CN108488388A - 一种高温高压气体回转面动密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高温高压气体机械密封技术领域，具体涉及一种高温高压气体回转面动密封装置。一种高温高压气体回转面动密封装置，包括壳体和旋转体；所述旋转体设置在壳体内，且相对壳体做圆周运动，所述旋转体与壳体间隙配合；所述壳体内壁上设有一卡槽，卡槽上设置有与之配合的密封件；所述密封件由主固定板和毛刷组成，所述主固定板镶嵌在壳体内壁的卡槽内，所述毛刷一端与主固定板一端相连，毛刷另一端与水平面垂直并且与旋转体过盈配合。本发明无需油液润滑，可在明火工况下保证良好的密封效果，可以杜绝由于机器震动或系统内瞬时的压力脉动产生的泄漏，密封效果好。
Description
技术领域
本发明属于高温高压气体机械密封技术领域，具体涉及一种高温高压气体回转面动密封装置。
背景技术
高温高压气体的动密封目前主要有软、硬填料密封，迷宫密封，活塞环密封及刷式密封。密封的核心关键是要求在相同的工作环境、工作时间下减少密封介质的泄漏量。
软填料密封在明火条件下易发生填料硬结现象，磨损补偿不足；唇形密封属于挤压式密封，容易产生较大的摩擦力，使得旋转体（2）在旋转的过程中不够顺畅，影响机构的使用效果；迷宫密封则是其属于非接触式密封，密封效果远不及接触式密封；活塞环密封为现有最常用发动机及类似结构的高温高压气体密封结构，其必须在持续润滑及冷却条件下工作，工况适应性低，极易磨损；刷式密封该金属丝生长周期长，生产制造困难，同样必需在润滑和冷却条件下工作；涨圈密封和机械密封需要用到液体介质密封，但对于联结排气腔体的结构，不能使用液体介质，润滑油的介入会使腔内气体燃烧，造成不安全事故，并损坏机构。
发明内容
本发明旨在提供一种无需润滑油、密封性佳、适用范围较广的密封装置，其具体的技术方案为：
一种高温高压气体回转面动密封装置，包括壳体（1）和旋转体（2）；所述旋转体（2）设置在壳体（1）内，且相对壳体（1）做圆周运动，所述旋转体（2）与壳体（1）间隙配合；所述壳体（1）内壁上设有一卡槽，卡槽上设置有与之配合的密封件（3）；所述密封件（3）由主固定板（4）和毛刷（5）组成，所述主固定板（4）镶嵌在壳体（1）内壁的卡槽内，所述毛刷（5）一端与主固定板（4）一端相连，毛刷（5）另一端与水平面垂直并且与旋转体（2）过盈配合。
进一步地，所述主固定板（4）倾斜设置，与水平面夹角为20-50°。
进一步地，所述密封件（3）可更换。
进一步地，所述主固定板（4）上设有空心槽，毛刷（5）固定在空心槽内。
进一步地，所述毛刷（5）为碳纤维编织物或高硅氧编织物与钴基合金或铍青铜交替成型。
在旋转体与壳体之间增加固定的密封件，旋转体与壳体为间隙配合，当旋转体相对壳体做圆周运动时，密封件上的毛刷与旋转体相接触，当工作时，因为毛刷另一端与旋转体过盈配合，使得毛刷因旋转体挤压，产生弹性变形并与旋转体的接触面紧密贴合从而达到密封效果。当主固定板倾斜放置时，工作时，会使旋转体的接触面在旋转时对毛刷产生一定的侧压力，使得毛刷产生弹性变形与接触面紧密贴合，使得密封效果更佳。所有的机械部件在长时间的使用过后，都会有一定量的磨损，该密封件可更换，使得在使用时，可随时对已经磨损的密封件进行密封。
碳纤维编织物、高硅氧半植物、钴基合金、铍青铜均有耐高温、耐磨损的特性，将碳纤维编织物或高硅氧编织物与钴基合金或铍青铜交替成型，使得该装置在高温高压的环境下，也可达到有效密封。纤维编织物或高硅氧编织物具有显著的异向柔性，使得在挤压过程中，产生变形，使得密封效果更佳。
本发明的优势在于：
1.本发明无需油液润滑，在满足普通工况高温高压气体动密封时更可用于油室设置困难的复杂工况，减少润滑油消耗，降低环境污染。
2.本发明可在旋转体旋转的过程中进行有效的密封并产生较小的摩擦，解决了两接触面间密封配合紧密摩擦大造成机构磨损的问题。
3本发明可在明火工况下保证良好的密封效果。
4.密封体其刚性和弹性介于软密封材料和硬密封材料之间，使得其综合性能提高。
5.密封体结构使得端面密封面压紧时圆周方向的密封面会变大，同时压紧力相应变大，这样可以杜绝由于机器震动或系统内瞬时的压力脉动产生的泄漏。
附图说明
图1为本发明结构图。
图2 为密封件结构图。
附图标记：1-壳体，2-旋转体，3-密封件，4-主固定板，5-毛刷。
具体实施例
实施例1
将本装置应用在转子发动机上，缸筒相当于壳体（1），气封转子相当于旋转体（2），缸筒与气封转子间隙配合，在缸筒内壁上开设一卡槽，卡槽内放置密封件（3），密封件（3）上的毛刷（5）由碳纤维编织物与钴基合金密封件（3）的主固定板（4）倾斜设置，与水平方向夹角为30°，毛刷（5）与气封转子相接处的一端相接触且过盈配合，当工作时，缸筒与气封转子形成的密闭腔室，其温度为800-1000℃，并伴有明火，气封转子相对缸筒做高速圆周运动，与缸筒接触的毛刷（5）被挤压，侧压力使得毛刷（5）产生弹性变形，与接触面紧密贴合从而达到密封效果。工作停止时，检查其密封件（3），毛刷（5）未见明显磨损，且在该工况下，发动机做功效率提升3%。
实施例2
与实施例1相同，将其固定板与水平方向的夹角设置为25°，工作停止时，检查其密封件（3），毛刷（5）未见明显磨损。且在该工况下，发动机做功效率提升5%。
实施例3
与实施例1结构相同，将其固定板与水平方向的夹角设置为20°，工作停止时，检查其密封件（3），毛刷（5）未见明显磨损。且在该工况下，发动机做功效率提升2%。
实施例4
与实施例1结构相同，将其固定板与水平方向的夹角设置为50°，工作停止时，检查其密封件（3），毛刷（5）未见明显磨损。且在该工况下，发动机做功效率提升5.5%。
Claims (5)
1.一种高温高压气体回转面动密封装置，包括壳体（1）和旋转体（2）；其特征在于：
所述旋转体（2）设置在壳体（1）内，且相对壳体（1）做圆周运动，所述旋转体（2）与壳体（1）间隙配合；
所述壳体（1）内壁上设有一卡槽，卡槽上设置有与之配合的密封件（3）；
所述密封件（3）由主固定板（4）和毛刷（5）组成，所述主固定板（4）镶嵌在壳体（1）内壁的卡槽内，所述毛刷（5）一端与主固定板（4）一端相连，毛刷（5）另一端与水平面垂直并且与旋转体（2）过盈配合。
2.如权利要求1所述的高温高压气体回转面动密封装置，其特征在于：所述主固定板（4）倾斜设置，与水平面夹角为20-50°。
3.如权利要求2所述的高温高压气体回转面动密封装置，其特征在于：所述密封件（3）可更换。
4.如权利要求3所述的高温高压气体回转面动密封装置，其特征在于：所述主固定板（4）上设有空心槽，毛刷（5）固定在空心槽内。
5.如权利要求4所述的高温高压气体回转面动密封装置，其特征在于：所述毛刷（5）为碳纤维编织物或高硅氧编织物与钴基合金或铍青铜交替成型。
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