[實用新型]葉片式密封裝置

有效

• 申請號: 201320214900.7
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN203258068U
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 石偉偉;楊建明
• 申請（專利權）人: 石偉偉
• 主分類號: F16J15/26
• 分類號: F16J15/26
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 蔣家華

技術領域

本實用新型涉及葉片式密封裝置，適用于各種旋轉機械上。

背景技術

密封技術在現代工業生產和科學技術發展中具有十分重要的作用。無論是提高科學技術發展和工業生產技術水平，還是在技術改造和設備改造與更新方面，密封技術都占據著重要的地位和承擔著重要角色。

根據密封構件間是否有相對運動，密封可分為靜密封和動密封；動密封按運動形式分為往復移動密封和旋轉密封。旋轉密封在旋轉機械設備中應用十分普遍，常見的旋轉密封有機械密封、盤根密封、迷宮密封、浮環密封、刷式密封以及指尖密封等。

刷式密封的核心部件刷絲一般采用直徑0.05～0.15mm的耐高溫合金絲，刷絲束總厚度0.6～2mm，刷絲與轉子徑向呈15～60°傾角，傾角順著轉子旋向。指尖密封是從刷式密封演變而來的，其結構與刷式密封類似，差別在于用割縫的金屬薄片錯開重疊來代替刷絲束。

刷式密封和指尖密封都屬于柔性密封，柔性密封最突出的優點是允許動靜之間瞬態嚴重不同心而保持密封性能不變，但兩者又均存在一些問題，如刷式密封的“壓力閉合效應”和指尖密封的“剛化遲滯效應”。

刷式密封的“壓力閉合效應”是指刷絲傾角在壓差作用下變小而發生的內孔收縮現象。盡管這種現象在某種程度上是我們希望看到的，但是這種現象的不穩定性最終會導致刷絲自由端過度磨損并傷及轉子，刷式密封很快失效。為解決此問題，技術研究人員提出了指尖密封的概念，大幅減小柔性而增大剛性，可以保持密封件工作狀態下的穩定性，但指尖密封嚴重的“剛化遲滯效應”隨之產生，在高壓差作用下，受到碰磨影響退讓時會產生很大的內部摩擦力，退讓后也不易恢復到原來狀態，如此將加劇磨損且增大泄漏。

總結一點，理想的柔性密封裝置需兼具刷式密封極佳的退讓柔性以及指尖密封的穩定性，穩定性又不能單純地依靠犧牲柔性而增大剛性來獲得，更應該從結構設計著手。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供葉片式密封裝置，屬于一種柔性密封，一旦與轉子碰磨可彈性退讓，能夠獲得穩定而高效的密封性能。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案是：

葉片式密封裝置，包括上游環、下游環和一片以上的葉片，所述葉片為長方形薄片，一端固定在上游環和下游環之間，另一端為自由端。

上述葉片相當于一端為支點的懸臂梁，意想不到地滿足了上述密封裝置所需的柔性。

為了提高上述裝置的密封效果，上述葉片在整個圓周上整齊排列，在葉根位置，相鄰葉片間留有間隙以適應內外徑差。葉片自由端所確定的密封內徑小于下游環和下游環的內徑，葉片與旋轉機械轉子間為微間隙或微過盈配合，上游環和下游環設計時均需保證極限工況下不與轉子碰磨。

本實用新型的葉片式密封裝置可適用于任何旋轉機械的密封。

為了進一步提高本實用新型裝置的密封性能，葉片式密封裝置還包括用來遮擋葉片的遮流片，所述遮流片設在上游環和葉片之間，且遮流片不高出葉片。

為了便于適用于、更換方便，葉片式密封裝置，包括固連在一起的上游環和下游環，以及活動鑲嵌在上游環和下游環之間的葉片模塊，所述葉片模塊包括上夾板、下夾板和一片以上的葉片，所述葉片為長方形薄片，一端固定在上夾板和下夾板之間，另一端為自由端，葉片的自由端高出上游環和下游環，所述上游環與上夾板相鄰，下游環和下夾板相鄰。

采用上述技術方案，當葉片受損時，只需要將葉片模塊更換即可，簡單易操作。

為了提高裝置的密封性能，上夾板和葉片之間設有用來遮擋葉片的遮流片，所述遮流片不高出葉片。

為了提高裝置的穩定性，所述下游環上、葉片與下游環之間設有平衡腔室。

為了實現裝置的自調整性，所述葉片與下游環之間的距離為0-2mm。

為了同時保證密封的剛性和柔性，葉片的長度5-20mm，寬度0.5-2.5mm，厚度為0.05-0.25mm；遮流片的厚度為0.1-0.5mm。

為增強本實用新型裝置的密封性能，同時保證裝置的柔性，延長裝置的使用壽命，在過葉片且與旋轉機械轉子軸向垂直的平面上、順著轉子的轉動方向上，葉片的葉根與汽輪機轉子的軸心的連線與葉片的夾角為0-60°；葉片與豎直面的夾角為0-30°。

為了方便，本實用新型將在過葉片且與旋轉機械轉子軸向垂直的平面上、順著轉子的轉動方向上，葉片的葉根與轉子的軸心的連線與葉片的夾角記為α，將葉片與豎直面的夾角記為β。