, characterized in that on the sealing surface of the rotor are made dimples located opposite the honeycomb sealing surface of the stator, and the ratio of the height h l to the diameter d l of the dimples should be equal to 0.1.
При создании уплотнительного устройства необходимо рассмотрение соотношения гидравлической и энергетической характеристик.When creating a sealing device, it is necessary to consider the ratio of hydraulic and energy characteristics.
Особенность полезной модели предполагает применение в качестве турбулизатора вращающуюся поверхность ротора с лунками, которая за счет «смерчевидных» выбросов газа из лунок интенсифицирует взаимодействие с вихрями в пространстве сотовых ячеек. В то же время сопротивление трением о лунковую поверхность повышается в меньшей степени. [Алексеев, В.В. Смерчевой энергообмен на трехмерной вогнутой рельефной структуре самоорганизующихся течений, их визуализация и механизмы обтекания поверхностей/ В.В. Алексеев, И.А. Гагечиладзе, Г.И. Кикнадзе, В.Г. Олейников// Труды Второй Российской конференции по теплообмену. Т. 6. Издательство МЭИ, 1998, с. 37-42]The peculiarity of the utility model involves the use of a rotating surface of a rotor with holes as a turbulizer, which, due to the "death-like" gas emissions from the wells, intensifies the interaction with vortices in the space of cell cells. At the same time, friction resistance on the dimple increases to a lesser extent. [Alekseev, V.V. Tornado energy exchange on a three-dimensional concave relief structure of self-organizing flows, their visualization and mechanisms of flow around surfaces / V.V. Alekseev, I.A. Gagechiladze, G.I. Kiknadze, V.G. Oleinikov // Proceedings of the Second Russian Conference on Heat Transfer. T. 6. Publishing House MPEI, 1998, p. 37-42]
Конкретные размеры сотовой структуры, лунок, их расположение и размеры находятся опытным путем (экспериментальными и численными методами) в зависимости от величины радиального зазора и режимных параметров течения рабочего тела в уплотнении, но отношение высоты hл к диаметру dл лунковых выемок должно быть равным 0,1. Данное отношение обеспечивает оптимальное образование «смерчевидных» выбросов газа из лунок.The specific dimensions of the honeycomb structure, the wells, their location and sizes are found empirically (experimentally and numerically) depending on the radial clearance and the operating parameters of the flow of the working fluid in the seal, but the ratio of the height h l to the diameter d l of the dimples should be equal to 0 ,1. This ratio ensures the optimal formation of “death-like” gas emissions from the wells.
На фиг. 1 показан поперечный разрез уплотнения; на фиг.2 представлен продольный разрез уплотнения с величиной зазора l.In FIG. 1 shows a cross section through a seal; figure 2 presents a longitudinal section of a seal with a gap value l.
Комбинированное уплотнение представляет собой лунковая поверхность 1 на роторе, радиальный зазор 2, сотовое уплотнение 3 статоре. Соотношение hя/dя, где высота hя и диаметр dя ячейки сотового уплотнения 3, должно быть в пределах hя/dя≈0,3÷0,5 [Буглаев В.Т., Сотовые уплотнения в турбомашинах: монография/ В.Т. Буглаев, В.Т. Перевезенцев, С.В. Перевезенцев и др. - Брянск: БГТУ, 2006. - 192 с].The combined seal is a hole surface 1 on the rotor, a radial clearance 2, a
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019139562U RU196232U1 (en) | 2019-12-04 | 2019-12-04 | COMBINED SEALING IN TURBO MACHINES |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019139562U RU196232U1 (en) | 2019-12-04 | 2019-12-04 | COMBINED SEALING IN TURBO MACHINES |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU196232U1 true RU196232U1 (en) | 2020-02-21 |
Family
ID=69630692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019139562U RU196232U1 (en) | 2019-12-04 | 2019-12-04 | COMBINED SEALING IN TURBO MACHINES |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU196232U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU209583U1 (en) * | 2021-06-28 | 2022-03-17 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" | Combined seal on the shaft of a turbomachine |
RU223085U1 (en) * | 2023-12-07 | 2024-01-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Seal of the steam turbine separation stage |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU112273U1 (en) * | 2011-06-29 | 2012-01-10 | Сергей Владимирович Ушинин | CELLULAR SEALING OF A STEAM TURBO MACHINE FOR A SMOOTH ROTOR SURFACE |
RU128900U1 (en) * | 2012-09-13 | 2013-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" | CELLULAR TURBO SEAL |
RU131814U1 (en) * | 2012-08-24 | 2013-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" | TURBOMETER RADIAL GAP CELL SEAL |
US20150322808A1 (en) * | 2014-05-09 | 2015-11-12 | MTU Aero Engines AG | Seal, method for producing a seal and turbomachine |
CN209163879U (en) * | 2018-12-28 | 2019-07-26 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | A kind of helium turbine partition pressure ring sealing device |
-
2019
- 2019-12-04 RU RU2019139562U patent/RU196232U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU112273U1 (en) * | 2011-06-29 | 2012-01-10 | Сергей Владимирович Ушинин | CELLULAR SEALING OF A STEAM TURBO MACHINE FOR A SMOOTH ROTOR SURFACE |
RU131814U1 (en) * | 2012-08-24 | 2013-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" | TURBOMETER RADIAL GAP CELL SEAL |
RU128900U1 (en) * | 2012-09-13 | 2013-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" | CELLULAR TURBO SEAL |
US20150322808A1 (en) * | 2014-05-09 | 2015-11-12 | MTU Aero Engines AG | Seal, method for producing a seal and turbomachine |
CN209163879U (en) * | 2018-12-28 | 2019-07-26 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | A kind of helium turbine partition pressure ring sealing device |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU209583U1 (en) * | 2021-06-28 | 2022-03-17 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" | Combined seal on the shaft of a turbomachine |
RU223085U1 (en) * | 2023-12-07 | 2024-01-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Seal of the steam turbine separation stage |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20080080972A1 (en) | Stationary-rotating assemblies having surface features for enhanced containment of fluid flow, and related processes | |
CN111720175B (en) | Impeller machinery movable vane top seal structure | |
RU196232U1 (en) | COMBINED SEALING IN TURBO MACHINES | |
CN112112976A (en) | Novel tooth sealing structure capable of enhancing sealing performance | |
CN111043317A (en) | Novel dynamic pressure damping seal structure | |
CN212671868U (en) | Impeller machinery movable vane top seal structure | |
RU2622451C2 (en) | Turbomachine, turbomachine unit containing cover, working wheel and brush seal and method of improving seal | |
CN210858818U (en) | Two-way spiral sealing system of steam turbine axle head | |
CN210889435U (en) | Sealing structure between rotating parts of compressor | |
CN201972955U (en) | Dynamic and static clearance wedge groove arc sealing structure for nuclear main pump | |
CN217422201U (en) | Non-contact sealing device for low-pressure rotary fluid pump | |
CN103277146A (en) | Symmetrical lateral tooth steam sealing structure | |
CN108533757A (en) | A kind of labyrinth seal structure that can increase chamber dissipation | |
CN106593538B (en) | Vortex engine | |
He et al. | Experimental investigation of the sealing performance of honeycomb seals | |
RU209583U1 (en) | Combined seal on the shaft of a turbomachine | |
CN204284448U (en) | A kind of herringbone form drag revolves grid sealing configuration | |
CN220015276U (en) | Blade shroud sealing structure for impeller mechanical device and impeller mechanical device | |
CN202851974U (en) | Tooth-shaped structure capable of self-restraining effective flow area | |
CN102162529A (en) | Spiral seal structure in dynamic and static gaps of rotary machine | |
CN111911633A (en) | Novel self-balancing type active leakage-inhibiting labyrinth sealing device | |
RU2682222C2 (en) | Multiridge seals for a steam turbines | |
CN201025075Y (en) | Low diameter gas sealer for steamship engine | |
CN109812298A (en) | A kind of cylinder is with the sliding vane type expander turned | |
CN215927476U (en) | Active vapor seal structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200401 |