CN105570460A - 零间隙油封装置 - Google Patents

Abstract

根据本发明，提供一种油封装置，其包括：环支撑体，其设置为包裹旋转轴外径，并且由前面支撑部和后面支撑部组成，所述前面支撑部具备于前方的大气侧，所述后面支撑部与所述前面支撑部相隔一定距离，并具备于后方的轴承侧；多个密封部，其分别设置于所述环支撑体的前面支撑部和后面支撑部的内径，并设置为端部与所述旋转轴的外径接触，以便防止油从轴承侧泄漏至大气侧；可动型密封部，其分别设置于设在所述前面支撑部的所述密封部的前方最外侧(大气侧)，以及设在所述后面支撑部的所述密封部的后方最外侧(轴承处)。并且从设置于所述前面支撑部的可动型密封部的后方向旋转轴的外面喷射压力气体，从而在所述可动型密封部后方形成空气帘，进而防止从外部流入异物，或者从内部向外部飞散油。

Description

零间隙油封装置

技术领域

本发明涉及油封装置(oilsealassembly)，更为详细地涉及一种油封装置，其在支撑涡轮(turbine)旋转轴外径的环(ring)支撑体的前面支撑(support)部及后面支撑部分别设置有可动型密封(sealing)部，从而在蒸汽涡轮(steamturbine)启动时过度运转的状态下，即使旋转轴的轴进行震动，也能够使得可动型密封部的进退沿着震动方向实现。

背景技术

一般地，油封装置是指执行密封作用的装置，其设置于发电涡轮的轴承(bearing)外壳(housing)的外侧，从而防止内部的油向外壳的外部泄漏。

图1是表示现有技术的油封装置构造的概略图。

如在所述附图中所示的油封装置由如下构成：环支撑体3，其设置为包裹发电机及涡轮的旋转轴1的外径；密封部5，其设置于所述环支撑体3的内径，从而接触旋转轴1的外径，进而防止油的泄漏。

但是，如上所述构成的现有技术的问题在于，在密封部5和旋转轴1之间存在有微细的间隙，因此油通过微细间隙泄漏。

尤其，问题在于，为了油顺畅地供给至旋转轴，将油强制送风时，油向大气侧飞散。

此外，问题在于，空气中的微细灰尘等通过所述微细间隙渗透，此时渗透的微细灰尘作用为旋转轴1和轴承(未示出)之间的摩擦及震动的原因，并且进一步地，过早磨损轴承及旋转轴，从而成为要求精密度的发电机及涡轮性能低下及故障的原因。

用于解决所述现有技术的问题的又另一个现有技术的油封装置构造如图2所示。

如图2中所示的现有技术的油封装置大致由环支撑体30、多个密封部50及刷式密封(brushseal)60形成，并且所述环支撑体30设置为包裹旋转轴10的外径，并且所述多个密封部50以使端部与所述旋转轴10的外径接触的方式固定设置于所述环支撑体30的内径，以便防止支撑所述旋转轴10的轴承(未示出)的润滑油从轴承处泄漏至大气侧，并且所述刷式密封60分别设置于所述多个密封部50的前方最外侧和后方最外侧。

所述环支撑体30分别设置于前方的大气侧和后方的轴承侧，并且由相互分隔一定距离设置的前面支撑部31和后面支撑部33构成。

并且，在所述前面支撑部31及后面支撑部33各自的内径上分别安装有2～3个密封部50，并且在安装于所述前面支撑部31的密封部50的前方最外侧，以及安装于所述后面支撑部33的密封部50的后方最外侧分别安装有一个刷式密封60。

通过沿着直线形状的支撑杆(bar)61的长度方向连续绕上所述刷式密封60的刚毛(bristle)63，可预防油的飞散问题，并且防止通过微细间隙空气中的微细灰尘等渗透。

但是，所述现有技术在涡轮的初期启动或过度运转的状态下，旋转轴10旋转不稳定从而产生震动，并且此时的旋转轴10和刷式密封60之间由于偏心而发生相互干扰，从而产生摩擦热及静电。

在如上所述的现有蒸汽涡轮中，为了提高刷式密封60的泄漏特性，虽然优选地，将作为旋转体的旋转轴10和刷式密封60之间的径向间隙尽可能地缩短，但是问题在于，旋转轴10和刷式密封60之间的间隙越小，则相互干扰产生的频率及接触时间越长，从而刷式密封60会早期磨损。

此外，问题在于，由于刷式密封60的磨损，从而增加与旋转轴10的间隙，并且此时蒸汽的泄漏量通过所展开的间隙增加，从而涡轮的效率降低，并且油通过增大的间隙过多地泄漏及飞散，因此污染环境。

如上所述，在所改善的现有技术中，由于旋转轴10的震动，仍然产生与刷式密封60及密封部50的干扰，并且由此在接触部产生摩擦热及静电，并有持续如下恶性循环的问题：由于热引发旋转轴变形-早期磨损-早期磨损引起间隙扩大-间隙扩大引起异物渗透及固着化-异物固着化引起震动扩大-震动扩大引起设备不稳定及运转停止-运转停止引起电力供给障碍及修复延迟。

【先行技术文献】

【专利文献】

(专利文献1)韩国公开专利第10-2011-0001208(公开日：2011年1月16日)

发明内容

为了解决现有技术的问题而提出的本发明的目的在于，在环支撑体的前面支撑部及后面支撑部上分别设置可动型密封部，从而在蒸汽涡轮启动时过度运转的状态下，即使旋转轴的轴震动，也能沿着震动方向实现可动型密封部的进退，从而可对旋转轴和环支撑体之间的干扰进行最小化，并且将摩擦热最小化并遏制静电产生，从而可持续保持与旋转轴的接触状态，进而对蒸汽及油泄漏进行切断并提高涡轮效率。

本发明的另一个目的在于，向旋转轴的外面喷射压力气体，从而在所述可动型密封部后方形成空气帘(aircurtain)，进而防止从外部流入异物或从内部向外部飞散油，并且冷却旋转轴及环支撑体之间的摩擦所引起的热。

根据本发明可提供一种油封装置，所述油封装置包括：环支撑体，其设置为包裹旋转轴外径，并且由前面支撑部和后面支撑部组成，所述前面支撑部具备于前方的大气侧，所述后面支撑部与所述前面支撑部相隔一定距离并具备于后方的轴承侧；多个密封部，其分别设置于所述环支撑体的前面支撑部和后面支撑部的内径，并设置为端部与所述旋转轴的外径接触，以便防止油从轴承侧泄漏至大气侧；可动型密封部，其分别设置于设在所述前面支撑部的所述密封部的前方最外侧(大气侧)，以及设在所述后面支撑部的所述密封部的后方最外侧(轴承侧)，并且从设置于所述前面支撑部的可动型密封部的后方向旋转轴的外面喷射压力气体，从而在所述可动型密封部后方形成空气帘，进而防止从外部流入异物或者从内部向外部飞散油。

在此，所述前面支撑部上可形成喷射流路，以便从外部流入压力气体。

此外，所述可动型密封部制造为与前面支撑部或后面支撑部形成同心圆的环形态，并且分割制造为多个，从而可以槽结合于前面支撑部或后面支撑部的内周面，并且在所述槽结合的内侧插入弹性部件，从而可朝向旋转轴的中心方向得到加压支撑。

此外，所述可动型密封部可使用工程塑料(EngineeringPlastic)或铝合金(aluminiumalloy)来制造。

本发明在环支撑体的前面支撑部及后面支撑部分别设置可动型密封部，从而将摩擦热最小化，并从根本上防止静电产生，从而在蒸汽涡轮的启动时过度运转状态下，即使旋转轴的轴发生震动，也能沿着震动方向实现可动型密封部的进退，从而具有如下效果：可对旋转轴和环支撑体之间的干扰进行最小化，并且同时持续保持与旋转轴的接触状态，从而对蒸汽及油泄漏进行切断并提高涡轮效率。

此外，本发明向旋转轴的外面喷射压力气体，从而在所述可动型密封部后方形成空气帘，进而具有如下效果：防止从外部流入异物或从内部向外部飞散油，并且冷却旋转轴及环支撑体之间的摩擦所引起的热。

附图说明

图1是表示现有技术的油封装置构造的概略图。

图2是表示又另一个现有技术的油封装置构造的概略图。

图3是表示根据本发明的油封装置构造的概略图。

图4是对根据本发明的可动型密封部的设置构造进行图示的重要部位扩大图。

图5是对根据本发明的弹性部件的设置构造进行图示的重要部位截面图。

具体实施方式

以下，参照附图对根据本发明的优选实施例进行详细说明。

图3是表示根据本发明的油封装置构造的概略图，图4是对根据本发明的可动型密封部的设置构造进行图示的重要部位扩大图，图5是对根据本发明的弹性部件的设置构造进行图示的重要部位截面图。

如所述附图中所示的本发明涉及油封装置，其大致包括环支撑体130、多个密封部150、可动型密封部160。

此时，所述环支撑体130设置为包裹旋转轴110外径。参照图3，所述环支撑体130在前方的大气侧和后方的轴承侧相隔一定距离分别形成有前面支撑部131和后面支撑部133，在所述前面支撑部131及后面支撑部133各自的内径分别安装有2～3个密封部150。

所述多个密封部150以使内侧端部与所述旋转轴110的外径接触的方式固定设置于所述环支撑体130的内径，所述密封部150设置为防止支撑所述旋转轴110的轴承(未示出)的润滑油从轴承侧泄漏至大气侧，并沿着轴向可设置为多重。

并且，在安装于所述前面支撑部131的密封部150的前方最外侧、以及安装于所述后面支撑部133的密封部150的后方最外侧分别安装有一个可动型密封部160。

此时，所述可动型密封部160制造为与前面支撑部131或后面支撑部133形成同心圆的环形态，并且分割制造为多个，从而可以槽结合于前面支撑部131或后面支撑部133的内周面，并且在所述槽结合的内侧插入弹性部件161，从而可朝向旋转轴110的中心方向得到加压支撑。

此时，接触所述旋转轴110处的部分可形成尖锐的刃部。

并且，如图5所示，所述弹性部件161可以使用具有弯曲波形的板簧。此时，所述弹性部件161可制造为与旋转轴110形成同心圆状的曲率。

将形成所述波形构造的弹性部件161插入设置于可动型密封部160和环支撑体130之间，则弯曲部分别在三点以上相接于可动型密封部160侧和环支撑体130侧，从而提供稳定的支撑构造。

此时，所述弹性部件161的一端部形成阻塞(stopper)凸起161a，并且使所述阻塞凸起161a卡住于在可动型密封部160外面形成的槽部，从而可以防止旋转方向的移动。

如上所述的可动型密封部160设置成在旋转轴110的圆周方向多个同时加压的形态，并且通过在旋转轴110震动时向受压力的方向弹性部件161压缩的同时挤出可动型密封部160来对摩擦引起的磨损进行最小化，而就压力作用相反侧的可动型密封部160而言，弹性部件161膨胀至扩展的间隙大小的同时使可动型密封部160紧贴于旋转轴110外面，从而实现气密维持。

此外，本发明从设置于所述前面支撑部131的可动型密封部160的后方向旋转轴110的外面喷射压力气体，从而可在所述可动型密封部160后方形成空气帘(aircurtain)。

所述空气帘防止从外部流入异物，或者从内部向外部飞散油。

在所述前面支撑体131可形成喷射流路171，以便从外部流入压力气体。所述喷射流路171可形成为从环支撑体130的外径面朝向内侧中心，并且所述喷射流路171连接另外的供给管线173，从而可从外部接收压力气体。

此时，所使用的气体可以是压缩气体，并且可通过判断涡轮的运转状态而判断供给压力及开/关时间点的供给控制部175来控制压力及供给量。

如上所述的本发明在环支撑体的前面支撑部及后面支撑部分别设置可动型密封部，从而在蒸汽涡轮启动时过度运转的状态下，即使旋转轴的轴震动，也能将摩擦热最小化并遏制静电产生，并且沿着震动方向实现可动型密封部的进退，从而具有如下效果：可对旋转轴和环支撑体之间的干扰进行最小化，并且同时持续保持与旋转轴的接触状态，从而对蒸汽及油泄漏进行切断并提高涡轮效率。

此外，本发明向旋转轴的外面喷射压力气体，从而在所述可动型密封部后方形成空气帘，从而具有如下效果：防止从外部流入异物或从内部向外部飞散油，并且冷却旋转轴及环支撑体之间的摩擦所引起的热。

以上参照附图对本发明的实施例进行了说明，但是只要是本发明所属技术领域内具有一般知识的人员就可以理解到，在不变更其技术思想或必要特征的情况下，本发明可实施为其他具体形态。例如从业人员根据适用领域对各个要素的材料、大小等进行变更，或者组合或置换实施形态，从而可以以本发明的实施例未明确提出的形态进行实施，但是其并未脱离本发明的范围。因此如上所述的实施例在所有方面只不过是示例性的，因而不能进行限制性的理解，并且所述变形的实施例应包含于记载在本发明权利要求范围的技术思想。

标号说明

110：旋转轴130：环支撑体

131：前面支撑部133：后面支撑部

150：密封部160：可动型密封部

161：弹性部件171：喷射流路

173：供给管线175：供给控制部

Claims (6)

1.一种油封装置，其特征在于，包括：

环支撑体(130)，其设置为包裹旋转轴(110)外径，并且由前面支撑部(131)和后面支撑部(133)组成，所述前面支撑部(131)具备于前方的大气侧，所述后面支撑部(133)与所述前面支撑部(131)相隔一定距离并具备于后方的轴承侧；

多个密封部(150)，其分别设置于所述环支撑体的前面支撑部(131)和后面支撑部(133)的内径，并设置为端部与所述旋转轴(110)的外径接触，以便防止油从轴承侧泄漏至大气侧；

可动型密封部(160)，其分别设置于所述前面支撑部(131)的内径上的、以设置在所述前面支撑部(131)的所述密封部(150)为基准的前方，以及所述后面支撑部(133)的内径上的、设置在所述后面支撑部(133)的所述密封部(150)的后方。

2.根据权利要求1所述的油封装置，其特征在于：

所述可动型密封部(160)由工程塑料或铝合金制造。

3.根据权利要求1所述的油封装置，其特征在于：

所述前面支撑部(131)形成有喷射流路(171)以便从外部流入压力气体。

4.根据权利要求3所述的油封装置，其特征在于：

所述喷射流路在设置于所述前面支撑部(131)的可动型密封部(160)和所述密封部(150)之间形成空气帘，并且所述空气帘向所述可动型密封部(160)和所述密封部(150)之间的旋转轴(110)的外面喷射压力气体，从而防止从外部流入异物或者从内部向外部飞散油。

5.根据权利要求1所述的油封装置，其特征在于：

所述可动型密封部(160)制造为与前面支撑部(131)或后面支撑部(133)形成同心圆的环形态，并且分割制造为多个，从而可以槽结合于前面支撑部(131)或后面支撑部(133)的内周面，并且在所述槽结合的内侧插入弹性部件(161)，从而朝向旋转轴(110)的中心方向得到加压支撑。

6.根据权利要求1所述的油封装置，其特征在于：

所述弹性部件(161)由波形的板簧来实现，

在所述弹性部件(161)的一端部形成阻塞凸起(161a)，并且使所述阻塞凸起(161a)卡住于在可动型密封部(160)外面形成的槽部，从而可以防止旋转方向的移动。