CN111911633A - 一种新型自平衡式主动抑漏迷宫密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型自平衡式主动抑漏迷宫密封装置，包括转轴、轴套、壳体及密封插销块，插销块既可为密封动环也可为密封静环，既可平行于转轴布置也可以垂直于转轴布置；密封静环可由壳体承担或由其上的插销块承担，所述迷宫密封通过若干组动静环相互串联密封；所述插销块包括A面和B面，所述插销块A面或B面上开设各类流线型动压槽，流线型动压槽呈螺旋状且与所在流场中流体流动方向反向布置，转轴的高速旋转使得每个流线型动压槽的尖端部位形成高压区，所述高压区内流体的集聚泵入方向与流场中流体的泄漏方向相反，起到节流、阻流和抑制泄漏甚至泵送的功能作用。

Description

一种新型自平衡式主动抑漏迷宫密封装置
技术领域
本发明属于迷宫密封件技术领域，具体涉及一种新型自平衡式主动抑漏迷宫密封装置。
背景技术
迷宫密封是转动零件和固定零件之间有许多曲折的小室使泄漏减小的密封。迷宫密封是在转轴周围设若干个依次排列的环行密封齿，齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔，被密封介质在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的。
由于迷宫密封的转子和机壳间存在间隙，无固体接触，毋须润滑，并允许有热膨胀，适应高温、高压、高转速频率的场合，这种密封形式被广泛用于汽轮机、燃汽轮机、压缩机、鼓风机的轴端和各级间的密封。
目前常见的迷宫密封形式有简单的直通密封，阶梯形状，错列式、径向迷宫等。但是上述密封应用到两侧压差较大时，容易出现泄漏，导致密封效果差，不能满足密封效果。
发明内容
本发明的目的为了解决现有的密封两侧压差较大时，容易出现泄漏，导致密封效果差等问题，提出一种迷宫密封结构。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种新型自平衡式主动抑漏迷宫密封装置，包括转轴、轴套、壳体及密封插销块，密封插销块为密封动环或密封静环，密封插销块平行于转轴布置或垂直于转轴布置；通过若干组密封动环和密封静环相互串联密封实现迷宫密封，密封插销块包括A面和B面，A面或B面上开设各类流线型动压槽，流线型动压槽呈螺旋状且与所在流场中流体流动方向反向布置，转轴的高速旋转使得每个流线型动压槽的尖端部位形成高压区，所述高压区内流体的集聚泵入方向与流场中流体的泄漏方向相反，起到节流、阻流和抑制泄漏甚至泵送的功能作用。
优选地，所述密封插销块的A面和B面流线型动压槽的尖端呈螺旋状向中心靠拢。
优选地，所述密封插销块的A面和B面的流线型动压槽设计成内层和外层。
优选地，所述密封静环设置在壳体上。
优选地，所述密封静环数量为3-5个，所述密封动环数量为3-5个。
优选地，密封动环的第一密封环Ⅰ的内壁A面开设流线型动压槽，流线型动压槽与密封动环旋转方向相反的方向设置，所述第一密封环Ⅰ的外壁B面开设流线型动压槽,其流线型动压槽与密封动环旋转方向。
上述技术方案可以得到以下有益效果：
本发明通过在密封动环或密封静环的密封面上开设流线型动压槽，在高速离心的作用下，在流线型动压槽的尖端形成高压区，使得气体能够对迷宫环式之间起到多层密封，提高密封效果。
本发明的迷宫密封结构完全能够克服两侧压差较大时，容易泄露的问题，满足密封需要。
附图说明
图1是迷宫密封结构示意图。
图2是密封环A面槽型结构图。
图3是密封环B面槽型结构图。
图4是第二种迷宫密封结构示意图。
图5是轴向密封环ⅠA-B向槽型结构示意图。
图6是轴向密封环ⅡA-B向槽型结构示意图。
图7是轴向密封环ⅢA-B向槽型结构示意图。
图8是轴向密封环ⅣA-B向槽型结构示意图。
图9是轴向密封环ⅤA-B向槽型结构示意图。
图10是轴向密封环ⅥA-B向槽型结构示意图。
图中：
1、转子，2、壳体，3、密封插销块，4、流线型动压槽，5、高压区。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
如图1-3所示，一种新型自平衡式主动抑漏迷宫密封装置，包括转轴1、轴套、壳体2及密封插销块，密封插销块3为密封动环或密封静环，密封插销块平行于转轴布置或垂直于转轴布置；通过若干组密封动环和密封静环相互串联密封实现迷宫密封，密封插销块包括A面和B面，A面或B面上开设各类流线型动压槽4，流线型动压槽呈螺旋状且与所在流场中流体流动方向反向布置，转轴的高速旋转使得每个流线型动压槽的尖端部位形成高压区5，所述高压区内流体的集聚泵入方向与流场中流体的泄漏方向相反，起到节流、阻流和抑制泄漏甚至泵送的功能作用。
所述密封插销块的A面和B面流线型动压槽的尖端呈螺旋状向中心靠拢。
所述密封插销块的A面和B面的流线型动压槽设计成内层和外层。
所述密封静环设置在壳体上。
所述密封静环数量为3-5个，所述密封动环数量为3-5个。
密封动环的第一密封环Ⅰ的内壁A面开设流线型动压槽，流线型动压槽与密封动环旋转方向相反的方向设置，所述第一密封环Ⅰ的外壁B面开设流线型动压槽,其流线型动压槽与密封动环旋转方向。
实施例1：
结合图1所示，当气体从图1中P in 入口进入，转轴1带动密封插销块3的密封动环正向旋转，此时气体第一个接触到第一个密封动环Ⅰ的A面，图2所示，A面上开设流线型动压槽4，线型动压槽呈弧形齿状，若干线型动压槽呈均匀螺旋状分布，弧形齿状的尖端向密封环A面中心靠拢，在高速旋转的作用下，线型动压槽的尖端在形成高压区5，若干均匀分布线型动压槽的尖端高压区5形成一圈高压区，进而起到节流、阻流和抑制泄漏的作用，同理，当气体进入第一个密封动环Ⅰ的B面时，由于密封动环B面上放射状分布两层流线型动压槽，流线型动压槽尖端向密封动环B面四周发散，在高速旋转的作用下，线型动压槽的尖端在形成高压区5，若干均匀分布线型动压槽的尖端高压区5形成一圈高压区，进而起到节流、阻流和抑制泄漏的作用，实现了两层密封高压圈，图1中高压区5就是代表气体集聚点，能够起到更好密封，同理气体依次接触第二个密封动环Ⅱ和第三个密封动环Ⅲ后，气体从P out 排出。
实施例2：
图4所示，密封插销块包括密封动环采用三层，密封静环也设有三层，两者实现迷宫环式相互交叉密封，具体从转子向外分为第一层动密封环Ⅰ，第二静密封环Ⅱ，第三动密封环Ⅲ，第四静密封环Ⅳ，第五动密封环Ⅴ，第六静密封环Ⅵ。其中第一层动密封环Ⅰ内侧A面上开设线型动压槽，线型动压槽的尖端方向与转子方向相反，第一层动密封环Ⅰ外侧B面上开设线型动压槽，线型动压槽斜向设置，第二静密封环Ⅱ，第三动密封环Ⅲ，第四静密封环Ⅳ，第五动密封环Ⅴ，第六静密封环Ⅵ的A向和B向的线型动压槽相同，A向的线型动压槽的尖端向下设置，B面线型动压槽斜向设置。
当气体从图4中P in 入口进入，转子1带动密封动环旋转，当气体第一个接触到轴向第一层动密封环Ⅰ的A面向时，由于图5中第一层动密封环ⅠA向和B向的线型动压槽，转子高速旋转时，使得线型动压槽的尖端形成高压区，具体表现在图4中密封环Ⅰ的远端，能够起到节流、阻流和抑制泄漏的作用，当气体进入第一层动密封环ⅠB向的线型动压槽，转子高速旋转时，使得线型动压槽的尖端形成高压区，这样可以形成高压密封圈，而第二静密封环Ⅱ上的A向和B向的虽然静止，但是与气体参照物，第二静密封环Ⅱ的向右方向旋转，进而根据第二静密封环ⅡA向和B向开槽方式，使得高压区集聚在密封环中间和密封环的远端。
以上所述均为本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的原理前提下，对本发明的各种等价形式的修改均属于本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种新型自平衡式主动抑漏迷宫密封装置，包括转轴、轴套、壳体及密封插销块，其特征在于：密封插销块为密封动环或密封静环，密封插销块平行于转轴布置或垂直于转轴布置；通过若干组密封动环和密封静环相互串联密封实现迷宫密封，密封插销块包括A面和B面，A面或B面上开设各类流线型动压槽，流线型动压槽呈螺旋状且与所在流场中流体流动方向反向布置，转轴的高速旋转使得每个流线型动压槽的尖端部位形成高压区，所述高压区内流体的集聚泵入方向与流场中流体的泄漏方向相反，起到节流、阻流和抑制泄漏甚至泵送的功能作用。
2.根据权利要求1所述的一种迷宫密封结构，其特征在于：所述密封插销块的A面和B面流线型动压槽的尖端呈螺旋状向中心靠拢。
3.根据权利要求1或2所述的一种迷宫密封结构，其特征在于：所述密封插销块的A面和B面的流线型动压槽设计成内层和外层。
4.根据权利要求1所述的一种迷宫密封结构，其特征在于：所述密封静环设置在壳体上。
5.根据权利要求4所述的一种迷宫密封结构，其特征在于：所述密封静环数量为3-5个，所述密封动环数量为3-5个。
6.根据权利要求5所述的一种迷宫密封结构，其特征在于：密封动环的第一密封环Ⅰ的内壁A面开设流线型动压槽，流线型动压槽与密封动环旋转方向相反的方向设置，所述第一密封环Ⅰ的外壁B面开设流线型动压槽,其流线型动压槽与密封动环旋转方向。
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