[發(fā)明專利]一種氣冷式波紋管干氣密封裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911080853.X
• 申請(qǐng)日: 2019-11-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110792630B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許萬(wàn)軍;朱怡玲;李康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工程學(xué)院
• 主分類號(hào): F04D29/10
• 分類號(hào): F04D29/10;F04D29/12;F04D29/58
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

本發(fā)明公開(kāi)了一種氣冷式波紋管干氣密封裝置，包括壓縮機(jī)外殼，壓縮機(jī)外殼內(nèi)設(shè)有動(dòng)環(huán)、動(dòng)環(huán)支架，轉(zhuǎn)子，靜環(huán)，靜環(huán)支架和波紋管；動(dòng)環(huán)固定于動(dòng)環(huán)支架上，動(dòng)環(huán)支架固定于轉(zhuǎn)子上表面；靜環(huán)通過(guò)波紋管柔性安裝于靜環(huán)支架上；轉(zhuǎn)子、動(dòng)環(huán)支架、動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、靜環(huán)支架和波紋管設(shè)有氣體通道，低溫氣體一部分從轉(zhuǎn)子和動(dòng)環(huán)支架的氣體通道進(jìn)入動(dòng)環(huán)，沿動(dòng)環(huán)工作表面附近流動(dòng)，由動(dòng)環(huán)上游流出；低溫氣體另一部分從靜環(huán)支架和波紋管的氣體通道進(jìn)入靜環(huán)，沿靜環(huán)工作表面附近流動(dòng)，由靜環(huán)上游流出；流出后的低溫氣體與工藝氣體混合，排入密封間隙。本發(fā)明通過(guò)將低溫氣體引入干氣密封動(dòng)靜環(huán)內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)密封環(huán)的溫度控制，減少密封環(huán)熱變形，提高密封穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及干氣密封技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氣冷式波紋管干氣密封裝置。

背景技術(shù)

干氣密封依靠氣體的動(dòng)壓原理實(shí)現(xiàn)非接觸式泄漏控制，被廣泛應(yīng)用于各類離心壓縮機(jī)的軸端封嚴(yán)。干氣密封的運(yùn)行間隙很小，一般處于3μm到10μm之間，動(dòng)靜環(huán)工作表面的實(shí)際狀態(tài)對(duì)干氣密封的穩(wěn)定性影響很大。在運(yùn)行過(guò)程中，動(dòng)靜環(huán)的工作表面與氣體不斷摩擦產(chǎn)生熱量，使動(dòng)靜環(huán)產(chǎn)生熱變形，進(jìn)而改變?cè)袣饽らg隙的分布。無(wú)論熱變形使氣膜間隙產(chǎn)生收斂型分布，還是發(fā)散型分布，均會(huì)改變?cè)性O(shè)計(jì)狀態(tài)，使密封的泄漏量、氣膜力、氣膜剛度等參數(shù)產(chǎn)生變化，降低了密封的穩(wěn)定性。因此減小熱變形是提高密封穩(wěn)定性的一種途徑。

為降低密封的熱變形，目前一般采取降低工藝氣體溫度的辦法來(lái)減少密封的熱變形。這種方法通過(guò)將冷卻的工藝氣體通入密封間隙來(lái)帶走摩擦產(chǎn)生的熱量，然而干氣密封的泄漏量很小，由泄漏氣體帶走的熱量較為有限。因此，動(dòng)靜環(huán)工作界面的線速度不能過(guò)大，限制了干氣密封在超高速場(chǎng)合的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中干氣密封冷卻能力的不足，本發(fā)明公開(kāi)了一種氣冷式波紋管干氣密封裝置，通過(guò)將低溫氣體引入干氣密封動(dòng)靜環(huán)內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)密封環(huán)的溫度控制，減少密封環(huán)熱變形，提高密封穩(wěn)定性。

技術(shù)方案：本發(fā)明公開(kāi)了一種氣冷式波紋管干氣密封裝置，包括壓縮機(jī)外殼，所述壓縮機(jī)外殼內(nèi)設(shè)有動(dòng)環(huán)、動(dòng)環(huán)支架、轉(zhuǎn)子、靜環(huán)、靜環(huán)支架和波紋管；所述動(dòng)環(huán)固定于動(dòng)環(huán)支架上，動(dòng)環(huán)支架固定于轉(zhuǎn)子上；靜環(huán)支架設(shè)有一凹槽，用于安裝波紋管，靜環(huán)通過(guò)波紋管柔性安裝于靜環(huán)支架上；所述壓縮機(jī)外殼的外側(cè)分別設(shè)有工藝氣體通道、惰性氣體通道、第二低溫氣體通道和氣體排出通道，所述轉(zhuǎn)子內(nèi)部設(shè)有第一低溫氣體通道；動(dòng)環(huán)支架和動(dòng)環(huán)內(nèi)部設(shè)有相通的氣體通道，并與第一低溫氣體通道連通；靜環(huán)、靜環(huán)支架和波紋管內(nèi)部設(shè)有相通的氣體通道，并與第二低溫氣體通道連通；低溫氣體從轉(zhuǎn)子內(nèi)的第一低溫氣體通道進(jìn)入，經(jīng)動(dòng)環(huán)支架的氣體通道到達(dá)動(dòng)環(huán)，沿動(dòng)環(huán)工作表面附近流動(dòng)，由動(dòng)環(huán)上游流出；低溫氣體從第二低溫氣體通道進(jìn)入，經(jīng)靜環(huán)支架和波紋管的氣體通道到達(dá)靜環(huán)，沿靜環(huán)工作表面附近流動(dòng)，由靜環(huán)上游流出；低溫氣體攜帶工作過(guò)程中產(chǎn)生的摩擦熱從動(dòng)環(huán)和靜環(huán)流出后，與工藝氣體混合，排入密封間隙。

優(yōu)選地，所述動(dòng)環(huán)開(kāi)設(shè)的氣體通道是通過(guò)鉆孔方式沿動(dòng)環(huán)徑向及軸向鉆取的若干孔道，用于低溫氣體從第一低溫氣體通道流入，能夠貼近動(dòng)環(huán)工作表面流動(dòng)。

優(yōu)選地，所述動(dòng)環(huán)開(kāi)設(shè)的氣體通道中軸向孔道數(shù)量不小于8個(gè)，徑向孔道數(shù)量不小于16個(gè)。

優(yōu)選地，所述靜環(huán)開(kāi)設(shè)的氣體通道是通過(guò)鉆孔方式沿靜環(huán)徑向及軸向鉆取的若干孔道，用于低溫氣體從第二低溫氣體通道流入，能夠貼近靜環(huán)工作表面流動(dòng)。

優(yōu)選地，所述靜環(huán)開(kāi)設(shè)的氣體通道中，軸向孔道數(shù)量等于波紋管數(shù)量；徑向孔道數(shù)量不小于16。

優(yōu)選地，所述波紋管數(shù)量不小于8個(gè)，具有彈性剛度，用于調(diào)節(jié)氣膜間隙，向靜環(huán)輸送低溫氣體。

更進(jìn)一步地，所述波紋管與靜環(huán)的連接處、波紋管與靜環(huán)支架的連接處和動(dòng)環(huán)與動(dòng)環(huán)支架的連接處均設(shè)置有靜密封裝置；低溫氣體從第一低溫氣體通道流入動(dòng)環(huán)的過(guò)程中和低溫氣體從第二低溫氣體通道流入靜環(huán)的過(guò)程中均不產(chǎn)生泄漏。