[實用新型]一種能有效改善轉子動力特性的環形密封組件

有效

• 申請號: 201721532030.2
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN207621355U
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 陳匯龍;吳遠征;張培林;孫冬冬;陳妙妙;李新穩;路圣盛
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 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

本實用新型提供了一種能有效改善轉子動力特性的環形密封組件，包括轉子及套設在轉子上的密封套，所述轉子的外表面或者密封套的內表面上設置多排螺旋槽或者多排螺旋槽與多排圓周迷宮凹槽的組合，分別形成多排螺旋槽環形密封組件和螺旋槽迷宮環形密封組件，多排螺旋槽環形密封組件利用螺旋槽動壓效應和泵送效應產生的均勻鋸齒狀高壓，提高轉子運行過程中偏心時的對中性能，并有效抑制偏心造成的轉子圓錐型渦動；螺旋槽迷宮環形密封組件利用螺旋槽動壓效應和泵送效應及圓周迷宮凹槽結構產生的節流作用，降低泄漏量，并增加流動阻力，提高流體膜阻尼，增強轉子運轉穩定性。

技術領域

本實用新型涉及環形密封，尤其涉及一種能有效改善轉子動力特性的環形密封組件。

背景技術

隨著工業技術的發展，對帶有環形密封間隙的旋轉流體機械的性能要求越來越高，在一些高壓、高速、高溫等工況下，特別是在航空航天、核電站、石油化工等領域，轉子軸向尺寸和徑向尺寸往往比較大，并要求轉子實現高轉速、低振動，因此良好的對中性能是轉子穩定運轉的關鍵條件。前人的研究也表明，環形密封間隙對轉子運轉穩定性和臨界轉速等動力特性具有十分重要的影響，尤其隨著加工精度的不斷提高，環形間隙尺寸的減小，其對轉子動力特性的影響比重更大。

為了實現轉子高轉速、低振動，提高對中性能和穩定性，在工程方面，目前的方法主要是通過轉子本身的動靜試驗來提高轉子制造水平，以及不斷提高安裝精度，確保轉子運行的可靠性；在研究方面，主要考慮運轉過程中各種外部激振力以及自身不平衡激振力對轉子動力特性的影響，其中外部激振力來源主要包括起支撐作用的支座軸承和各環形間隙的穩定性，運動流體不平衡作用力及加工、安裝誤差帶來的不平衡等。

從間隙環形密封方面考慮對轉子臨界轉速、對中性及運轉穩定性的影響，對環形密封組件進行改造優化，目前尚缺乏廣泛研究。目前，對環形密封組件的改造優化往往都是從泄漏量和磨損角度進行。為了實現高轉速轉子的低振動，提高轉子運轉穩定性，國內外公布了相關的專利。中國專利CN203783951U、CN201982359U分別公布了一種齒槽結構的環形密封組件和一種錐面迷宮密封環形密封組件，兩者均能夠增強密封效果，減小泄漏量，防止顆粒阻塞，同時也具有增加阻尼，增強轉子穩定性的作用；中國專利CN205578041U、CN201496528U、CN102200140A、CN102953771A公布了不同結構的環形密封組件，其主要功能在于節流，減少泄漏，并增加阻尼，提高轉子穩定性；歐洲專利EP3101293A1公布了一種帶凹槽的密封軸承組件，其能達到減少泄漏，增加流體膜阻尼，提高轉子穩定性的作用；歐洲專利EP2538030A1公布了一種環形迷宮密封組件，其作用在于節流，減少泄漏，并增加阻尼，提高轉子穩定性。以上專利都只強調轉子穩定性提高和泄漏量降低，而沒有綜合考慮臨界轉速、對中性的影響。

綜上所述，環形間隙光滑密封存在泄漏量大、對中性及穩定性較差，臨界轉速較低等問題，而現有的迷宮密封不能很好的解決轉子臨界轉速和對中性問題；單排的螺旋槽造型非接觸環形密封不能很好的解決低轉速下泄漏量大，轉子圓錐渦動及運行穩定性問題。

實用新型內容

針對現有技術中存在不足，本實用新型提供了一種能有效改善轉子動力特性的環形密封組件，能有效改善環形密封間隙流體膜動力學特性，降低泄漏量，提高轉子臨界轉速，增強轉子對中性能和穩定性，避免轉子圓錐型渦動。

本實用新型是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種能有效改善轉子動力特性的環形密封組件，包括轉子及套設在轉子上的密封套，所述轉子的外表面或者密封套的內表面上設有多排螺旋槽，多個螺旋槽沿轉子或密封套的圓周等間距排列形成一排螺旋槽，相鄰兩排螺旋槽之間錯位或者順序排列形成多排螺旋槽，所述轉子和密封套形成多排螺旋槽環形密封組件。