[發明專利]用于氫氣冷卻的發電機的密封油式密封系統的軸密封環

有效

• 申請號: 201210170336.3
• 申請日: 2012-05-28
• 公開（公告）號: CN102797851A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 克里斯托弗·科迪納;托馬斯·京特;克里斯托夫·萊曼;奧利弗·邁赫扎克
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F16J15/28
• 分類號: F16J15/28;F16N1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;田軍鋒

技術領域

本發明涉及一種用于氫氣冷卻的發電機的密封油式密封系統的軸密封環。

背景技術

例如馬達或者發電機的旋轉電機具有軸，以用于傳輸扭矩。借助冷卻循環來導出在電機運行中所釋放的熱量，尤其在軸上所釋放的熱量。在此，在冷卻循環中，空氣、水或氫氣用作為熱量的載體。與空氣和水相比，氫氣的優點在于更高的吸熱能力以及更低的摩擦損失。為了避免氫氣從冷卻循環中逸出，在軸上使用密封油式密封系統。密封油式密封系統具有軸密封環，其中在軸密封環的內側和軸之間構成密封間隙。在軸密封環的內側中設有圓周溝槽，密封油經由所述圓周溝槽流入到密封間隙中。用于密封油的輸送管道位于軸密封環的端側上或者外側上。

軸密封環的材料在其強度和其與軸的滑動性能方面進行選擇。如果在所謂的緊急情況下軸密封環接觸到軸上，那么對于材料的要求是，使得不會造成軸的表面或者軸密封環的表面的損壞。軸的或者軸密封環的表面的損壞能夠導致泄漏，進而導致氫氣從冷卻循環中逸出。軸密封環的實施方式在于青銅的使用，其中密封環由青銅工件一件式地制成。然而，在使用由青銅制成的軸密封環時，在緊急情況下會出現在軸的表面上的不利的損壞。

一種對于使用青銅的替選方案在于，使用具有與軸更好的滑動性能的白合金。然而，白合金具有低的強度，從而使得使用由鋼或者青銅制成的環形的支撐體，所述支撐體設有白合金層。在此，白合金層以離心鑄造工藝施加到支撐體的內側上。為了實現白合金與支撐體的良好的結合，支撐體在施加白合金層之前設有鋅層。然而，在白合金和支撐體之間能夠出現不利的結合缺陷。此外，在緊急情況下，會出現白合金層的損壞，這是高溫或者其他疲勞現象的結果。

發明內容

本發明的目的為，提供一種用于氫氣冷卻的發電機的密封油式密封裝置的軸密封環，其中軸密封環具有良好的自潤滑性能（Notlaufeigenschaften）。

根據本發明的用于氫氣冷卻的發電機的密封油式密封系統的密封環設計成，在裝入狀態下借助其設置在內側的工作面徑向地貼靠在發電機軸上，并且以用密封油加載的方式與發電機軸氫氣密封地共同作用，其特征在于，軸密封環由鉛青銅材料制成。在將根據本發明的軸密封環設置在密封油式密封系統中時，由于其與發電機軸的良好的滑動性能而在緊急情況下有利地不出現在軸密封環表面上和發電機軸表面上的損壞。由此，獲得軸密封環的更長的使用壽命。此外，軸密封環由于鉛青銅材料的高的強度而能有利地由工件一件式地制成。由此，省去金屬層的耗費的施加，從而不會出現結合缺陷并且獲得成本的降低。此外，省去在制造軸密封環之后進行超聲波檢查的必要性。

鉛青銅材料優選具有質量百分比在10至20之間的鉛。在工作面中優選設有至少一個圓周溝槽并且由此形成至少兩個工作面區段，密封油能夠經由所述圓周溝槽流到發電機軸上。

優選的是，在工作面區段的至少一個中設有多個分布在圓周上的、軸向延伸的潤滑槽，所述潤滑槽分別通到圓周溝槽中。通過潤滑槽有利地實現提高的密封油流以及密封油在工作面上的更均勻的分布。由此，有利地降低在工作面上的溫度，從而提高密封油的粘性。通過提高粘性，有利的是，軸密封環更少觸及到發電機軸上，由此降低在軸密封環和發電機軸的表面上的損壞。

每個潤滑槽的軸向尺寸優選在工作面區段的寬度的20%至80%之間，所述潤滑槽設置在所述工作面區段中。此外，每個潤滑槽的深度優選在0.5mm至圓周溝槽的深度之間。此外優選的是，每個潤滑槽的在圓周方向上的尺寸最大與該潤滑槽的軸向尺寸一樣大。

潤滑槽優選分別具有矩形的平面投影形狀。作為替選而優選的是，潤滑槽的圓周橫截面從圓周溝槽起逐漸變細。

一組潤滑槽優選設置在大氣側的工作面區段上。優選的是，另一組潤滑槽設置在氫氣側的工作面區段上。此外，優選設有至少八個均勻分布在圓周上的潤滑槽。

附圖說明

下面，根據所附的示意圖，借助根據本發明的軸密封環的優選實施形式闡明本發明。

其示出：

圖1示出根據本發明的軸密封環的第一實施形式的立體圖；并且

圖2示出根據本發明的軸密封環的第二實施形式的橫截面。

具體實施方式

如從圖1和2中可見，軸密封環1具有內面2、外面3和兩個端面4。軸密封環1由鉛青銅材料制成，所述鉛青銅材料具有質量百分比在10和20之間的鉛。在外面3中設有多個凹部7，油流入孔8引入到所述凹部中。