工質(zhì)在徑向上的流動(dòng)受到額外的節(jié)流效應(yīng)，并且由于密封齒結(jié)構(gòu)密封腔內(nèi)產(chǎn)生復(fù)雜的旋渦流動(dòng)，對(duì)能量耗散加快，達(dá)到極低的泄漏量以及極為優(yōu)秀的密封效果。對(duì)于轉(zhuǎn)子振動(dòng)帶來的影響，此結(jié)構(gòu)的兩平行密封齒可以適應(yīng)轉(zhuǎn)子振動(dòng)特性改變帶來的徑向間隙的改變。保證在轉(zhuǎn)子達(dá)到振動(dòng)任意時(shí)刻有至少一個(gè)密封齒環(huán)可以在徑向產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)。
[0027]通過安裝在轉(zhuǎn)子與安裝冠上的F型密封齒結(jié)構(gòu)增加密封齒的節(jié)流效應(yīng)以及密封腔內(nèi)對(duì)動(dòng)能的耗散以保證極優(yōu)秀的密封效果與極低的泄漏量。只需要傳統(tǒng)剛性非接觸密封一半的密封圈數(shù)量可以達(dá)到一樣的密封效果。這種密封結(jié)構(gòu)簡單，對(duì)轉(zhuǎn)子的適應(yīng)能力強(qiáng)，安裝、拆卸、替換均比較方便。多個(gè)F型密封齒的特殊結(jié)構(gòu)所共同決定的，F(xiàn)型密封齒環(huán)之間的配合作用可以充分應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)子振動(dòng)導(dǎo)致的徑向間隙變化以及泄漏量的變化，保證轉(zhuǎn)子振動(dòng)不會(huì)增加泄漏量。
[0028]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:整個(gè)密封環(huán)是由6個(gè)獨(dú)立的扇形環(huán)拼裝而成的。6個(gè)扇環(huán)的扇形角均為60°。密封齒環(huán)1與密封齒環(huán)2平行地分別焊接在密封直齒3的冠部與頸部，將密封齒形狀加工成為F型。將F型密封齒交錯(cuò)地安裝在轉(zhuǎn)子與靜子上。其F型密封齒開口面向來流，如結(jié)構(gòu)圖1所示。通過F型密封齒的獨(dú)特結(jié)構(gòu)來增加節(jié)流效應(yīng)，增加密封有效長度，并增加徑向節(jié)流。轉(zhuǎn)子振動(dòng)導(dǎo)致齒頂上方徑向間隙周期性變化。固定在安裝冠上的F型密封齒靜止不動(dòng)，上游的安裝在轉(zhuǎn)子上的F型密封齒向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，齒頂間隙減小，此時(shí)下游密封齒環(huán)1和2共同起到節(jié)流作用。隨著轉(zhuǎn)子振動(dòng)，固定在轉(zhuǎn)子上的F型密封齒向下運(yùn)動(dòng)至密封齒環(huán)2所處軸線低于下游F型密封齒的密封齒環(huán)1的水平位置時(shí)，此時(shí)轉(zhuǎn)子上的F型密封齒的密封齒環(huán)1喪失大部分的節(jié)流功能，但此時(shí)F型密封齒環(huán)2可以保證轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)前始終保持其位置低于上游密封齒，保證了密封齒在徑向上的節(jié)流效應(yīng)充分實(shí)現(xiàn)。簡而言之，就是安裝在安裝冠上的倒置F型密封結(jié)構(gòu)可以保證在轉(zhuǎn)子振動(dòng)邊界的裕度內(nèi)，軸向與徑向復(fù)合式的節(jié)流效應(yīng)可以充分發(fā)揮，并且徑向節(jié)流的能力是隨著轉(zhuǎn)子振動(dòng)位置決定的。交錯(cuò)式F型密封齒結(jié)構(gòu)可以適應(yīng)轉(zhuǎn)子振動(dòng)這一條件并保證振動(dòng)不會(huì)明顯使泄漏量增加。
[0029]本發(fā)明公開了一種可以適應(yīng)轉(zhuǎn)子振動(dòng)的低泄漏F型交錯(cuò)齒迷宮密封結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括可分體拆裝的密封環(huán)、安裝在密封環(huán)及安裝冠上的直齒、以及與直齒平行焊接的密封圈。本發(fā)明利用密封圈與直齒構(gòu)成的F型密封結(jié)構(gòu)增加徑向方向的節(jié)流效應(yīng)。相鄰密封齒的排列方式保證，在轉(zhuǎn)子振動(dòng)的上下邊界內(nèi)，至少有一個(gè)水平密封圈可以起到節(jié)流作用。利用F型密封齒自身結(jié)構(gòu)將軸向流動(dòng)密封轉(zhuǎn)化為徑向與軸向的復(fù)合密封形式。從而可以減少密封系統(tǒng)的泄漏量，并且可以適應(yīng)轉(zhuǎn)子振動(dòng)，減弱轉(zhuǎn)子振動(dòng)帶來泄漏量的增加，提高葉輪機(jī)械的效率。同時(shí)，較大的徑向間隙可以充分避免密封齒與轉(zhuǎn)子或靜子避免的碰撞與摩擦。
[0030]也即本發(fā)明包括安裝在轉(zhuǎn)子上的正F型密封齒環(huán)；安裝在安裝冠中的倒F型密封齒環(huán)；鑲嵌在直齒上的平行密封圈，與直齒共同構(gòu)成F型密封結(jié)構(gòu)；F型密封結(jié)構(gòu)中的平行密封圈頂部與轉(zhuǎn)子或安裝冠構(gòu)成徑向密封間隙；F型密封結(jié)構(gòu)中的平行密封圈邊界與上游密封齒背部構(gòu)成軸向密封間隙；正F型密封結(jié)構(gòu)與倒F型密封結(jié)構(gòu)共同組成密封腔室。
[0031] 安裝冠頂端為開槽結(jié)構(gòu)，開槽深度為2-3mm;其兩側(cè)均設(shè)有氣槽。正F型密封環(huán)是通過凹槽將其安裝在轉(zhuǎn)子上型密封環(huán)是通過凹槽將其安裝在安裝冠中；F型密封齒平行密封圈鑲嵌在直齒密封環(huán)冠部及頸部。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可以適應(yīng)轉(zhuǎn)子振動(dòng)的低泄漏F型交錯(cuò)齒迷宮密封，其特征在于:包括扇形環(huán)，扇形環(huán)包括轉(zhuǎn)子、安裝冠，轉(zhuǎn)子的上端面和安裝冠的下端面分別設(shè)置有兩個(gè)F型密封齒，每個(gè)F型密封齒都包括直尺和設(shè)置在直尺端部的第一密封齒環(huán)和第二密封齒環(huán)，轉(zhuǎn)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(gè)F型密封齒交替布置并面對(duì)來流方向，轉(zhuǎn)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。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可以適應(yīng)轉(zhuǎn)子振動(dòng)的低泄漏F型交錯(cuò)齒迷宮密封，其特征在于:所述的扇形環(huán)有6個(gè)，均為60°，6個(gè)扇形環(huán)拼成圓形結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可以適應(yīng)轉(zhuǎn)子振動(dòng)的低泄漏F型交錯(cuò)齒迷宮密封，其特征在于:第一密封齒環(huán)和第二密封齒環(huán)的端部均設(shè)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_。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可以適應(yīng)轉(zhuǎn)子振動(dòng)的低泄漏F型交錯(cuò)齒迷宮密封，其特征在于: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_。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可以適應(yīng)轉(zhuǎn)子振動(dòng)的低泄漏F型交錯(cuò)齒迷宮密封，其特征在于: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_。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可以適應(yīng)轉(zhuǎn)子振動(dòng)的低泄漏F型交錯(cuò)齒迷宮密封，其特征在于:相鄰兩個(gè)F型密封齒的軸向密封間隙是0.2-0.4_。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可以適應(yīng)轉(zhuǎn)子振動(dòng)的低泄漏F型交錯(cuò)齒迷宮密封，其特征在于:相鄰兩個(gè)F型密封齒的軸向密封間隙是0.2-0.4_。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種可以適應(yīng)轉(zhuǎn)子振動(dòng)的低泄漏F型交錯(cuò)齒迷宮密封，其特征在于:相鄰兩個(gè)F型密封齒的密封間隙是0.2-0.4_。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種可以適應(yīng)轉(zhuǎn)子振動(dòng)的低泄漏F型交錯(cuò)齒迷宮密封，其特征在于:相鄰兩個(gè)F型密封齒的密封間隙是0.2-0.4_。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可以適應(yīng)轉(zhuǎn)子振動(dòng)的低泄漏F型交錯(cuò)齒迷宮密封，包括扇形環(huán)，扇形環(huán)包括轉(zhuǎn)子、安裝冠，轉(zhuǎn)子的上端面和安裝冠的下端面分別設(shè)置有兩個(gè)F型密封齒，每個(gè)F型密封齒都包括直尺和設(shè)置在直尺端部的第一密封齒環(huán)和第二密封齒環(huán)，轉(zhuǎn)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(gè)F型密封齒交替布置并面對(duì)來流方向，轉(zhuǎn)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。本發(fā)明保證轉(zhuǎn)子振動(dòng)的條件下有極低的泄漏量，保證密封結(jié)構(gòu)不會(huì)因轉(zhuǎn)子振動(dòng)失效。
【IPC分類】F16J15/447
【公開號(hào)】CN105318011
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510882438
【發(fā)明人】張海, 賈興運(yùn), 鄭群, 楊昊
【申請(qǐng)人】哈爾濱工程大學(xué)
【公開日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月3日