CN111677558A - 一种应用于燃气轮机滑油系统的蓖齿式密封机构 - Google Patents

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刘庆鹤
刘言明
李越
霍玉鑫
李国强
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Abstract

一种应用于燃气轮机滑油系统的蓖齿式密封机构，它涉及燃气轮机技术领域。本发明为解决现有燃气轮机中的滑油密封结构存在结构复杂，密封性能变差，容易造成滑油泄漏，无法满足滑油系统长期密封性能要求的问题。本发明包括蓖齿式密封套环、密封盖、石墨环、动环和螺母，蓖齿式密封套环、石墨环、动环和螺母由外至内依次套装在中空转轴上，蓖齿式密封套环与中空转轴固接，螺母与中空转轴螺纹连接，蓖齿式密封套环的外侧套装有密封盖，密封盖的边缘与油腔壳体固接，密封盖内侧壁的外侧端沿圆周方向固接有蜂窝密封环，蓖齿式密封套环外侧壁的外侧端设有蓖齿组，蓖齿组与蜂窝密封环对应设置形成蓖齿蜂窝密封。本发明用于燃气轮机滑油系统的密封。

Description

一种应用于燃气轮机滑油系统的蓖齿式密封机构
技术领域
本发明涉及燃气轮机技术领域，具体涉及一种应用于燃气轮机滑油系统的蓖齿式密封机构。
背景技术
燃气轮机是复杂且精密的高科技产品，工作在高温、高压、高转速的恶劣环境下。轴承作为燃气轮机转子的支撑部件，其工作的可靠性直接影响燃气轮机的稳定运行。轴承应在可靠的滑油供给条件下工作，由于燃气轮机转速较高，轴承生热多，因此需要较大的滑油流量，因此需要合理设计滑油的密封系统，避免滑油的泄露。滑油泄露不仅影响燃气轮机的经济性，而且泄露的滑油遇到高温部件形成积碳，影响热端部件的换热效率，严重影响燃气轮机运行的安全性。现有燃气轮机中的滑油密封结构大多结构复杂，各部件在长期配合使用后，密封性能变差，容易造成滑油泄漏，无法满足燃气轮机滑油系统的长期密封性能要求。
发明内容
本发明为了解决现有燃气轮机中的滑油密封结构存在结构复杂，各部件间在长期配合使用的过程中，密封性能变差，容易造成滑油泄漏，无法满足燃气轮机滑油系统长期密封性能要求的问题，进而提出一种应用于燃气轮机滑油系统的蓖齿式密封机构。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
一种应用于燃气轮机滑油系统的蓖齿式密封机构包括蓖齿式密封套环、密封盖、石墨环、动环和螺母，蓖齿式密封套环、石墨环、动环和螺母由外至内依次套装在中空转轴上，蓖齿式密封套环与中空转轴固接，螺母与中空转轴螺纹连接，蓖齿式密封套环的外侧套装有密封盖，密封盖的边缘与油腔壳体固接，密封盖内侧壁的外侧端沿圆周方向固接有蜂窝密封环，蓖齿式密封套环外侧壁的外侧端设有蓖齿组，蓖齿组与蜂窝密封环对应设置形成蓖齿蜂窝密封。
本发明与现有技术相比包含的有益效果是：
本发明中的蓖齿式密封机构具有结构简单、密封性能优良、安装方便、可满足长期密封性能要求的特点。本发明中通过气体密封和石墨环结构密封两种密封形式的组合，有效实现滑油系统中的轴向和径向密封，能够有效防止滑油泄露。密封盖内侧壁的内侧端为光滑表面，与石墨环外表面接触，形成径向滑油密封。密封空气通过中空转轴上的通孔及蓖齿式密封套环上的通孔进入蓖齿式密封套环与密封盖之间的环形空腔，在蓖齿蜂窝密封作用下，在环形空腔内形成一定压力的密封空气，在空气压力作用下，石墨环压紧在动环端面，起到轴向密封滑油作用。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明中蓖齿式密封套环1的轴测图；
图3是本发明中蓖齿式密封套环1的剖视图；
图4是图3中的A向视图；
图5是本发明中密封盖2的轴测图；
图6是本发明中密封盖2的剖视图；
图7是本发明中石墨环5的轴测图；
图8是本发明中动环6的轴测图；
图9是本发明中中空转轴9的轴测图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式所述一种应用于燃气轮机滑油系统的蓖齿式密封机构包括蓖齿式密封套环1、密封盖2、石墨环5、动环6和螺母7，蓖齿式密封套环1、石墨环5、动环6和螺母7由外至内依次套装在中空转轴9上，蓖齿式密封套环1与中空转轴9固接，螺母7与中空转轴9螺纹连接，蓖齿式密封套环1的外侧套装有密封盖2，密封盖2的边缘与油腔壳体4固接，密封盖2内侧壁的外侧端沿圆周方向固接有蜂窝密封环10，蓖齿式密封套环1外侧壁的外侧端设有蓖齿组，蓖齿组与蜂窝密封环10对应设置形成蓖齿蜂窝密封。
蓖齿组与蜂窝密封环10对应设置形成蓖齿蜂窝密封，从而实现气体密封，石墨环5与动环6和密封盖2之间的密封，形成滑油系统的轴向和径向密封。
具体实施方式二：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述蓖齿组包括沿轴向方向均布设置的多个环状突起1-1。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
本实施方式中环状突起1-1的数量为6个。
具体实施方式三：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式所述环状突起1-1的最顶端与蜂窝密封环10之间设有间隙。其它组成和连接方式与具体实施方式二相同。
本实施方式中环状突起1-1的最顶端与蜂窝密封环10之间的间隙较小。
具体实施方式四：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述蓖齿式密封套环1的中部沿圆周方向均布设有多个通孔1-2，每个通孔1-2分别沿径向方向设置，中空转轴9的内部沿圆周方向均布设有多个气路通道9-1，每个气路通道9-1分别沿径向方向设置，每个气路通道9-1分别与一个通孔1-2的内侧端相连通，通孔1-2的外侧端与环状突起1-1的最顶端和蜂窝密封环10之间的间隙相连通。其它组成和连接方式与具体实施方式三相同。
本实施方式中密封空气由压气机提供，压气机与中空转轴9的中空腔体连接，密封空气经由中空转轴9的空腔进入气路通道9-1和通孔1-2，然后进入环状突起1-1的最顶端和蜂窝密封环10之间的间隙，经由蓖齿蜂窝密封流出，形成气体密封。由于蓖齿蜂窝密封结构的存在，使得密封空气进入蓖齿式密封套环1与密封盖2之间形成的环形空腔后具有一定空气压力。
本实施方式中通孔1-2的数量为18个，通孔1-2的孔径为6mm。
具体实施方式五：结合图1和图4和图7说明本实施方式，本实施方式所述动环6的外侧设有环形凹槽1-3，石墨环5设置在环形凹槽1-3内，且石墨环5涨紧安装在密封盖2内侧壁的内侧端。其它组成和连接方式与具体实施方式一、二、三或四相同。
本实施方式中密封空气经由通孔1-2进入环形凹槽1-3，密封空气在环形凹槽1-3内具有一定空气压力。石墨环5设置在环形凹槽1-3内，石墨环5具有一定径向弹性，涨紧安装在密封盖2内侧壁的内侧端，可以保证石墨环5外圆与密封盖2内表面的紧密配合，形成径向滑油密封，同时，石墨环5在密封空气压力作用下，石墨环5端面与动环6端面相互配合，形成滑油的轴向密封。
本实施方式中石墨环5的单边截面形状为矩形，石墨环5上设有一个开口，石墨环5的外径略大于密封盖2的内径，石墨环5安装到环形槽1-3和密封盖2内侧时，石墨环5上的开口被压紧闭合，实现与密封盖2内侧壁之间的涨紧安装，石墨环5对密封盖2的内侧壁施加径向力。
具体实施方式六：结合图1和图4说明本实施方式，本实施方式所述环形凹槽1-3设置在蓖齿式密封套环1外侧壁的内侧端上。其它组成和连接方式与具体实施方式五相同。
本实施方式中，环形凹槽1-3的槽壁的直径和动环6的直径小于石墨环5外圆的直径，以保证石墨环5能够充分与密封盖2内表面配合。环形凹槽1-3的深度为14mm，宽度为18mm。
具体实施方式七：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式所述蓖齿式密封套环1与中空转轴9过盈配合。其它组成和连接方式与具体实施方式一、二、三、四或六相同。
具体实施方式八：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述中空转轴9的外侧壁上垂直固接有销钉8，蓖齿式密封套环1内侧壁的外侧端沿轴向方向设有限位槽1-4，销钉8顶端卡装在限位槽1-4内。其它组成和连接方式与具体实施方式七相同。
本实施方式中通过销钉8与限位槽1-4的配合，实现蓖齿式密封套环1的周向定位。限位槽1-4的深度为2.5mm，宽度为5.5mm。
具体实施方式九：结合图1至图4和图9说明本实施方式，本实施方式所述中空转轴9的外圆周侧壁上设有轴肩，蓖齿式密封套环1内侧壁的外侧端套装在轴肩上。其它组成和连接方式与具体实施方式八相同。
本实施方式中蓖齿式密封套环1通过轴肩进行定位。如此设计整个密封机构中，蓖齿式密封套环1、石墨环5、动环6和螺母7由外至内依次套装在中空转轴9上，密封机构的最外侧通过轴肩进行定位，最内侧通过螺母7进行锁紧，实现整个机构的有效定位。
具体实施方式十：结合图1、图5和图6说明本实施方式，本实施方式所述密封盖2的边缘通过多个均布设置的螺钉3与油腔壳体4固接。其它组成和连接方式与具体实施方式一、二、三、四、六、八或九相同。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (10)

1.一种应用于燃气轮机滑油系统的蓖齿式密封机构，其特征在于：所述一种应用于燃气轮机滑油系统的蓖齿式密封机构包括蓖齿式密封套环(1)、密封盖(2)、石墨环(5)、动环(6)和螺母(7)，蓖齿式密封套环(1)、石墨环(5)、动环(6)和螺母(7)由外至内依次套装在中空转轴(9)上，蓖齿式密封套环(1)与中空转轴(9)固接，螺母(7)与中空转轴(9)螺纹连接，蓖齿式密封套环(1)的外侧套装有密封盖(2)，密封盖(2)的边缘与油腔壳体(4)固接，密封盖(2)内侧壁的外侧端沿圆周方向固接有蜂窝密封环(10)，蓖齿式密封套环(1)外侧壁的外侧端设有蓖齿组，蓖齿组与蜂窝密封环(10)对应设置形成蓖齿蜂窝密封。
2.根据权利要求1所述一种应用于燃气轮机滑油系统的蓖齿式密封机构，其特征在于：所述蓖齿组包括沿轴向方向均布设置的多个环状突起(1-1)。
3.根据权利要求2所述一种应用于燃气轮机滑油系统的蓖齿式密封机构，其特征在于：所述环状突起(1-1)的最顶端与蜂窝密封环(10)之间设有间隙。
4.根据权利要求3所述一种应用于燃气轮机滑油系统的蓖齿式密封机构，其特征在于：所述蓖齿式密封套环(1)的中部沿圆周方向均布设有多个通孔(1-2)，每个通孔(1-2)分别沿径向方向设置，中空转轴(9)的内部沿圆周方向均布设有多个气路通道(9-1)，每个气路通道(9-1)分别沿径向方向设置，每个气路通道(9-1)分别与一个通孔(1-2)的内侧端相连通，通孔(1-2)的外侧端与环状突起(1-1)的最顶端和蜂窝密封环(10)之间的间隙相连通。
5.根据权利要求1、2、3或4所述一种应用于燃气轮机滑油系统的蓖齿式密封机构，其特征在于：所述动环(6)的外侧设有环形凹槽(1-3)，石墨环(5)设置在环形凹槽(1-3)内，且石墨环(5)涨紧安装在密封盖(2)内侧壁的内侧端。
6.根据权利要求5所述一种应用于燃气轮机滑油系统的蓖齿式密封机构，其特征在于：所述环形凹槽(1-3)设置在蓖齿式密封套环(1)外侧壁的内侧端上。
7.根据权利要求1、2、3、4或6所述一种应用于燃气轮机滑油系统的蓖齿式密封机构，其特征在于：所述蓖齿式密封套环(1)与中空转轴(9)过盈配合。
8.根据权利要求7所述一种应用于燃气轮机滑油系统的蓖齿式密封机构，其特征在于：所述中空转轴(9)的外侧壁上垂直固接有销钉(8)，蓖齿式密封套环(1)内侧壁的外侧端沿轴向方向设有限位槽(1-4)，销钉(8)顶端卡装在限位槽(1-4)内。
9.根据权利要求8所述一种应用于燃气轮机滑油系统的蓖齿式密封机构，其特征在于：所述中空转轴(9)的外圆周侧壁上设有轴肩，蓖齿式密封套环(1)内侧壁的外侧端套装在轴肩上。
10.根据权利要求1、2、3、4、6、8或9所述一种应用于燃气轮机滑油系统的蓖齿式密封机构，其特征在于：所述密封盖(2)的边缘通过多个均布设置的螺钉(3)与油腔壳体(4)固接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113530880A (zh) * 2021-08-09 2021-10-22 中国科学院工程热物理研究所 一种用于叶轮机械中动静结构间的悬浮式石墨封严装置

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