CN102032349B - 可调式迷宫密封装置 - Google Patents

Abstract

一种可调式迷宫密封装置，包括环绕转轴(1)设置的三个以上的可沿径向移动的梳齿座(2)，每个梳齿座(2)的外壁与顶簧(3)相贴，每个梳齿座(2)的内壁上并列设有多个梳齿片(4)，每个梳齿座(2)内设有可沿圆周方向伸缩的伸缩器(5)，全部伸缩器(5)的顶杆首、尾相贴构成一个环绕转轴(1)的圆环，当伸缩器(5)处于零位时，不同的梳齿座(2)上相邻的梳齿片(4)的端部相互紧贴在一起组合成圆环形梳齿，当伸缩器(5)处于伸长位置时，每个梳齿座(2)及梳齿片(4)分别沿径向向外移动。其目的在于提供一种可有效减少密封系统的泄漏量，降低设备在运行过程中的能源浪费，提高迷宫密封的使用寿命的可调式迷宫密封装置。

Description

可调式迷宫密封装置

技术领域

本发明涉及一种可调式迷宫密封装置。

背景技术

迷宫密封也称梳齿密封，属于非接触式密封。主要用于密封气体介质，在汽轮机，燃气轮机，离心式压缩机，鼓风机等机器中作为级间密封、轴端密封和叶顶密封，或其他动密封的前置密封，有着广泛的用途。迷宫密封的泄漏量与节流齿隙的大小成正比，从密封性能考虑，希望节流齿隙尽可能小些，因为迷宫密封的泄漏量增大，会导致大量的能源浪费。但如果将节流齿隙设计的很小，对于汽轮机，燃气轮机等转轴较长的设备，其在启动和停止转动的过程中，转轴的转速在变化的过程中需要通过一个以上的临界转速，在临界转速附近，转轴的振动会急剧增大，由此会使得梳齿与转轴发生摩擦甚至碰撞，导致节流齿隙变大，甚至有可能会因梳齿折断而让迷宫密封丧失密封效果。因此，对于那些在启动和停止转动的过程中转轴跳动较大的设备，人们不得不将其迷宫密封的节流齿隙设计的比较大，由此导致设备在运行过程中的能源浪费较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可有效减少密封系统的泄漏量，降低设备在运行过程中的能源浪费，提高迷宫密封的使用寿命的可调式迷宫密封装置。

本发明的可调式迷宫密封装置，包括环绕转轴设置的三个以上的可沿径向移动的梳齿座，每个梳齿座的外壁与顶簧的里端相贴，顶簧将梳齿座顶向转轴，每个梳齿座的内壁上并列设有多个梳齿片，每个梳齿座上设有可沿圆周方向伸缩的伸缩器，每个伸缩器包括顶杆，每个伸缩器的顶杆的轴线呈弧形，全部伸缩器的顶杆首、尾相贴构成一个环绕所述转轴的圆环，当全部伸缩器的顶杆处于没有伸长的零位时，不同的梳齿座上相邻的梳齿片的端部相互紧贴在一起组合成圆环形的梳齿，相邻的梳齿之间具有膨胀空腔，当全部伸缩器的顶杆处于伸长位置时，每个梳齿座及梳齿片分别沿径向向外移动，不同的梳齿座上相邻的梳齿片的端部之间相互分离。

本发明的可调式迷宫密封装置，其中每个所述伸缩器的顶杆采用钢材制成，每个伸缩器的顶杆内分别设有电热丝。

本发明的可调式迷宫密封装置，其中每个所述伸缩器的顶杆采用钢材制成，每个伸缩器的顶杆分别设置在一个电磁感应加热线圈内。

本发明的可调式迷宫密封装置，其中每个所述伸缩器的顶杆采用磁致伸缩材料制成，每个伸缩器的顶杆分别设置在一个激磁线圈内。

本发明的可调式迷宫密封装置，其中所述梳齿座的外表面沿圆周方向设有固定槽，所述伸缩器固定在梳齿座上的固定槽内，梳齿座的外侧沿圆周方向设有环形套，环形套的内表面沿圆周方向设有环形的导向槽，每个所述梳齿座的外端分别插装在导向槽中，所述顶簧的外端顶在导向槽内的底部。

本发明的可调式迷宫密封装置，其中所述梳齿座和所述伸缩器的数量相同，同为4-8个，所述顶簧为波纹形的弹簧片或拱形的弹簧片。

本发明的可调式迷宫密封装置制成的迷宫密封，其包括环绕转轴设置的三个以上的可沿径向移动的梳齿座，每个梳齿座的外壁与顶簧的里端相贴，顶簧将梳齿座顶向转轴，每个梳齿座的内壁上并列设有多个梳齿片，每个梳齿座上设有可沿圆周方向伸缩的伸缩器，每个伸缩器包括顶杆，全部伸缩器的顶杆首、尾相贴构成一个环绕所述转轴的圆环，当全部伸缩器的顶杆处于没有伸长的零位时，不同的梳齿座上相邻的梳齿片的端部相互紧贴在一起组合成圆环形的梳齿，相邻的梳齿之间具有膨胀空腔，当全部伸缩器的顶杆处于伸长位置时，每个梳齿座及梳齿片分别沿径向向外移动，相邻的梳齿片的端部之间相互分离。在启动和停止转轴之前，可给伸缩器通电，每个伸缩器的顶杆会迅速沿圆周方向伸长并相互对顶，每个伸缩器的顶杆则会压缩顶簧，带着梳齿座沿径向向外移动，于是，每个梳齿片也会随着梳齿座沿径向向外移动，让节流齿隙增大，从而让转轴通过振动急剧增大的转动阶段。当转轴的转动平稳后，再给伸缩器断电，每个伸缩器的顶杆就会沿圆周方向收缩，梳齿座就会在顶簧的作用下沿径向向里移动，于是，每个梳齿片也会随着梳齿座沿径向向里移动，让节流齿隙恢复到设定位置。由于避开了转轴振动急剧增大的阶段，可以将迷宫密封的节流齿隙设计的非常小，因此，可有效减少密封系统的泄漏量，降低设备在运行过程中的能源浪费，提高迷宫密封的使用寿命。

本发明的可调式迷宫密封装置的其他细节和特点可通过阅读下文结合附图详加描述的实施例便可清楚明了。

附图说明

图1为本发明的迷宫密封的一种实施方式的结构示意图的主视剖面图；

图2为图1的A-A截面的剖视图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明的可调式迷宫密封装置，包括环绕转轴1设置的4个可沿径向移动的梳齿座2，位于梳齿座2的外侧沿圆周方向设有环形套7，为了便于组装，环形套7可以是两个半圆的分体式结构，环形套7固定在设备的机体上，环形套7的内表面沿圆周方向设有环形的导向槽8，每个梳齿座2的外端分别可沿径向移动地插装在导向槽8中，每个梳齿座2的外壁与顶簧3的里端相贴，顶簧3的外端顶在导向槽8内的底部，顶簧3为波纹形的弹簧片，也可以是拱形的弹簧片，或者是圆柱弹簧、圆锥弹簧、碟形弹簧等其他形式的顶簧3，顶簧3将梳齿座2顶向转轴1，每个梳齿座2的内壁上并列设有4个梳齿片4，每个梳齿座2的外表面沿圆周方向设有固定槽，每个梳齿座2的固定槽内固定有一个伸缩器5，梳齿座2和伸缩器5的数量相同，每个伸缩器5包括钢材制成的顶杆，每个伸缩器5的顶杆的轴线呈弧形，每个伸缩器5的顶杆内分别设有电热丝(图中未画出)，全部伸缩器5的顶杆首、尾相贴构成一个环绕转轴1的圆环，当全部伸缩器5的顶杆处于没有伸长的零位时，不同的梳齿座2上相邻的梳齿片4的端部相互紧贴在一起组合成圆环形的梳齿，相邻的梳齿之间具有膨胀空腔6，当全部伸缩器5的顶杆处于伸长位置时，每个梳齿座2及梳齿片4分别沿径向向外移动，不同的梳齿座2上相邻的梳齿片4的端部之间相互分离。

上述每个伸缩器5也可以是包括钢材制成的顶杆，每个顶杆的轴线呈弧形，每个伸缩器5的顶杆分别设置在一个电磁感应加热线圈(图中未画出)内，全部伸缩器5的顶杆首、尾相贴构成一个环绕转轴1的圆环。

上述每个伸缩器5还可以是包括磁致伸缩材料制成的顶杆，每个伸缩器5的顶杆的轴线呈弧形，每个伸缩器5的顶杆分别设置在一个激磁线圈(图中未画出)内，全部伸缩器5的顶杆首、尾相贴构成一个环绕所述转轴1的圆环。

上述梳齿座2也可以是直接可沿径向移动的安装在设备的机体上，在这种情况下，顶簧3的外端就顶在机体上。

上述梳齿座2和伸缩器5的数量也可以是同为5个或6个或8个或10个或12个。

本发明的可调式迷宫密封装置制成的迷宫密封装置，尤其适合用于汽轮机，燃气轮机等转轴较长的设备的汽密封。使用了本发明的可调式迷宫密封装置制成的迷宫密封装置的汽轮机，燃气轮机，在启动和停止转动的过程中，对于汽轮机，燃气轮机等转轴1较长的设备，在启动和停止转动之前，可给伸缩器5通电，每个伸缩器5的顶杆会迅速膨胀，沿圆周方向伸长并相互对顶，每个伸缩器5的顶杆则会压缩顶簧3，带着梳齿座2沿径向向外移动，于是，每个梳齿片4也会随着梳齿座2沿径向向外移动，让节流齿隙增大，从而让转轴1通过振动急剧增大的转动阶段。当转轴1的转动平稳后，再给伸缩器5断电，每个伸缩器5的顶杆就会沿圆周方向收缩，梳齿座2就会在顶簧3的作用下沿径向向里移动，于是，每个梳齿片4也会随着梳齿座2沿径向向里移动，让节流齿隙恢复到设定位置。由于避开了转轴振动急剧增大的阶段，可以将迷宫密封的节流齿隙设计的非常小，因此，可有效减少密封系统的泄漏量，降低设备在运行过程中的能源浪费，提高迷宫密封的使用寿命。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (6)

1.可调式迷宫密封装置，其特征在于包括环绕转轴(1)设置的三个以上的可沿径向移动的梳齿座(2)，每个梳齿座(2)的外壁与顶簧(3)的里端相贴，顶簧(3)将梳齿座(2)顶向转轴(1)，每个梳齿座(2)的内壁上并列设有多个梳齿片(4)，每个梳齿座(2)上设有可沿圆周方向伸缩的伸缩器(5)，每个伸缩器(5)包括顶杆，每个伸缩器(5)的顶杆的轴线呈弧形，全部伸缩器(5)的顶杆首、尾相贴构成一个环绕所述转轴(1)的圆环，当全部伸缩器(5)的顶杆处于没有伸长的零位时，不同的梳齿座(2)上相邻的梳齿片(4)的端部相互紧贴在一起组合成圆环形的梳齿，相邻的梳齿之间具有膨胀空腔(6)，当全部伸缩器(5)的顶杆处于伸长位置时，每个梳齿座(2)及梳齿片(4)分别沿径向向外移动，不同的梳齿座(2)上相邻的梳齿片(4)的端部之间相互分离。

2.根据权利要求1所述的可调式迷宫密封装置，其特征在于每个所述伸缩器(5)的顶杆采用钢材制成，每个伸缩器(5)的顶杆内分别设有电热丝。

3.根据权利要求1所述的可调式迷宫密封装置，其特征在于每个所述伸缩器(5)的顶杆采用钢材制成，每个伸缩器(5)的顶杆分别设置在一个电磁感应加热线圈内。

4.根据权利要求1所述的可调式迷宫密封装置，其特征在于每个所述伸缩器(5)的顶杆采用磁致伸缩材料制成，每个伸缩器(5)的顶杆分别设置在一个激磁线圈内。

5.根据权利要求1至4中任何一项所述的可调式迷宫密封装置，其特征在于所述梳齿座(2)的外表面沿圆周方向设有固定槽，所述伸缩器(5)固定在梳齿座(2)上的固定槽内，梳齿座(2)的外侧沿圆周方向设有环形套(7)，环形套(7)的内表面沿圆周方向设有环形的导向槽(8)，每个所述梳齿座(2)的外端分别插装在导向槽(8)中，所述顶簧(3)的外端顶在导向槽(8)内的底部。

6.根据权利要求5所述的可调式迷宫密封装置，其特征在于所述梳齿座(2)和所述伸缩器(5)的数量相同，同为4-8个，所述顶簧(3)为波纹形的弹簧片或拱形的弹簧片。

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