[發(fā)明專利]具有氣體密封件的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380046860.2
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號: CN104662343B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發(fā)明（設計）人: 克里斯蒂安·基希納
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F16J15/34
• 分類號: F16J15/34;F16J15/38
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司11227
• 代理人: 張春水,丁永凡

技術領域

本發(fā)明涉及一種具有氣體密封件、定子和沿著軸線延伸的轉子的裝置，所述裝置包括旋轉的轉子密封環(huán)和靜止的定子密封環(huán)，還包括旋轉的固定元件，所述固定元件將轉子密封環(huán)軸向地固定在轉子上，其中所述旋轉的轉子密封環(huán)和所述靜止的定子密封環(huán)用于密封定子和轉子之間的密封間隙。

背景技術

氣體密封件對于流體機械、尤其是構成為渦輪機的壓縮機而言，是在由于相對較小的泄漏而造成的較高的壓力下的優(yōu)選的密封方式。例如與傳統(tǒng)的迷宮密封件相比，干式氣體密封件的低一個數(shù)量級的泄漏能夠實現(xiàn)相應的渦輪機的明顯的效率增長。

與相對簡單構造的迷宮密封件相比，新型的干式氣體密封件關于運行條件是要求相對高的。可靠的運行要求相應準備和清潔的密封氣體。此外，用于可靠的運行的干式氣體密封件規(guī)定特定的最小轉速。

在開始提到的氣體密封件中，通常旋轉的轉子密封環(huán)和靜止的定子密封環(huán)在徑向延伸的密封平面上分別以密封環(huán)上的密封面相對置。為了能夠成功地實施密封原理，需要的是，將兩個密封環(huán)的密封面精確地加工并且相互定向成，使得在可復現(xiàn)的運行條件下，密封氣體的滑動膜在密封面之間構建并且與此相應地密封件能夠無接觸地工作。在全部可考慮的運行條件下的高的精確度要求通常僅借助特殊的材料選擇來實現(xiàn)。旋轉的和靜止的定子密封環(huán)因此通常沒有一件式地與定子或轉子連接，其中通常靜止的定子密封環(huán)也彈性地相對于旋轉的轉子密封環(huán)預緊。旋轉的轉子密封環(huán)固定在轉子上，因此不會造成尤其在軸向方向上的不可控的相對運動。在傳統(tǒng)的密封裝置中，通常在轉子的旋轉的轉子密封環(huán)和相應的軸向接觸凸肩之間的軸向接觸部上會造成微動磨損，因為傳統(tǒng)的裝置能夠實現(xiàn)軸向的相對運動。

德國專利商標局對優(yōu)先權的首次申請DE 10 2012 215887的審查意見通知書引用下述文獻：DE 69 04 740 U、DE 41 19 768 A1、DE 102010041208 A1。DE 10 2012 215887示出滑動環(huán)在轉子上的同時的軸向的固定和密封。DE 41 19 768 A1示出具有兩個反向的螺旋槽的氣體密封件，其中滑動環(huán)以彈性地彈回的方式隨軸轉動并且相應的配合環(huán)構成為是靜止的。DE 102010041 208 A1致力于靜態(tài)的密封元件。因此，防止微動磨損的解決方案迄今既不是已知的、也沒有被實現(xiàn)。

發(fā)明內容

因此，本發(fā)明具有下述目的：將開始提及的氣體密封件的旋轉的轉子密封環(huán)軸向地固定在轉子上以防止激發(fā)運動，使得不能夠出現(xiàn)微動磨損。

為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的目的，提出一種具有氣體密封件、定子和沿著軸線延伸的轉子的裝置，所述裝置包括：旋轉的轉子密封環(huán)；和靜止的定子密封環(huán)；旋轉的固定元件，所述固定元件將轉子密封環(huán)軸向固定在轉子上，所述旋轉的轉子密封環(huán)和所述靜止的定子密封環(huán)用于密封定子和轉子之間的密封間隙，其中固定元件沿環(huán)周方向至少在環(huán)周的一部分之上延伸，其中固定元件至少部分地在軸向地并且沿環(huán)周方向延伸的具有徑向的間隙高度的間隙中設置在轉子和旋轉的轉子密封環(huán)之間，其中間隙在旋轉的轉子密封環(huán)一側由密封環(huán)表面限定并且在轉子一側由轉子表面限定，其中密封環(huán)表面具有第一凹部并且轉子表面具有第二凹部，其中固定元件部分地在第一凹部中并且部分地在第二凹部中設置，使得在旋轉的轉子密封環(huán)和轉子之間的超過理論位置范圍的軸向相對運動僅能經(jīng)由固定元件的徑向變形實現(xiàn)。

所有方向說明、例如軸向、徑向、環(huán)周方向或切向參照(當沒有另作說明時)在上文中詳述的轉子的軸線。

根據(jù)本發(fā)明的固定元件用于將旋轉的轉子密封環(huán)可靠地軸向固定在轉子上。在此，不僅用轉子只表示實心的一件式的軸，而且也表示例如密封模塊的旋轉的組成部分，所述組成部分能夠優(yōu)選地套筒狀地推到轉子上并且在那里軸向地固定。

本發(fā)明的一個特殊的優(yōu)點是旋轉的轉子密封環(huán)在轉子上借助于固定元件的彈性的徑向變形的根據(jù)本發(fā)明的非常簡單的安裝，使得安裝甚至能夠在沒有工具的情況下實現(xiàn)。同樣地，旋轉的轉子密封環(huán)在轉子上的安裝是可逆的。旋轉的轉子密封環(huán)在轉子上的永久的徑向的和軸向的預緊同時用于旋轉的轉子密封環(huán)相對于轉子的徑向定向。此外，從轉子到轉子密封環(huán)的可能的激發(fā)運動通過固定元件彈性地衰減。

本發(fā)明的一個有利的改進方案提出，固定元件的變形并非塑形地、而是優(yōu)選彈性地進行。在此優(yōu)選的是，彈性元件的變形僅在固定元件的材料的彈性的變形范圍中進行。

尤其有意義地，固定元件在轉子的或旋轉的密封元件的整個環(huán)周之上延伸，使得能夠避免可能的不對稱和還有不平衡。