[發明專利]一種可消除轉子激振力的T型交錯式迷宮密封

有效

• 申請號: 201410075465.3
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN103899758B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 張海;鄭群
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F16J15/447
• 分類號: F16J15/447
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種密封裝置，具體地說是葉輪機械轉子密封裝置。

背景技術

目前，葉輪機械的發展對轉子的要求不斷提高，密封件的設計已不僅僅將降低密封通路中的泄漏量為唯一目標。對于轉子動態密封而言，在阻止泄漏的同時降低轉子與密封之間的磨損比單純的降低泄漏更加重要。

大量的數值計算和試驗證明：高速轉動的轉子會產生較明顯的偏心振動，使之容易與密封發生碰摩，這樣即傷害轉子且能夠增大密封原有間隙，降低密封性能。特別是對于廣泛應用的交錯式迷宮密封而言，除了轉子自身質量力引起的偏心振動外，密封腔內所產生的氣體作用力也能夠加劇轉子的振動。

發明內容

本發明的目的在于提供可消除轉子激振力的一種可消除轉子激振力的T型交錯式迷宮密封。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明一種可消除轉子激振力的T型交錯式迷宮密封，其特征是：包括扇形環，扇形環包括密封腔、轉子，密封腔和轉子均為扇形結構，密封腔位于轉子的外側，密封腔的內側設置高齒，轉子的外側設置低齒，低齒上安裝環形密封圈，密封腔的外側安裝安裝冠，安裝冠上設置彈簧凹槽。

本發明還可以包括：

1、所述的扇形環有6個，均為60度，6個扇形環拼成圓形結構。

2、高齒與轉子間的間隙為0.2-1mm，環形密封圈與密封腔的距離為0.5-3mm。

3、所述的環形密封圈的截面為矩形或人字形，當環形密封圈截面為矩形時，環形密封圈和低齒的截面構成T形，當環形密封圈截面為人字形時，環形密封圈和低齒的截面構成個形。

4、所述的高齒有5個，低齒有4個，高齒與低齒之間間隔布置，環形密封圈的厚度為1-2.5mm，低齒的厚度為0.8-1.5mm，密封高齒的厚度為0.3-0.6mm，所述的彈簧凹槽為C型或波浪形彈簧片。

本發明的優勢在于：在不過多地增加加工、安裝難度的前提下，較好地解決密封內氣體作用力引起的轉子振動問題；能夠在降低密封泄漏量的同時減少轉子所受的激振力，起到提高轉子穩定性的作用，從而增強葉輪機械整體的運行效率及安全。利用環形密封圈與低齒構成的密封結構來使泄漏氣體作用在轉子上的氣體力在徑向方向上相互抵消。從而可消除轉子所受的氣體激振力，降低轉子的振動，保證轉動部件的平穩運行。同時高、低齒組合的密封結構還可大幅度地降低泄漏、提高密封性能。

附圖說明

圖1a為6個扇形環組成的密封結構，圖1b為環形密封圈截面為矩形時的剖面圖；

圖2為T型交錯式迷宮密封腔示意圖；

圖3為環形密封圈截面為人字形時的剖面圖。

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述：

結合圖1～3，本發明所采用的技術方案是：通過對交錯齒中的低齒進行T型結構設計，使得密封腔內的流場氣體作用力除了作用在轉子上以外還可以以相反的方向作用在與轉子連接的T型密封圈上。這樣一來，大部分氣體作用力在徑向上能夠被抵消。

在圖1中，整個密封環是由6個獨立的扇形環拼裝而成的。6個扇環的扇形角均為60°，這樣能夠保證密封環與機匣的裝卡、定位，同時具有安裝、拆卸方便以及防止過度變形的特點。

密封的低齒2安裝在轉子1上，3為安裝在密封環上的高齒，由低齒2與高齒3共同構成高低齒的密封結構；4為整個密封環的安裝冠，其作用是將密封環與靜止部件裝卡固定；5為密封環頂部的彈簧凹槽，在該位置可安裝C型或波浪形彈簧片，使得密封環能夠小范圍的徑向移動從而降低對轉子的碰摩；T型密封結構是通過將環形密封圈6與低齒2焊接在一起來實現的；7是為了方便安裝跟拆卸的氣槽。

T型密封腔內的細節如圖2所示。圖2中8為環形密封片6與低齒2連接的焊接位置，焊縫于連接處的兩側均布；9為密封高齒3上的過渡切割位置，目的是降低密封齒靠近轉子處的厚度，可起到保護轉子的作用。

高齒3采用不等厚度切割，密封低齒與密封圈為垂直焊接。安裝冠頂端為開槽結構，開槽深度為2-3mm；其兩側均設有氣槽。

除上述結構外，T型密封還可體現為如圖3所示的結構形式。圖3中10為人字結構環形密封圈，該結構也是用于接收密封腔內渦流的氣體作用力。

密封的高齒與轉子間的間隙為0.2-1mm。

T型密封圈與密封腔頂端的距離為0.5-3mm。

為保證強度，T型密封圈的厚度為1-2.5mm，密封低齒的厚度為0.8-1.5mm。

密封高齒的厚度為0.3-0.6mm。

本發明的原理是這樣的：環形密封圈焊接在密封低齒上，與低齒一起隨轉子做同步轉動。密封圈與密封低齒結合組成T型密封結構，該結構能夠使泄漏氣體產生的徑向氣體力作用于密封圈之上，使之與作用于轉子的氣體力在徑向方向上相互平衡。這樣一來就可以大幅度地降低轉子所受的激振力，從而降低轉子的振動。