[發明專利]一種適用于高溫高壓工質的超高速渦輪機

有效

• 申請號: 201610951021.0
• 申請日: 2016-10-27
• 公開（公告）號: CN108005733B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 郝小龍;胡麗國;宋滿存;王志峰;李振將
• 申請（專利權）人: 北京精密機電控制設備研究所
• 主分類號: F01D11/00
• 分類號: F01D11/00;F01D11/04;F01D25/12;F01D25/16;F01D9/04;F01D25/18
• 代理公司: 11007 核工業專利中心
• 代理人: 高尚梅

本發明屬于渦輪機技術領域，具體涉及一種適用于高溫高壓環境的超高速渦輪機。本發明包括渦輪軸系組件、高溫機械密封組件、低溫機械密封組件、殼體組件、冷卻水套組件；渦輪軸系組件穿過并安裝在殼體組件內部，高溫機械密封組件位于殼體組件內部并與渦輪軸系組件連接，低溫機械密封組件安裝在殼體組件內部并與渦輪軸系組件連接，冷卻水套組件安裝在殼體組件外部。本發明能夠在特殊工質作用下，完成流體熱能至超高速機械軸功率的轉換，用于驅動發電機、壓縮機、離心泵及其他旋轉機械裝置。

技術領域

本發明屬于渦輪機技術領域，具體涉及一種適用于高溫高壓工質的超高速渦輪機。

背景技術

現有小型渦輪機結構中進氣噴嘴基本都固定不可調整，在特定氣源壓力工況下輸出功率比較單一；且渦輪機結構中機械動密封無外引冷卻介質，密封摩擦副溫升較快，耐磨損性較差，致使渦輪機很難適用于高溫高壓工質情況；同時，渦輪機在高溫工質及長期工作過程中，軸承運轉所產生的熱量不易散發而導致軸承工作環境惡化，軸系穩定性及可靠性下降；基于現有背景技術設計研發了適用于高溫高壓工質的超高速渦輪機。

發明內容

本發明解決的技術問題：針對現有技術的不足，本發明提供一種適用于高溫高壓工質的超高速渦輪機，能夠在特殊工質作用下，完成流體熱能至超高速機械軸功率的轉換，用于驅動發電機、壓縮機、離心泵及其他旋轉機械裝置。

本發明采用的技術方案：

一種適用于高溫高壓環境的超高速渦輪機，包括渦輪軸系組件、高溫機械密封組件、低溫機械密封組件、殼體組件、冷卻水套組件；渦輪軸系組件穿過并安裝在殼體組件內部，高溫機械密封組件位于殼體組件內部并與渦輪軸系組件連接，低溫機械密封組件安裝在殼體組件內部并與渦輪軸系組件連接，冷卻水套組件安裝在殼體組件外部。

所述渦輪軸系組件包括整體式渦輪轉子、密封動環、配對滾動軸承，軸襯套、滾動軸承、密封動環、定位套筒、花螺母、O型密封圈、O型密封圈；密封動環套在整體式渦輪轉子的軸上，并由轉子上臺階對其進行軸向限位，密封動環與軸接觸之間設有O型密封圈；配對滾動軸承、軸襯套、滾動軸承、密封動環、定位套筒依次套至渦輪轉子上，并相互壓緊，密封動環與軸接觸之間設有O型密封圈；花螺母與整體式渦輪轉子第四段軸通過螺紋連接并壓緊定位套筒，通過擰緊花螺母，依次對渦輪轉子上各連接件進行軸向壓緊使軸系成為一個整體；O型密封圈、O型密封圈對兩動環起輔助靜密封作用。

所述高溫機械密封組件包括高溫密封殼體、壓縮彈簧、靜環組件、導向螺釘，O型密封圈、O型密封圈；6個壓縮彈簧沿周向均勻擱置在高溫密封殼體的彈簧孔內，靜環組件放置在壓縮彈簧上，導向螺釘通過螺紋擰緊在高溫密封殼體中，并對靜環組件形成軸向及圓周向限位；壓縮彈簧對靜環組件提供軸向彈力。

所述靜環組件包括靜環座，石墨環，靜環座與石墨環通過環氧樹脂粘接劑粘接連接；高溫密封殼體與靜環座之間設有O型密封圈，密封殼體的外壁上設置有O型密封圈，O型密封圈和O型密封圈對各接合面起輔助靜密封作用。

所述低溫機械密封組件包括密封殼體、導向螺釘、靜環組件、壓縮彈簧及O型石墨密封圈；6個壓縮彈簧周向均勻放置于密封殼體對應的彈簧孔內，靜環組件放置于壓縮彈簧端面上，導向螺釘通過螺紋擰緊在密封殼體上，并對靜環組件形成軸向及周向限位作用。

所述靜環組件包括靜環座，石墨環，靜環座與石墨環通過環氧樹脂粘接劑粘接連接；密封殼體與靜環座之間設有O型石墨密封圈。

所述靜環組件與軸系組件中的密封動環相互貼合形成另一道動密封摩擦副。

殼體組件包括渦輪殼體、進氣噴嘴環、渦輪蓋、調整擋圈、彈性波浪圈、限流螺釘、O型密封圈、O型密封圈、O型密封圈；