[實用新型]自抑制泄漏的密封齒形結構

有效

• 申請號: 201220498041.4
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN202851975U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 王煒哲;劉應征;施圣賢
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F16J15/447
• 分類號: F16J15/447
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

技術領域

本實用新型涉及密封技術領域的密封齒形結構，尤其是涉及一種自抑制泄漏的密封齒形結構。

背景技術

汽輪機和透平壓縮機廣泛采用迷宮式齒型密封，在轉子周圍設若干個依次排列的環形密封齒，齒與齒之間形成一系列截流間隙與膨脹腔室，氣體在通過曲折迷宮的間隙時產生節流效應而達到抑制泄漏目的。為了減少漏泄，齒尖間隙不能太大，同時為了防止轉子與靜子在運行中碰磨，齒尖間隙也不能過小。泄漏流動通過齒間隙時形成高速流動，隨后在齒后腔室內形成強烈旋渦流動而使流動動能幾乎全部消耗殆盡，從而達到壓力顯著下降。如此逐級重復上述過程，氣體工質從高壓逐漸降為低壓。由于氣封齒很多，每個齒尖前后的壓差有限，齒尖間隙又較小，漏氣流量得到了限制。

隨著機組容量增長，抑制密封泄漏提高機組經濟性，得到了越來越高的關注。機組熱參數的增長，導致密封兩端壓差及密封內氣體密度增大，從而造成泄漏流量增長，經濟性下降。因此，對新型密封提出更高的要求，設計密封必須盡量減小間隙泄漏，保證機組較高的經濟性性能。

在汽輪機和透平壓縮機中，通過密封結構抑制氣體工質的泄漏對機組的經濟性和安全性具有重要的意義。隨著機組容量和機組熱參數的增長，密封兩端壓差及密封內氣體密度不斷增大，從而造成泄漏流量不斷增加，經濟性下降，因此，抑制密封泄漏得到了越來越多的關注，對密封結構的設計也提出了新的要求，即所設計的密封結構必須盡量減少間隙泄漏，以保證機組能夠擁有較高的經濟性能。根據所述的對密封結構的設計要求，目前在實際機組中最常采用的就是迷宮式密封齒形結構。

經過對現有相關技術文獻檢索發現，由于密封間隙過長，流速會在間隙中發生擴散，從而造成流速降低而壓力升高，這會大大影響間隙中的轉能效果。因此，如何能通過改造間隙結構使得流速盡量不要產生擴散效果，達到增加流速降低壓力的效果。

本申請提出的密封齒頂尖開槽是一種依靠齒頂間隙復雜流動狀況主動減小齒頂間隙有效通流面積以及抑制齒頂氣流膨脹的結構。改結構簡單可行、安全可靠，在汽輪機高壓缸、高壓透平壓縮機、尤其是超臨界和超超臨界汽輪機高壓段具有廣泛的應用背景。

實用新型內容

本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種提高密封齒頂間隙內的射流速度，抑制密封泄漏的自抑制泄漏的密封齒形結構。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：

自抑制泄漏的密封齒形結構，包括轉子、靜子及密封齒，所述的轉子位于靜子的下方，所述的密封齒設有數個，垂直固定于靜子或轉子上，密封齒與其相對應的轉子或靜子之間保持有間隙，各密封齒之間設有膨脹控室。

該結構還包括有臺階，該臺階位于密封齒的正下方并垂直固定在轉子上，所述的臺階與密封齒之間保持有間隙。

所述的密封齒的頂端垂直于密封齒的方向設有一個圓弧形凹槽，該凹槽的寬度為齒厚的1/2，在齒頂沿圓周方向分布一圈，深度為齒厚的1/4。

所述的凹槽位于密封齒的中間位置。

與現有技術相比，本實用新型通過在密封齒的齒頂進行開槽，可以有效抑制氣流在齒頂間隙膨脹，提高齒頂間隙的射流速度，從而使氣流進入齒后腔室時形成強烈漩渦，降低壓能，達到抑制泄漏的效果。其優點在于能夠有效減少密封泄漏量，提高機組運行的經濟性，另外，齒頂開槽可以降低密封齒與轉子或靜子發生碰撞或摩擦時對轉子或靜子的損傷，從而提高機組運行的安全性。

附圖說明

圖1為實施例1中本實用新型的結構示意圖；

圖2為圖1中的局部放大圖；

圖3為實施例2中本實用新型的結構示意圖；

圖4為圖3中的局部放大圖；

圖5為實施例3中本實用新型的結構示意圖；

圖6為圖5中的局部放大圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。

實施例1

自抑制泄漏的密封齒形結構，其結構如圖1-2所示，包括：轉子1、靜子2和三個密封齒3，其中：轉子1位于靜子2的下方，密封齒3垂直固定于靜子2上，齒頂端與其相對應的轉子1之間保持有效間隙，齒與齒之間設有膨脹腔室。所述密封齒3的頂端垂直于密封齒3的方向設有一個半圓形凹槽5，該半圓形凹槽5的長度為齒厚的1/2，深度為齒厚的1/4，在齒頂沿圓周方向分布一圈，在齒頂的具體位置為密封齒的中間。

實施例2