CN109538308A - 含楔块可调节刷丝束与转子面径向间隙的刷式密封结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含楔块可调节刷丝束与转子面径向间隙的刷式密封结构，包括：静子、刷式密封件、弧形楔块、紧固螺钉和瓦形磁铁，其中，刷式密封件设置于静子与转子之间，包括间隙设置且结构相同的上部刷式密封件和下部刷式密封件，弧形楔块为两组，设置于刷式密封件与静子之间，用于通过旋转紧固螺栓调整静子与刷式密封件的间距，瓦形磁铁为两对，固定于刷式密封件的外周与静子的内周，用于保证弧形楔块的上下端面分别与静子和刷式密封件相抵。该刷式密封结构可以在不拆换刷式密封件的情况下调节刷丝束与转子面之间的径向间隙，可明显提高刷式密封结构的密封性能、降低使用成本。

Description

含楔块可调节刷丝束与转子面径向间隙的刷式密封结构
技术领域
本发明涉及一种应用于旋转机械中的密封结构，特别提供了一种含楔块可调节刷丝束与转子面径向间隙的刷式密封结构。
背景技术
刷式密封是航空发动机、汽轮机、压缩机等旋转机械的关键部件。相对于传统的迷宫密封，刷式密封不但具有较好的封严特性，还能够适应转子的瞬间径向变形或偏心运动，此外，刷式密封的刷丝与转子形成柔性接触，可改善转子系统的振动特性，保证机组运行的安全性，因此刷式密封被广泛应用于航空航天、电力、石化等行业领域的旋转机械中。
刷式密封由前面板、后面板和夹于两者之间的高度密集合金细金属丝组成的刷丝束组成，刷丝束沿转子旋转方向有一定倾角，倾斜的刷丝可以允许转子径向跳动，在与转子过盈接触后，不会像迷宫密封和蜂窝密封一样，出现永久性的性能损失，刷式密封的刷丝相对转子的旋转方向按一定倾斜角度规则排列，可以减少刷丝的磨损，使刷丝更容易适应转子的制造误差和热变形等，并在转子瞬间大幅径向位移后迅速弹回，保持密封间隙不变。研究表明，刷式密封作为一种接触式动密封，刷丝束的柔性保证了在转子瞬时径向跳动时刷丝束可以呈现退让性和追随性。
然而，过盈配合的刷丝束与转子在使用过程中存在碰撞摩擦，随着密封结构使用时间的增加刷丝束与转子面之间会产生较大的间隙，进而造成泄漏量的增加，导致封严失效，因此，需及时更换新的刷式密封件。
鉴于此，如何对现有的刷式密封结构进行改进，使得在不更换刷丝密封件的情况下就可以调节刷丝束与转子面之间的径向间隙，以提高刷式密封的封严性能、降低使用成本，成为人们亟待解决的问题。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种含楔块可调节刷丝束与转子面径向间隙的刷式密封结构，以解决现有刷式密封结构的刷丝束与转子面的间隙不能调节的问题。
本发明提供的技术方案是：含楔块可调节刷丝束与转子面径向间隙的刷式密封结构，包括：静子、刷式密封件、弧形楔块、紧固螺钉和瓦形磁铁，其中，刷式密封件设置于静子与转子之间，包括间隙设置且结构相同的上部刷式密封件和下部刷式密封件，上部刷式密封件和下部刷式密封件均包括前挡板、熔焊区、后挡板和刷丝束，前挡板与后挡板通过熔焊区连接，刷丝束的根部固定在熔焊区上，自由端与转子贴合，弧形楔块为两组，分别设置于上部刷式密封件与静子之间及下部刷式密封件与静子之间，每组弧形楔块的两个弧形楔块相对设置且上下端面分别与静子内周及刷式密封件外周贴合，弧形楔块的上下端面至少有一端面为斜面，紧固螺钉垂直旋设于静子的侧面且其端部与弧形楔块的侧面相抵，通过旋转紧固螺钉，可以推动弧形楔块，以增大静子与上部刷式密封件或下部刷式密封件的间距，所述瓦形磁铁为两对，分别固定于上部刷式密封件外周与静子内周及下部刷式密封件外周与静子内周，每对瓦形磁铁相互吸引，且相互吸引力大于与其连接的上部刷式密封件或下部刷式密封件的自身重力。
优选，上部刷式密封件和下部刷式密封件相对应端面的倾斜方向与该位置的刷丝束的倾斜方向相同。
进一步优选，弧形楔块的截面呈直角梯形，所述直角梯形的斜边与静子的内周相抵。
进一步优选，弧形楔块的两个直角梯形端面的外侧设置有限位片，用于防止弧形楔块旋转。
进一步优选，所述紧固螺钉为平底紧固螺钉。
进一步优选，每个弧形楔块对应3个紧固螺钉。
进一步优选，所述瓦形磁铁粘贴于刷式密封件的外周及静子的内周。
进一步优选，上部刷式密封件和下部刷式密封件的间隙为1～2mm。
本发明提供的含楔块可调节刷丝束与转子面径向间隙的刷式密封结构不改变传统刷式密封的基本结构，通过增加弧形楔块、紧固螺栓和瓦形磁铁，同时将刷式密封件分成两部分，可以在不拆换刷式密封件的情况下调节刷丝束与转子面之间的径向间隙，可明显提高刷式密封结构的密封性能、降低使用成本。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明提供的含楔块可调节刷丝束与转子面径向间隙的刷式密封结构的结构示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为图1的侧视图。
图中，1-静子；21-前挡板；22-熔焊区；23-后挡板；24-刷丝束；3-弧形楔块；4-紧固螺栓；5-瓦形磁铁；6-转子。
具体实施方式
下面将结合具体的实施方案对本发明进行进一步的解释，但并不局限本发明。
如图1至图3所示，本发明提供了一种含楔块可调节刷丝束与转子面径向间隙的刷式密封结构，包括：静子1、刷式密封件、弧形楔块3、紧固螺钉4和瓦形磁铁5，其中，刷式密封件设置于静子1与转子6之间，包括间隙设置且结构相同的上部刷式密封件和下部刷式密封件，优选，上部刷式密封件和下部刷式密封件的间隙为1～2mm，上部刷式密封件和下部刷式密封件均包括前挡板21、熔焊区22、后挡板23和刷丝束24，前挡板21与后挡板23通过熔焊区22连接，刷丝束24的根部固定在熔焊区22上，自由端与转子6贴合，弧形楔块3为两组，分别设置于上部刷式密封件与静子1之间及下部刷式密封件与静子1之间，每组弧形楔块3的两个弧形楔块相对设置且上下端面分别与静子1内周及刷式密封件外周贴合，弧形楔块3的上下端面至少有一端面为斜面，紧固螺钉4垂直旋设于静子1的侧面且其端部与弧形楔块3的侧面相抵，优选，所述紧固螺钉4为平底紧固螺钉，通过旋转紧固螺钉4，可以推动弧形楔块3，以增大静子1与上部刷式密封件或下部刷式密封件的间距，所述瓦形磁铁5为两对，分别固定于上部刷式密封件外周与静子1内周及下部刷式密封件外周与静子1内周，每对瓦形磁铁5相互吸引，且相互吸引力大于与其连接的上部刷式密封件或下部刷式密封件的自身重力。
该含楔块可调节刷丝束与转子面径向间隙的刷式密封结构，不改变传统刷式密封的基本结构，通过增加弧形楔块、紧固螺栓和瓦形磁铁，同时将刷式密封件分成两部分，使得刷丝束与转子面的间隙可调，具体地：当刷式密封件工作一段时间后，刷丝束与转子面的径向间隙将加大，此时，旋转紧固螺母，推动弧形楔块，因为弧形楔块的上下端面有斜面，所以弧形楔块在沿转子轴向运动的同时，会增大静子与上部刷式密封件或下部刷式密封件的间距，进而减小刷丝束与转子面的径向间隙；若在调整的过程中，发现刷丝束与转子面的径向间隙过小，则向外旋转紧固螺栓，瓦形磁铁的吸力将推动弧形楔块向外运动，最终实现刷式密封件靠近静子、远离转子，增加刷丝束与转子面的径向间隙的目的。
作为技术方案的改进，如图2所示，上部刷式密封件和下部刷式密封件相对应端面的倾斜方向与该位置的刷丝束24的倾斜方向相同。
作为技术方案的改进，如图1所示，弧形楔块3的截面呈直角梯形，所述直角梯形的斜边与静子1的内周相抵。
作为技术方案的改进，弧形楔块3的两个直角梯形端面的外侧设置有限位片(图中未示出)，用于防止弧形楔块3旋转。
作为技术方案的改进，如图3所示，静子的每一侧均布6个紧固螺钉，每个弧形楔块3对应3个紧固螺钉4。
作为技术方案的改进，所述瓦形磁铁3粘贴于刷式密封件的外周及静子1的内周。
上面结合附图对本发明的实施方式做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.含楔块可调节刷丝束与转子面径向间隙的刷式密封结构，其特征在于，包括：静子(1)、刷式密封件、弧形楔块(3)、紧固螺钉(4)和瓦形磁铁(5)，其中，刷式密封件设置于静子(1)与转子(6)之间，包括间隙设置且结构相同的上部刷式密封件和下部刷式密封件，上部刷式密封件和下部刷式密封件均包括前挡板(21)、熔焊区(22)、后挡板(23)和刷丝束(24)，前挡板(21)与后挡板(23)通过熔焊区(22)连接，刷丝束(24)的根部固定在熔焊区(22)上，自由端与转子(6)贴合，弧形楔块(3)为两组，分别设置于上部刷式密封件与静子(1)之间及下部刷式密封件与静子(1)之间，每组弧形楔块(3)的两个弧形楔块相对设置且上下端面分别与静子(1)内周及刷式密封件外周贴合，弧形楔块(3)的上下端面至少有一端面为斜面，紧固螺钉(4)垂直旋设于静子(1)的侧面且其端部与弧形楔块(3)的侧面相抵，通过旋转紧固螺钉(4)，可以推动弧形楔块(3)，以增大静子(1)与上部刷式密封件或下部刷式密封件的间距，所述瓦形磁铁(5)为两对，分别固定于上部刷式密封件外周与静子(1)内周及下部刷式密封件外周与静子(1)内周，每对瓦形磁铁(5)相互吸引，且相互吸引力大于与其连接的上部刷式密封件或下部刷式密封件的自身重力。
2.按照权利要求1所述含楔块可调节刷丝束与转子面径向间隙的刷式密封结构，其特征在于：上部刷式密封件和下部刷式密封件相对应端面的倾斜方向与该位置的刷丝束(24)的倾斜方向相同。
3.按照权利要求1所述含楔块可调节刷丝束与转子面径向间隙的刷式密封结构，其特征在于：弧形楔块(3)的截面呈直角梯形，所述直角梯形的斜边与静子(1)的内周相抵。
4.按照权利要求3所述含楔块可调节刷丝束与转子面径向间隙的刷式密封结构，其特征在于：弧形楔块(3)的两个直角梯形端面的外侧设置有限位片，用于防止弧形楔块(3)旋转。
5.按照权利要求1所述含楔块可调节刷丝束与转子面径向间隙的刷式密封结构，其特征在于：所述紧固螺钉(4)为平底紧固螺钉。
6.按照权利要求1所述含楔块可调节刷丝束与转子面径向间隙的刷式密封结构，其特征在于：每个弧形楔块(3)对应3个紧固螺钉(4)。
7.按照权利要求1所述含楔块可调节刷丝束与转子面径向间隙的刷式密封结构，其特征在于：所述瓦形磁铁(3)粘贴于刷式密封件的外周及静子(1)的内周。
8.按照权利要求1所述含楔块可调节刷丝束与转子面径向间隙的刷式密封结构，其特征在于：上部刷式密封件和下部刷式密封件的间隙为1～2mm。
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