一種可以適應轉子振動的低泄漏f型交錯齒迷宮密封的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種迷宮密封，尤其涉及一種可以適應轉子振動的低泄漏F型交錯齒迷宮密封，應用于葉輪機械轉子軸向密封。
【背景技術】
[0002]泄漏量是衡量密封件優(yōu)劣的最重要的指標之一，密封間隙的泄漏是整個葉輪機械效率損失的主要來源。傳統(tǒng)的直通式迷宮密封在工程中廣泛的被應用，密封齒尖的節(jié)流效應以及密封腔內形成的強烈渦旋對能量到耗散，逐級累加達到密封效果。但由于直通泄漏流的存在導致直通式迷宮密封的泄漏量普遍較大。在追求較小的泄漏量時，多采用交錯齒迷宮密封結構。交錯齒交錯排列在轉動件與靜止件上。獨特的交錯結構防止了直通泄漏流的存在，從而降低了泄漏量。
[0003]隨著現(xiàn)代葉輪機械的發(fā)展，對于泄漏量的控制逐漸變得嚴格，要求密封極好的密封效果。相對于造價極高的柔性密封，相對低廉的剛性密封齒的結構設計是追求較低泄漏量的普遍方式。在不過度增加制造難度的前提下，對密封齒結構進行改造追求更低的泄漏量就變得十分重要。
[0004]除此之外，對于非接觸密封而言，轉子振動導致齒頂間隙變化。結論表明轉子振動將會明顯增加轉子密封系統(tǒng)的泄漏量并降低整機效率。一種可以適應轉子振動，并且可以控制轉子振動帶來的泄漏量增幅的密封結構故而變得十分重要。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了保證轉子振動的條件下有極低的泄漏量，保證密封結構不會因轉子振動失效而提供一種可以適應轉子振動的低泄漏F型交錯齒迷宮密封。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:包括扇形環(huán)，扇形環(huán)包括轉子、安裝冠，轉子的上端面和安裝冠的下端面分別設置有兩個F型密封齒，每個F型密封齒都包括直尺和設置在直尺端部的第一密封齒環(huán)和第二密封齒環(huán)，轉子上的F型密封齒正著安裝、安裝冠的F型密封齒倒著安裝，且四個F型密封齒交替布置并面對來流方向，轉子上的F型齒環(huán)的第二密封齒環(huán)與安裝冠上的F型齒環(huán)的第一密封齒環(huán)處于同一水平位置，形成密封腔。
[0007]本發(fā)明還包括這樣一些結構特征:
[0008]1.所述的扇形環(huán)有6個，均為60°，6個扇形環(huán)拼成圓形結構。
[0009]2.第一密封齒環(huán)和第二密封齒環(huán)的端部均設置成與水平面呈40°角的斜面，第一密封齒環(huán)和第二密封齒環(huán)的厚度均是0.3_，第一密封齒環(huán)的軸向長度為1.5-3mm ;第二密封齒環(huán)的軸向長度為2-3.5_。
[0010]3.密封直齒的徑向厚度是:直齒頂部厚度為1_2_、直齒根部厚度為3-5_。
[0011]4.相鄰兩個F型密封齒的軸向密封間隙是0.2-0.4mm。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明應用于葉輪機械轉子軸向密封，非接觸的密封結構可以有效的減少轉子振動附加的泄漏損失，增加轉子密封效果。本發(fā)明增加了在F型密封齒的節(jié)流作用，流體流動回流充分，徑向與軸向的復合式節(jié)流效果更佳明顯。由于焊接的平行密封齒環(huán)，工質在徑向上的流動受到額外的節(jié)流效應，并且由于密封齒結構密封腔內產生復雜的旋渦流動，對能量耗散加快，達到極低的泄漏量以及極為優(yōu)秀的密封效果。對于轉子振動帶來的影響，本發(fā)明的兩平行密封齒可以適應轉子振動特性改變帶來的徑向間隙的改變。保證在轉子達到振動任意時刻有至少一個密封齒環(huán)可以在徑向產生節(jié)流效應。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明組合后的結構示意圖；
[0014]圖2是圖1中A-A面的結構示意圖(扇形環(huán)的結構示意圖)；
[0015]圖3是本發(fā)明的F型交錯式迷宮密封腔示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0017]結合圖1至圖3，整個密封環(huán)是由6個獨立的扇形環(huán)拼裝而成的，這樣能夠保證密封環(huán)與機匣的裝卡、定位，同時具有安裝、拆卸方便以及防止過度變形的特點，其中切割間隙9的值為0.2-0.4_，其中定位角度Θ為5° -15°。通過A-A截面可以觀察到F型密封齒4是通過將兩個密封齒環(huán)1、2 (第一密封齒環(huán)2和第二密封齒環(huán)1)與直齒3焊接在一起來實現(xiàn)的；轉子上的F型密封齒通過凹槽安裝在轉子5上成正F型，安裝冠上的F型密封齒通過凹槽安裝在安裝冠6上構成倒F型。四個F型密封齒交錯排列，正F與倒F型密封齒開口方向一致，均面對來流方向。由轉子5和安裝冠6上依次排列的F型密封齒共同構成交錯的F型密封結構；6為整個密封環(huán)的安裝冠，其作用是將密封環(huán)與靜止部件裝卡固定；7是為了方便安裝跟拆卸的氣槽。
[0018]F型密封結構的密封性腔內的細節(jié)如圖3所示，F(xiàn)型密封齒4的結構是由第一密封齒環(huán)2和第二密封齒環(huán)1分別平行釬焊在直齒的冠部以及頸部共同構成，其中將直齒底部加粗設計是為了減小應力從而疲勞強度，增加密封壽命。振動條件下的密封效果是這樣實現(xiàn)的，當轉子不振動時，倒F密封齒的第一密封齒環(huán)2與上游正F型密封齒的第二密封齒環(huán)1保持統(tǒng)一水平位置，此時密封齒環(huán)1、2共同起到節(jié)流作用。轉子振動時，正F型密封齒環(huán)隨著轉子發(fā)生振動，倒F型密封齒環(huán)的密封齒環(huán)2可以在密封齒環(huán)1失去節(jié)流功能時刻發(fā)揮節(jié)流效應以適應轉子的振動帶來泄漏的變化。圖2中8為兩個密封齒環(huán)與直齒3連接的焊接位置，焊縫于連接處的兩側均布。
[0019]本發(fā)明還可以包括這樣一些結構特征:
[0020]F型環(huán)狀密封與密封腔頂端的距離為1.5-3.5mm。
[0021]軸向相鄰密封齒最小軸向間隙處距離為0.2-0.4mm。
[0022]為保證密封件的強度與剛度，密封直齒齒徑向厚度為變化值，直齒頂部厚度為l-2mm ;直齒根部厚度為3_5mm。
[0023]第二密封齒環(huán)1與第一密封齒環(huán)2的厚度均為0.3mm。
[0024]第一密封齒環(huán)2的軸向長度為1.5-3mm ;第二密封齒環(huán)1的軸向長度為2-3.5_。
[0025]為保證水平兩個密封齒環(huán)與上游密封齒背部較好的節(jié)流效果將水平密封齒環(huán)1、2的端部切割成與背部平行角度40°。
[0026]本發(fā)明的原理是這樣的:將傳統(tǒng)密封直齒焊接兩平行密封環(huán)構F型密封齒環(huán)。F型密封圈通過凹槽交錯排列安裝在轉子與安裝冠上成正F與倒F密封結構。該密封結構增加了在密封齒的節(jié)流作用，流體流動回流充分，徑向與軸向的復合式節(jié)流效果更佳明顯。由于焊接的平行密封齒環(huán)，