[發明專利]非接觸環狀密封件及具備該非接觸環狀密封件的旋轉機械

有效

• 申請號: 201680041690.2
• 申請日: 2016-05-02
• 公開（公告）號: CN107850221B
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發明（設計）人: 渡邊裕輔
• 申請（專利權）人: 株式會社荏原制作所
• 主分類號: F16J15/447
• 分類號: F16J15/447
• 代理公司: 11256 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 陳偉;劉偉志

實現對由旋轉軸的周向上的回旋流引起的不穩定振動的抑制效果的提高，同時抑制在密封件內部通過的流體的泄漏量的增加。根據本發明，提供一種非接觸環狀密封件，其構成為具有設于旋轉機械的旋轉部的旋轉體、和設于上述旋轉機械的固定部的固定體，并將在上述旋轉體與上述固定體之間的間隙中流動的流體密封。非接觸環狀密封件具有螺紋槽，該螺紋槽設于形成上述間隙的上述旋轉體的表面及上述固定體的表面中的至少一方上，上述螺紋槽劃定相對于與上述旋轉體的軸向正交的平面而言的上述螺紋槽的導程角，密封件入口側的上述螺紋槽的上述導程角比密封件出口側的上述螺紋槽的上述導程角大。

技術領域

本發明涉及非接觸環狀密封件及具備該非接觸環狀密封件的旋轉機械，尤其涉及對非壓縮性流體進行處理的旋轉機械中的、減少葉輪等與殼體之間的流體泄漏量且減少振動從而發揮穩定的軸封特性的非接觸環狀密封件及具備該非接觸環狀密封件的旋轉機械。

背景技術

移送液體的旋轉機械(以下稱為“泵”)在以發電、化學工藝、下水道、上水道等為目的的裝置(plant)或設備中被廣泛使用。泵具有殼體、和安裝有葉輪的旋轉軸。旋轉軸配置于殼體內部，并通過軸承而能夠旋轉地被支承。從殼體的吸入口被吸入的液體通過葉輪的旋轉而升壓，并從殼體的排出口排出。即，在泵內部的流路中，形成高壓的區域和低壓的區域，流體會從高壓區域向低壓區域流動。在此，在殼體(固定部)與旋轉軸(旋轉部)之間的微小間隙中，若流體從高壓的區域經由該間隙向低壓的區域移動(泄漏)，則泵效率會降低。因此，通過非接觸環狀密封件將殼體與旋轉軸之間的間隙密封。由此，抑制升壓后的液體向低壓側泄漏。

例如，在圖1所示的典型的多級離心泵(從JIS手冊泵第1版第74頁引用)中，非接觸環狀密封件用于圖中由圓圈包圍的部位。即，用于葉輪的入口部、前級的葉輪與后級的葉輪之間、最后級的葉輪出口部與低壓側(泵入口壓力)之間等。尤其是，由于葉輪出口部與低壓側之間的差壓大、流體的泄漏程度大，所以該部分處的流體的泄漏對泵性能帶來的影響大。因此，已知能夠減少流體的泄漏量的各種構造的非接觸環狀密封件。

作為最基本的非接觸環狀密封件，已知平滑密封件。平滑密封件是配置兩層具有平滑的面的圓筒而形成的密封件。為了減少平滑密封件這樣的非接觸環狀密封件的泄漏量，減小非接觸環狀密封件的旋轉側與靜止側的徑向上的間隙是有效的。然而，由于旋轉軸的振動、撓曲等實用上的問題，無法極端地減小徑向上的間隙。因此，需要一種無需減小徑向上的間隙就能減少泄漏量的非接觸環狀密封件。作為這樣的非接觸環狀密封件，已知平行槽密封件、阻尼密封件、螺紋槽密封件等。以下，說明以往的非接觸環狀密封件的例子。

圖18是以往的平行槽密封件的局部剖視圖。在圖18中，以剖視圖示出固定體131，以側視圖示出旋轉軸121。平行槽密封件111具有：旋轉軸121，其為外周面平滑的旋轉體；和固定體131，其在與旋轉軸121相對的面上設有多個同心圓狀的槽141。該平行槽密封件111能夠通過基于在旋轉軸121與固定體131之間的間隙中流動的流體從槽141通過時產生的渦流而引起的能量損失、由流路的急劇擴大及急劇縮小產生的壓力損失等，來減少流體的泄漏量(移動量)。

圖19及圖20是以往的阻尼密封件的局部剖視圖。圖19表示作為阻尼構造而采用蜂巢圖案(honeycomb pattern)的阻尼密封件。在圖19中，以剖視圖示出固定體132，以側視圖示出旋轉軸122。阻尼密封件112具有：旋轉軸122，其為外周面平滑的旋轉體；和固定體132，其在與旋轉軸122相對的面上設有多個凹部142。在圖示的例子中，作為凹部142而利用六邊形狀的蜂巢圖案。該阻尼密封件112能夠通過在旋轉軸122與固定體132之間的間隙中流動的流體在凹部142中流動時產生的流體的壓力損失，來減少流體的泄漏量。