CN112360632A - 燃气轮机用挡油环 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种燃气轮机用挡油环，包括：套设于转子的挡油环本体，挡油环本体沿本体圆心线方向的两侧分别为轴承侧和机内侧；多级油封环齿，所有油封环齿沿平行于本体圆心线的方向逐级排列并且凸设于挡油环本体的内周壁，将挡油环本体和转子之间的区域分隔成开口朝向转子的多级聚油环槽，每级聚油环槽的下半部槽底设有贯通于挡油环本体的泻油孔，泻油孔的孔径根据聚油环槽的级数沿从轴承侧至机内侧的方向逐级变小；最靠近轴承侧聚油环槽的最低处槽底设有贯通于挡油环本体的泻油弧槽。本发明能够极大提高泻油能力，即使在机组长期运行后油封环齿磨损，也能最大程度阻止润滑油流入燃气轮机内部，极大提高机组的使用寿命和安全运行时间。
Description
技术领域
本发明涉及汽轮机挡油技术领域，特别是涉及一种燃气轮机用挡油环。
背景技术
挡油环是燃气轮机的重要组成部分，挡油环安装在油膜滑动轴承的附近，用于阻止油膜轴承的润滑油进入燃气轮机的内部区域。燃气轮机内部区域的温度极高，远远高于润滑油的燃点。挡油环将润滑油阻挡在温度较低的轴承座区域，润滑油通过挡油环底部的漏油孔流向回油管。一旦挡油环损坏，润滑油进入高温区域后极易发生结焦、燃烧现象，从而严重影响机组的安全运行。
随着燃气轮机发电机组的连续运行，机组轴系位置及运行状态发生改变，随着机组运行时间的推进，转子对挡油环的摩擦越来越大，挡油环齿面被磨损的越来越低，直至低于润滑油液面，发生漏油事故，严重影响机组的安全运行。挡油环安装在机组内部，更换及其不便并且费时。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种燃气轮机用挡油环，能够极大提高泻油能力，即使在机组长期运行后油封环齿磨损，也能最大程度阻止润滑油流入燃气轮机内部，极大提高机组的使用寿命和安全运行时间。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种燃气轮机用挡油环，包括：
套设于转子的挡油环本体，挡油环本体具有本体圆心线，挡油环本体沿本体圆心线方向的两侧分别为轴承侧和机内侧；
多级油封环齿，所有油封环齿沿平行于本体圆心线的方向逐级排列并且凸设于挡油环本体的内周壁，将挡油环本体和转子之间的区域分隔成开口朝向转子的多级聚油环槽，每级聚油环槽的下半部槽底设有贯通于挡油环本体的泻油孔，泻油孔的孔径根据聚油环槽的级数沿从轴承侧至机内侧的方向逐级变小，最靠近轴承侧聚油环槽的泻油孔的数量为N个，其余级聚油环槽的泻油孔的数量均为M，2N≤M；最靠近轴承侧聚油环槽的最低处槽底设有贯通于挡油环本体的泻油弧槽，泻油弧槽沿挡油环本体的圆周方向延伸并且槽宽等于泻油孔的最大孔径。
优选地，所述油封环齿具有环齿圆心线，环齿圆心线相对于本体圆心线向下偏心设置。
优选地，所述挡油环本体由上半部环体和下半部环体拼接而成。
优选地，所述泻油弧槽所对应的圆心角为α，0度<α<60度。
优选地，所述聚油环槽的级数为三级，沿从轴承侧至机内侧的方向分别为第一级聚油环槽、第二级聚油环槽以及第三级聚油环槽。
优选地，所述泻油孔沿挡油环本体的径向贯通。
优选地，对应于同一级所述聚油环槽的所有泻油孔沿挡油环本体的圆周方向均匀布置。
优选地，所述挡油环本体的内周壁上设有与油封环齿一一对应的多个卡槽，油封环齿的外周沿设于对应的卡槽。
如上所述，本发明的燃气轮机用挡油环，具有以下有益效果：相较于现有挡油环，本发明的燃气轮机用挡油环的下半部环进行优化：每级聚油环槽的下半部槽底设有贯通于挡油环本体的泻油孔，泻油孔的孔径根据聚油环槽的级数沿从轴承侧至机内侧的方向逐级变小，最靠近轴承侧聚油环槽的泻油孔的数量为N个，其余级聚油环槽的泻油孔的数量均为M，2N≤M；最靠近轴承侧聚油环槽的最低处槽底设有贯通于挡油环本体的泻油弧槽，泻油弧槽沿挡油环本体的圆周方向延伸并且槽宽等于泻油孔的最大孔径。在燃气轮机运行时，转子定轴转动，油封环齿与转子间隙配合，润滑油可能从轴承侧流向机内侧。由于最靠近轴承侧的聚油环槽同时设有泻油弧槽和最大孔径的泻油孔，如此设置，该聚油环槽内的绝大部分润滑油能够通过泻油孔和泻油弧槽泻掉；又由于泻油孔的孔径根据聚油环槽的级数沿从轴承侧至机内侧的方向逐级变小，最靠近轴承侧聚油环槽的泻油孔的数量为N个，其余级聚油环槽的泻油孔的数量均为M，2N≤M，这样能够逐级泻掉各级聚油环槽内的润滑油，从而致使润滑油不能流至挡油环本体的机内侧。因此，本发明的燃气轮机用挡油环能够极大提高泻油能力，即使在机组长期运行后油封环齿磨损，也能最大程度阻止润滑油流入燃气轮机内部，极大提高机组的使用寿命和安全运行时间。
附图说明
图1显示为本发明的燃气轮机用挡油环的主视图；
图2显示为燃气轮机用挡油环的顶部剖视图；
图3显示为燃气轮机用挡油环的底部剖视图；
图4显示为沿图3中E-F线的剖视图；
图5显示为沿图3中G-H线的剖视图；
图6显示为沿图3中I-J线的剖视图。
元件标号说明
1 挡油环本体
11 本体圆心线
12 轴承侧
13 机内侧
14 上半部环体
15 下半部环体
16 卡槽
2 油封环齿
21 聚油环槽
211 泻油孔
212 泻油弧槽
22 环齿圆心线
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1至图6所示，本发明提供一种燃气轮机用挡油环，包括：
套设于转子的挡油环本体1，挡油环本体1具有本体圆心线11，挡油环本体1沿本体圆心线11方向的两侧分别为轴承侧12(即用于安装轴承座的区域)和机内侧13(即燃气轮机内部的区域)；轴承侧12的温度低于润滑油的燃点，机内侧13的温度高于润滑油的燃点；
多级油封环齿2，所有油封环齿2沿平行于本体圆心线11的方向逐级排列并且凸设于挡油环本体1的内周壁，将挡油环本体1和转子之间的区域分隔成开口朝向转子的多级聚油环槽21，每级聚油环槽21的下半部槽底设有贯通于挡油环本体1的泻油孔211(图4至图6，泻油孔211采用简略画法，只画了泻油孔211的中心线)，泻油孔211的孔径根据聚油环槽21的级数沿从轴承侧12至机内侧13的方向逐级变小，最靠近轴承侧12聚油环槽21的泻油孔211的数量为N个，其余级聚油环槽21的泻油孔211的数量均为M，2N≤M；最靠近轴承侧12聚油环槽21的最低处槽底设有贯通于挡油环本体1的泻油弧槽212，泻油弧槽212沿挡油环本体1的圆周方向延伸并且槽宽等于泻油孔211的最大孔径。
相较于现有挡油环，本发明的燃气轮机用挡油环的下半部环进行优化：每级聚油环槽21的下半部槽底设有贯通于挡油环本体1的泻油孔211，泻油孔211的孔径根据聚油环槽21的级数沿从轴承侧12至机内侧13的方向逐级变小，最靠近轴承侧12聚油环槽21的泻油孔211的数量为N个，其余级聚油环槽21的泻油孔211的数量均为M，2N≤M；最靠近轴承侧12聚油环槽21的最低处槽底设有贯通于挡油环本体1的泻油弧槽212，泻油弧槽212沿挡油环本体1的圆周方向延伸并且槽宽等于泻油孔211的最大孔径。在燃气轮机运行时，转子定轴转动，油封环齿2与转子间隙配合，润滑油可能从轴承侧12流向机内侧13。由于最靠近轴承侧12的聚油环槽21同时设有泻油弧槽212和最大孔径的泻油孔211，如此设置，该聚油环槽21内的绝大部分润滑油能够通过泻油孔211和泻油弧槽212泻掉；又由于泻油孔211的孔径根据聚油环槽21的级数沿从轴承侧12至机内侧13的方向逐级变小，最靠近轴承侧12聚油环槽21的泻油孔211的数量为N个，其余级聚油环槽21的泻油孔211的数量均为M，2N≤M，这样能够逐级泻掉各级聚油环槽21内的润滑油，从而致使润滑油不能流至挡油环本体1的机内侧13。因此，本发明的燃气轮机用挡油环能够极大提高泻油能力，即使在机组长期运行后油封环齿2磨损，也能最大程度阻止润滑油流入燃气轮机内部，极大提高机组的使用寿命和安全运行时间。
由于上述油封环齿2和转子之间的缝隙较小，油封环齿2容易触碰转子，极有可能引起转子发生振动；时间长了，油封环齿2的齿尖部会被磨掉，从而引起漏油现象，上述油封环齿2具有环齿圆心线22，环齿圆心线22相对于本体圆心线11向下偏心设置，偏心距离为L(参见图1)，这样能够增加油封环齿2的下半部与转子的间隙，从而减少转子对油封环齿2的磨损程度。
为了便于拆装上述挡油环本体1，上述挡油环本体1由上半部环体14和下半部环体15拼接而成。
为了提高上述泻油弧槽212的泄油能力，同时不破坏挡油环本体1的结构强度，上述泻油弧槽212所对应的圆心角为α，0度<α<60度。
上述聚油环槽21的级数可以为多级，例如，聚油环槽21的级数为四级。再例如，上述聚油环槽21的级数为三级，沿从轴承侧12至机内侧13的方向分别为第一级聚油环槽21、第二级聚油环槽21以及第三级聚油环槽21。对应于第一级聚油环槽21的泻油孔211的孔径为D1，对应于第二级聚油环槽21的泻油孔211的孔径为D2，对应于第三级聚油环槽21的泻油孔211的孔径为D3，则D1>D2>D3；上述泻油弧槽212的槽宽为B，则B＝D1。
为了便于加工上述泻油孔211，并且更加顺畅地将润滑油泻掉，上述泻油孔211沿挡油环本体1的径向贯通。
为了提高上述聚油环槽21的泻油能力，对应于同一级上述聚油环槽21的所有泻油孔211沿挡油环本体1的圆周方向均匀布置。
为了便于将上述油封环齿2安装至挡油环本体1，上述挡油环本体1的内周壁上设有与油封环齿2一一对应的多个卡槽16，油封环齿2的外周沿设于对应的卡槽16。
综上所述，本发明的燃气轮机用挡油环能够极大提高泻油能力，即使在机组长期运行后油封环齿磨损，也能最大程度阻止润滑油流入燃气轮机内部，极大提高机组的使用寿命和安全运行时间。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种燃气轮机用挡油环，其特征在于，包括：
套设于转子的挡油环本体(1)，挡油环本体(1)具有本体圆心线(11)，挡油环本体(1)沿本体圆心线(11)方向的两侧分别为轴承侧(12)和机内侧(13)；
多级油封环齿(2)，所有油封环齿(2)沿平行于本体圆心线(11)的方向逐级排列并且凸设于挡油环本体(1)的内周壁，将挡油环本体(1)和转子之间的区域分隔成开口朝向转子的多级聚油环槽(21)，每级聚油环槽(21)的下半部槽底设有贯通于挡油环本体(1)的泻油孔(211)，泻油孔(211)的孔径根据聚油环槽(21)的级数沿从轴承侧(12)至机内侧(13)的方向逐级变小，最靠近轴承侧(12)聚油环槽(21)的泻油孔(211)的数量为N个，其余级聚油环槽(21)的泻油孔(211)的数量均为M，2N≤M；最靠近轴承侧(12)聚油环槽(21)的最低处槽底设有贯通于挡油环本体(1)的泻油弧槽(212)，泻油弧槽(212)沿挡油环本体(1)的圆周方向延伸并且槽宽等于泻油孔(211)的最大孔径。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机用挡油环，其特征在于：所述油封环齿(2)具有环齿圆心线(22)，环齿圆心线(22)相对于本体圆心线(11)向下偏心设置。
3.根据权利要求1所述的燃气轮机用挡油环，其特征在于：所述挡油环本体(1)由上半部环体(14)和下半部环体(15)拼接而成。
4.根据权利要求1所述的燃气轮机用挡油环，其特征在于：所述泻油弧槽(212)所对应的圆心角为α，0度<α<60度。
5.根据权利要求1所述的燃气轮机用挡油环，其特征在于：所述聚油环槽(21)的级数为三级，沿从轴承侧(12)至机内侧(13)的方向分别为第一级聚油环槽(21)、第二级聚油环槽(21)以及第三级聚油环槽(21)。
6.根据权利要求1所述的燃气轮机用挡油环，其特征在于：所述泻油孔(211)沿挡油环本体(1)的径向贯通。
7.根据权利要求1所述的燃气轮机用挡油环，其特征在于：对应于同一级所述聚油环槽(21)的所有泻油孔(211)沿挡油环本体(1)的圆周方向均匀布置。
8.根据权利要求1所述的燃气轮机用挡油环，其特征在于：所述挡油环本体(1)的内周壁上设有与油封环齿(2)一一对应的多个卡槽(16)，油封环齿(2)的外周沿设于对应的卡槽(16)。
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