CN102966383B - 一种气封装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气封装置及其制造方法，装置为，在迷宫气封内部每个气封齿的径向与周向上，设置轴向孔，相邻的两个气封齿上的轴向孔对称设置，两个相对称的轴向孔之间设有钢丝，钢丝的两端固定在轴向孔内，钢丝轴向设置，轴向孔与孔中钢丝之间为密封的。方法包括，（1）进行加工，得到迷宫气封，（2）在迷宫气封内部每个气封齿的径向与周向上，设置轴向孔，相邻的两个气封齿上的轴向孔对称设置；（3）在两个相对称的轴向孔之间设置钢丝，钢丝轴向设置，将轴向孔与孔中钢丝间的缝隙进行密封。本发明通过钢丝网制造湍流而加强泄漏流动能量消耗，减少泄漏量、增强稳定性。而且气封结构仅对已有的迷宫气封进行少量改造，加工简单易行，成本低。

Description

一种气封装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种气封装置及其制造方法，属于叶轮机械密封技术领域。
背景技术
如图1所示，迷宫气封（Labyrinth Seal，即环形密封）是大型叶轮机械，如汽轮机与高压压气机中常见的减少泄漏量的设备。然而，对于高参数的透平机械，气封泄漏流动易诱发气流激振，已成为影响轴系稳定性的重要因素之一。
为了解决这个问题，国外提出了蜂窝气封（Honeycomb Gas Seal），如图2所示，将环形腔改造为蜂窝形状，通过增加摩擦面来加强泄漏流动能量消耗，从而即减少泄漏量、也增强稳定性。对于蜂窝气封的研究一直在继续，如文献“A Study of the Effects of Inlet Preswirl on the Dynamic Coefficients of a Straight-Bore Honeycomb Gas Damper Seal”（T.B. Sprowl, D.W. Childs, Transactions of the ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 2007, Vol. 129, pp: 220-229）。然而，蜂窝气封加工困难，造价昂贵，至今并未在工业界得到广泛应用。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提出一种气封装置及其制造方法。
一种气封装置，在迷宫气封内部每个气封齿的径向与周向上，设置轴向孔，相邻的两个气封齿上的轴向孔对称设置，两个相对称的轴向孔之间设有钢丝，钢丝的两端固定在轴向孔内，钢丝轴向设置，轴向孔与孔中钢丝之间为密封。
所述的钢丝在迷宫气封气封齿的径向每隔一定距离、周向每隔一定角度均匀设置。
所述的钢丝径向数量根据密封气封齿的高度与钢丝直径确定。
所述径向的轴向孔设置在轴向的一条直线上，通过一根钢丝轴向穿过同一轴向上所有的气封齿上的轴向孔，钢丝的两端固定连接在气封齿上。
一种气封装置的制造方法，包括以下几个步骤：
（1）进行加工，得到迷宫气封；
（2）迷宫气封内部径向每隔一定距离、周向每隔一定角度，在每个气封齿的径向与周向上，设置轴向孔，相邻的两个气封齿上的轴向孔对称设置；
（3）在两个相对称的轴向孔之间设有钢丝，钢丝的两端固定在轴向孔内，钢丝轴向设置，将轴向孔与孔中钢丝间的缝隙进行密封。
所述的步骤（2）中，径向的轴向孔设置在轴向的一条直线上；所述的步骤（3）中，通过一根钢丝轴向穿过同一轴向上所有的气封齿上的轴向孔，钢丝的两端固定连接在气封齿上。
本发明的优点在于：
（1）通过钢丝网制造湍流而加强泄漏流动能量消耗，可以减少泄漏量、增强稳定性；
（2）本发明的气封结构仅对已有的迷宫气封进行少量改造，加工简单易行，成本低，能够在工业界得到广泛应用。
附图说明
图1是现有技术中迷宫气封的剖面示意图；
图2是现有技术中蜂窝气封示意图；
图3是本发明的剖面示意图；
图4本发明的方法流程图。
图中：
1—迷宫气封；2—气封齿；3—轴向孔；4—钢丝。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明的一种气封装置，如图3所示，基于迷宫气封，在迷宫气封内部每个气封齿的径向与周向上，设置轴向孔，相邻的两个气封齿上的轴向孔对称设置，两个相对称的轴向孔之间设有钢丝，钢丝的两端固定在轴向孔内，钢丝轴向设置，轴向孔与孔中钢丝之间为密封的。
钢丝的数量与排列具有较大的灵活性，对于具体问题最佳的排列方式可能不同。一般可以在迷宫气封气封齿的径向每隔一定距离、周向每隔一定角度均匀设置钢丝。
钢丝的密度以保证湍流充分生成与流动能量尽可能大的耗散为目标。由于钢丝的干扰，在钢丝后一定的距离会形成大量的漩涡并形成湍流旺盛区域，从而消耗大量的流动能量，但再经过一定的距离湍流会消失，此时需要新的钢丝诱发湍流。
因此，周向钢丝数量不可过密也不可过疏。过密则影响湍流旺盛区域的形成，加工量大但效果不好；过疏则无湍流的区域过大，整体消耗的能量减少，也会导致效果不好。
钢丝径向数量可以根据密封气封齿高与所选取的钢丝直径确定，最少可以为1根，钢丝径向数量増多则可以在径向上形成更多的湍流区从而消耗更多的流动能量，但需要保证钢丝径向有足够的间距，否则不同钢丝形成的湍流区相互影响太大，有可能使效果减弱。
每两个气封齿内部钢丝的设置相互独立，所产生的效果互相基本不影响。
考虑到方便性，在轴向孔设置时，迷宫气封内部气封齿上的轴向孔设置在轴向的一条直线上，通过一根钢丝轴向穿过所有的气封齿上的轴向孔，钢丝的两端固定连接在气封齿上。
迷宫气封与钢丝形成本发明的“迷宫—网”式气封。
本发明提出了新的气封结构与原理，即“迷宫—网”式气封。与蜂窝气封的原理不同，该新型气封在迷宫气封的基础上，在环形腔内制造湍流而非增加摩擦面，加强泄漏流动的能量消耗。本发明新型气封在环形腔内穿钢丝，形成近似的网状结构，从而诱发湍流。
实施例：
如图3所示，迷宫气封1中气封齿2的高度为3毫米，选取直径0.5毫米的标准钢丝4。
迷宫气封1中每个气封齿2周向每隔10°在径向均匀设置3个轴向孔3，在同一轴向直线上的轴向孔3，通过一根钢丝4穿过，钢丝4两端固定焊接在气封齿2上，轴向孔3与孔中钢丝4之间通过焊接进行密封，形成“迷宫—网”式气封。
本发明的一种气封装置的制造方法，流程如图4所示，包括以下几个步骤：
（1）进行加工，得到迷宫气封，如图1所示；
（2）迷宫气封内部径向每隔一定距离、周向每隔一定角度，在每个气封齿的径向与周向上，设置轴向孔，相邻的两个气封齿上的轴向孔对称设置；
（3）在两个相对称的轴向孔之间设置钢丝，钢丝的两端固定在轴向孔内，钢丝轴向设置，将轴向孔与孔中钢丝间的缝隙进行密封，得到“迷宫—网”式气封。
如果考虑每两个气封齿内部钢丝的相互独立，则径向的轴向孔可以不在同一直线上。
如果考虑到加工方便，则在步骤（2）中，将径向的轴向孔设置在轴向的一条直线上；在步骤（3）中，通过一根钢丝轴向穿过同一轴向上所有的气封齿上的轴向孔，钢丝的两端固定连接在气封齿上。

Claims (2)

1.一种气封装置，在迷宫气封内部每个气封齿的径向与周向上，设置轴向孔，相邻的两个气封齿上的轴向孔对称设置，两个相对称的轴向孔之间设有钢丝，钢丝的两端固定在轴向孔内，钢丝轴向设置，轴向孔与孔中钢丝之间为密封的；所述的钢丝在迷宫气封气封齿的径向每隔一定距离、周向每隔一定角度均匀设置；所述的钢丝径向数量根据气封齿的高度与钢丝直径确定；径向的轴向孔设置在轴向的一条直线上，通过一根钢丝轴向穿过同一轴向上所有的气封齿上的轴向孔，钢丝的两端固定连接在气封齿上。
2.一种气封装置的制造方法，包括以下几个步骤：
(1)进行加工，得到迷宫气封；
(2)迷宫气封内部径向每隔一定距离、周向每隔一定角度，在每个气封齿的径向与周向上，设置轴向孔，相邻的两个气封齿上的轴向孔对称设置；
(3)在两个相对称的轴向孔之间设置钢丝，钢丝的两端固定在轴向孔内，钢丝轴向设置，将轴向孔与孔中钢丝间的缝隙进行密封，得到“迷宫—网”式气封；
所述的步骤(2)中，径向的轴向孔设置在轴向的一条直线上；所述的步骤(3)中，通过一根钢丝轴向穿过同一轴向上所有的气封齿上的轴向孔，钢丝的两端固定连接在气封齿上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103394879B (zh) * 2013-08-14 2015-10-21 重庆江增船舶重工有限公司 汽轮机汽封加工车工具及加工方法
CN103949858B (zh) * 2014-04-28 2016-03-23 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 一种电站汽轮机汽封弧段加工方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6139019A (en) * 1999-03-24 2000-10-31 General Electric Company Seal assembly and rotary machine containing such seal
CN2617929Y (zh) * 2003-05-27 2004-05-26 上海丹迪电力技术有限公司 缓冲式蜂窝汽封
CN2828324Y (zh) * 2005-10-26 2006-10-18 东方汽轮机厂 新型“田”字型迷宫式汽封
CN101161993A (zh) * 2006-10-13 2008-04-16 潘健 汽轮机免揭缸更换接触式轴封
EP2453111A2 (en) * 2010-11-12 2012-05-16 Hitachi, Ltd. Labyrinth seals for turbomachinery

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6139019A (en) * 1999-03-24 2000-10-31 General Electric Company Seal assembly and rotary machine containing such seal
CN2617929Y (zh) * 2003-05-27 2004-05-26 上海丹迪电力技术有限公司 缓冲式蜂窝汽封
CN2828324Y (zh) * 2005-10-26 2006-10-18 东方汽轮机厂 新型“田”字型迷宫式汽封
CN101161993A (zh) * 2006-10-13 2008-04-16 潘健 汽轮机免揭缸更换接触式轴封
EP2453111A2 (en) * 2010-11-12 2012-05-16 Hitachi, Ltd. Labyrinth seals for turbomachinery

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