CN110863868A - 一种燃气轮机轴承腔用机械非接触式端面密封系统 - Google Patents

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刘冰冰
李冬
初曙光
邓庆锋
金鹏
王�琦
王廷
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Abstract

一种燃气轮机轴承腔用机械非接触式端面密封系统，本发明涉及一种密封系统，本发明为解决现有燃气轮机轴承腔使用弹簧橡胶圈进行密封,易造成而造成密封系统失效，导致滑油及其油气被大量地吸入到主流路中，影响叶片的工作特性，以及造成燃烧室燃烧条件恶化和产生积碳的问题，它包括密封环、石墨环和保持环；密封环、石墨环和保持环均为环形体，密封环的一个端面沿径向加工有多个动力槽，保持环上加工有安装槽，密封环上加工有多个动力槽的端面靠近石墨环的一个端面设置，密封环和石墨环安装在保持环的安装槽内，密封环、石墨环和保持环同轴设置，石墨环的另一个端面与安装槽之间设有间隙,间隙的距离为L，本发明用于燃气轮机轴承腔密封时使用。

Description

一种燃气轮机轴承腔用机械非接触式端面密封系统
技术领域
本发明涉及一种密封系统，具体涉及一种燃气轮机轴承腔用机械非接触式端面密封系统。
背景技术
现有技术中燃气轮机轴承腔需要进行密封，目的是为了减少油气泄露，以防止油气大量掺混至二次空气系统及主流路系统，为了实现密封，经常是使用弹簧橡胶圈密封结构进行密封，极易引发橡胶圈发生相对运动，产生摩擦生热现象，加速橡胶圈磨损，易造成橡胶圈提前失效，从而造成密封系统失效，导致滑油及其油气被大量地吸入到主流路中。这样情况下，一方面滑油会在燃气轮机叶片表面大量附着，影响叶片的工作特性，另一方面滑油进入燃烧室后与燃料一起燃烧，造成燃烧室燃烧条件恶化和积碳。进而需要提供一种新的密封结构来解决上述问题。
发明内容
本发明为解决现有燃气轮机轴承腔使用弹簧橡胶圈进行密封,易造成而造成密封系统失效，导致滑油及其油气被大量地吸入到主流路中，影响叶片的工作特性，以及造成燃烧室燃烧条件恶化和产生积碳的问题，进而提供一种燃气轮机轴承腔用机械非接触式端面密封系统。
本发明为解决上述问题而采用的技术方案是：
它包括密封环、石墨环和保持环；密封环、石墨环和保持环均为环形体，密封环的一个端面沿径向加工有多个动力槽，保持环上加工有安装槽，密封环上加工有多个动力槽的端面靠近石墨环的一个端面设置，密封环和石墨环安装在保持环的安装槽内，密封环、石墨环和保持环同轴设置，石墨环的另一个端面与安装槽之间设有间隙,间隙的距离为L。
本发明的有益效果：
1、本申请采用非接触端面密封，延长燃气轮机轴承腔的寿命，能自适应变工况特性，低泄漏量，高效率，结构紧凑的密封系统，为大功率燃机压气机部件所采用。
2、本申请与普通弹簧橡胶圈密封系统相比，可以满足轴承腔与密封气体之间大范围的压差变化波动，同时由于石墨较好的润滑及散热特性，可极大提高密封系统的工作寿命。本发明专利与普通弹簧橡胶圈密封系统相比：在燃气轮机低工况运行时，转子系统转速较低，密封环工作面与石墨环接触，此时密封系统几乎无泄漏，由于石墨特有的自润滑特性，在接触运行时，石墨环几乎无磨损，可以保证该系统在此转速下可靠的运行；在燃气轮机高工况运行时，转子系统转速较高，此时密封环端面的动力槽由于流体动压效应，流入动力槽气体被压缩产生局部高压，推开与之接触的石墨环，在轴承腔油气及密封气体之间形成气压平衡，与石墨环形成相适应的工作间隙，密封环与石墨环之间产生的压力阻塞，阻隔轴承腔与密封气体之间的气体流动，产生极小泄露量，同时由于此时石墨环与动环处于非接触状态，该密封系统几乎处于无限寿命状态。
附图说明
图1是本发明的整体结构主视图。
图2是图1中M-M向剖视放大图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1-图2说明本实施方式，本实施方式所述一种燃气轮机轴承腔用机械非接触式端面密封系统，它包括密封环1、石墨环2和保持环3；密封环1、石墨环2和保持环3均为环形体，密封环1的一个端面沿径向加工有多个动力槽1-1，保持环3上加工有安装槽，密封环1上加工有多个动力槽的端面靠近石墨环2的一个端面设置，密封环1和石墨环2安装在保持环3的安装槽内，密封环1、石墨环2和保持环3同轴设置，石墨环2的另一个端面与安装槽之间设有间隙,间隙的距离为L。
本实施方式中密封环1与石墨环2的接触面为工作平面，在密封环1的工作端面上开设有动力槽1-1，保持环3用于保持石墨环2轴向及径向位置，在装配时需要调节保持环3与密封环1、石墨环2的轴向间隙，以确保密封系统处于合适的设定状态。通过调节密封环1的工作端面的楔形槽尺寸参数可以匹配不同工作间隙及压力，以适应不同的密封特性。使用石墨作为静止部件的工作材质，充分利用其良好自润滑和散热特性。
具体实施方式二：结合图1-图2说明本实施方式，本实施方式所述一种燃气轮机轴承腔用机械非接触式端面密封系统，多个动力槽1-1沿径向方向均布设置在密封环1的端面上，其它方法与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1-图2说明本实施方式，本实施方式所述一种燃气轮机轴承腔用机械非接触式端面密封系统，每个动力槽1-1长度方向沿密封环1的径向方向设置，其它方法与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图1-图2说明本实施方式，本实施方式所述一种燃气轮机轴承腔用机械非接触式端面密封系统，每个动力槽1-1靠近圆心一端的距离小于石墨环2内侧壁至圆心的距离，每个动力槽1-1远离圆心一端的距离小于石墨环2外侧壁至圆心的距离。其它方法与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式五：结合图1-图2说明本实施方式，本实施方式所述一种燃气轮机轴承腔用机械非接触式端面密封系统，密封环1的外侧壁上加工有环形凸起，密封环1外侧壁的直径小于石墨环2外侧壁直径，石墨环2外侧壁的直径小于保持环3上安装槽的直径。其它方法与具体实施方式一相同。

Claims (5)

1.一种燃气轮机轴承腔用机械非接触式端面密封系统，其特征在于：它包括密封环(1)、石墨环(2)和保持环(3)；密封环(1)、石墨环(2)和保持环(3)均为环形体，密封环(1)的一个端面沿径向加工有多个动力槽(1-1)，保持环(3)上加工有安装槽，密封环(1)上加工有多个动力槽的端面靠近石墨环(2)的一个端面设置，密封环(1)和石墨环(2)安装在保持环(3)的安装槽内，密封环(1)、石墨环(2)和保持环(3)同轴设置，石墨环(2)的另一个端面与安装槽之间设有间隙,间隙的距离为L。
2.根据权利要求1所述一种燃气轮机轴承腔用机械非接触式端面密封系统，其特征在于：多个动力槽(1-1)沿径向方向均布设置在密封环(1)的端面上。
3.根据权利要求1或2所述一种燃气轮机轴承腔用机械非接触式端面密封系统，其特征在于：每个动力槽(1-1)长度方向沿密封环(1)的径向方向设置。
4.根据权利要求1或2所述一种燃气轮机轴承腔用机械非接触式端面密封系统，其特征在于：每个动力槽(1-1)靠近圆心一端的距离小于石墨环(2)内侧壁至圆心的距离，每个动力槽(1-1)远离圆心一端的距离小于石墨环(2)外侧壁至圆心的距离。
5.根据权利要求1所述一种燃气轮机轴承腔用机械非接触式端面密封系统，其特征在于：密封环(1)的外侧壁上加工有环形凸起，密封环(1)外侧壁的直径小于石墨环(2)外侧壁直径，石墨环(2)外侧壁的直径小于保持环(3)上安装槽的直径。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112431787A (zh) * 2020-10-27 2021-03-02 哈尔滨广瀚燃气轮机有限公司 一种压气机滑油腔石墨密封

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