[實用新型]應用于葉片式密封的葉片元件及其包含它的葉片式密封

有效

• 申請號: 201420263595.5
• 申請日: 2014-05-21
• 公開（公告）號: CN203948628U
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 石偉偉;韋紅旗;王麗麗
• 申請（專利權）人: 南京博沃科技發展有限公司
• 主分類號: F16J15/16
• 分類號: F16J15/16
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 李建芳

技術領域

本實用新型涉及應用于葉片式密封的葉片元件及包含它的低磨損葉片式密封，適用于各種旋轉機械。?

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，尤其應用于汽輪機、燃氣輪機、飛機發動機等設備上的高速動密封更為重要，不僅對其效率而且對其功能都有重要影響。?

傳統上，這些旋轉機械上應用迷宮密封或/和刷式密封。迷宮密封是一種非接觸式密封，密封性能穩定，壽命一般不受限制。為了減少泄漏，刷式密封常常被應用在某些關鍵部位，因為刷式密封是一種接觸式密封，與轉子碰磨時可柔性退讓，柔性越大，接觸碰磨造成的磨損越小。?

然而，刷式密封為追求柔性，刷絲一般采用直徑0.05～0.15mm的細金屬絲，這使得刷式密封軸向承壓能力很低。理論上，增大刷絲直徑可提高刷式密封軸向承壓能力，但需以犧牲徑向柔性為代價。因此，可以理解為，刷絲直徑的選取是在提供足夠大的軸向承壓能力和較高的徑向柔性之間折衷。?

為了避免刷式密封公知的缺點，申請人在已授權的專利《葉片式密封裝置》(公開號CN203258068U)中提及一種葉片式密封，具有與刷式密封同等的徑向柔性，又能大幅提高軸向承壓能力。雖然刷式密封可使用背板來增強軸向的剛性，但依舊無法應用在高壓差工況下，高壓差下刷式密封存在“壓力閉合效應”、“剛化效應”、“遲滯效應”以及刷絲沿軸向折斷等問題。上述刷式密封存在的問題，已公開的葉片式密封技術均可解決。?

葉片式密封也是一種接觸式密封，接觸必然引起磨損，盡管這種磨損相對傳統迷宮密封而言是極低的。已公開的葉片式密封的葉片元件是大體呈矩形的金屬薄片，金屬薄片越寬，碰磨時反作用在轉子上的不平衡力越大，金屬薄片變窄，金屬薄片間的泄漏又會增大。因此，在滿足一定密封性能的基礎上，尋找一種減小碰磨造成的不平衡力、減少磨損的技?術方案尤為重要。?

實用新型內容

本實用新型的目的是提供應用于葉片式密封的葉片元件及包含它的低磨損葉片式密封，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：?

應用于葉片式密封的葉片元件，為薄片狀，其長度方向上，一端為固定端，另一端為自由端，固定端與自由端中間的部分為中間段，自由端的寬度大于中間段寬度。?

上述葉片元件固定端寬度與自由端和中間段寬度的相對大小不限定。上述葉片元件沿長度方向依次為自由端、中間段和固定端，葉片元件優選用金屬薄片制作。采用上述葉片元件，與近似長方形且寬度與上述自由端寬度一致的葉片元件的葉片式密封相比，密封性能和穩定性相當，但其徑向柔性大大增強，可大幅減少磨損。?

上述葉片式密封的葉片元件，厚度為0.05～0.3mm，長度為10～30mm。這樣可同時保證葉片元件的退讓柔性和穩定性，同時保證其密封效果。?

優選，中間段與自由端呈L型或中間段與自由端呈倒T型。這樣可進一步確保葉片元件的退讓柔性和穩定性。?

自由端與中間段采用圓弧過渡。這樣可降低應力集中，延長葉片式密封的使用壽命。?

作為另一種改進，中間段與自由端平滑過渡，從中間段到自由端端部的方向，寬度逐漸增寬。?

中間段最小寬度為0.5～3mm，自由端端部最大寬度比中間段最小寬度寬0.1～5mm。這樣能更進一步保證葉片元件的退讓柔性和穩定性。?

包含上述應用于葉片式密封的葉片元件的低磨損葉片式密封，還包括間隔片和背板；背板設置在葉片元件沿密封氣流方向的下游；葉片元件有一片以上，葉片元件一端為固定端，另一端為自由端，間隔片相間在葉片元件的固定端之間。?

上述葉片元件指葉片式密封的葉片元件，葉片元件與間隔片之間優選采用焊接方式連接固定。上述背板設置在葉片元件沿密封氣流方向的下游，起到支撐葉片元件和減少葉片元件間泄漏的的作用。加工制作時，根據是否需要葉片元件在工作條件下自動改變間隙，決定背板與葉片元件之間是否設置間隙，但無論設置間隙與否，均需保證長期工作狀態下葉片元件至少與背板邊緣相抵靠。?

上述間隔片設置在葉片元件固定端，其作用之一是便于葉片元件定位和固定。沿著葉?片元件長度方向，上述間隔片長度小于葉片元件長度，優選，葉片元件長度為10～30mm，間隔片長度為2～6mm。?

葉片元件的自由端伸出背板0.3～5mm。這樣能進一步保證葉片元件的退讓柔性和密封性能。?