[發明專利]壓力平衡渦輪增壓器的旋轉密封

有效

• 申請號: 97181540.2
• 申請日: 1997-11-25
• 公開（公告）號: CN1245553A
• 公開（公告）日: 2000-02-23
• 發明（設計）人: G·A·阿德夫
• 申請（專利權）人: 聯合訊號公司
• 主分類號: F16J15/40
• 分類號: F16J15/40
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 張天安,黃力行

發明背景

發明領域：

本發明一般與渦輪增壓器軸密封裝置有關。尤其是，軸上的壓力平衡雙活塞環的形狀與嚙合在中心殼體和渦輪葉輪護罩之間的壓力密封件相結合構成有效的渦輪端密封，以避免渦輪的廢氣中的冷凝物和氣化物污染。

相關技術的概述：

渦輪增壓器的應用非常廣泛，包括傳統的內燃機充氣增壓和一些新構思這些新構思鑒于排氣的渦輪泵壓和用于動力發生系統如油箱的加壓反應劑。在多數渦輪增壓器的運轉要求中，規定在中心殼體內的軸承之間和旋轉渦輪與壓氣機葉輪之間需要相對密閉的密封。尤其理想的是在渦輪的軸的端部密封，因為渦輪一般運轉在相對高溫的環境中。因此，最好是阻止軸承潤滑液泄漏進渦輪殼體中，以防止潤滑液在高溫作用下的結膠或焦化，這能對渦輪的運轉起不利的作用，還要防止渦輪殼體內潤滑液引燃的可能性，或防止潤滑液流光的可能性，二者所產生的有害作用即污染物要由系統排出。同樣，避免從中心殼體中由潤滑液給進氣口壓力氣流帶來污染物是很重要的。

在許多應用中，需要在現有的技術范圍內大大減少壓力氣流的污染物和避免渦輪增壓器潤滑油被驅動渦輪增壓器渦輪的廢氣流中水的氣化物、冷凝物、含腐蝕物的污水污染。現有技術一般在渦輪軸上采用一個或更多迷宮式密封裝置的密封環，以便防止渦輪和軸的壓氣機一側之一或二者泄漏。此外，中心殼體內壓氣機端密封的通道允許潤滑液與密封接觸，成為軸上的排油或拋油裝置，以便抽取徑向離開密封環的多余潤滑液，這用來增加整個密封結構的功能。這些現有技術的結構，其單獨的和各種結合體結構對于新的高效密封需求來說，沒有證明它們有足夠的密封能力。

本發明提供超過現有技術強的密封效果，它是由多個密封元件與一整體壓力平衡腔室結合來提供的，該腔室接受來自壓力氣流或外部氣源的加壓氣。

發明概要

本發明提供用于渦輪增壓器的渦輪軸葉輪的密封，它包括安裝在軸上的第一和第二活塞環，第一密封環與在中心殼體鑄件中軸孔的圓周表面密封嚙合，而第二密封環與在渦輪葉輪護罩中軸孔的圓周表面密封嚙合。一通道具有與中心殼體或整體的一部分，以便導入增壓氣體，它與軸孔在第一和第二活塞環中間連通，通道的第二部分包括在渦輪葉輪護罩內表面中的圓周通道。O型密封圈在中心殼體和通道的渦輪葉輪護罩外側之間嚙合，實現渦輪軸端上的密封。

在壓氣機軸端上的強制閥密封，它與壓力平衡雙密封環和渦輪端的壓力密封裝置相結合提供有效的密封，以便防止壓力氣流中的雜質和避免潤滑液中的污染。

對于渦輪機要求較高的溫度性能的替換實施例中，O型圈密封替換為適合高溫的壓力密封。

附圖的簡要描述

根據詳細描述和附圖，本發明的細節和特征將得到更清晰地理解，其中：

圖1是應用本發明的渦輪增壓器側剖視圖；

圖2是圖1渦輪增壓器中心殼體的細部剖視圖，顯示在本實施例中本發明的元件；和

圖3是圖1顯示壓力入口和增壓氣源的簡圖的，渦輪增壓器中心殼體細部的頂剖視圖。

本發明的詳細描述

參照附圖。圖1顯示應用本發明的渦輪增壓器實施例，它包括中心殼體10，壓氣機殼體12，它用螺栓14或其他傳統方法與中心殼體連接，以及以螺栓18與中心殼體連接的渦輪殼體16，軸承組件一般標記為20，它安裝在中心殼體內，以及由軸承的中心孔連接的軸22。壓氣機葉輪24安裝在軸的一端，該端穿過在中心殼體壓氣機端中與中心孔同軸的第一孔26延伸，渦輪葉輪28安裝在軸的第二端，該端穿過第二孔30延伸，第二孔在中心殼體的渦輪端內也與中心孔同軸，以及在渦輪葉輪護罩34內的第三孔32也與中心孔同軸。渦輪葉輪護罩(在可選擇的實施例中被確定作渦輪的背面或遮熱罩)安裝在中心殼體上，或者對顯示在附圖中的實施例來說，它被約束在中心殼體和渦輪殼體之間。第一、第二和第三孔以及軸承中心孔共同含有渦輪增壓器的軸孔。

渦輪增壓器傳統上由通過渦輪殼體中的渦旋室36所提供的膨脹氣體操作，以氣動驅動渦輪，通過渦輪殼體中的出氣口38排出廢氣。渦輪的轉動通過軸帶動壓氣機葉輪的旋轉，通過壓氣機殼體內的入口40吸取壓縮氣體，加壓氣體排出壓氣機進入渦旋室42，以便連通發動機入口導管或其他加壓氣體的使用裝置。