CN113482728B - 一种自补偿的燃气轮机气缸密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及战略性新兴产业技术领域，且公开了一种自补偿的燃气轮机气缸密封装置，包括上缸体，所述上缸体的下方安装有下缸体，所述下缸体的一侧设有T形凸起，所述上缸体和下缸体的同一侧均开设有均布的螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有螺栓。本发明通过设计的T形凸起、滑块II、弹性垫片，使上缸体和下缸体在螺栓作用下进行合缸时，螺栓能挤压滑块II，使滑块II与T形凸起的底端贴合，从而使上缸体和下缸体形成互锁关系，当气缸在高温高压状态下发生膨胀时，T形凸起和滑块II的组合体能与螺栓共同对上缸体和下缸体进行对称的限制，避免了螺栓成为支点而形成V形缝隙，导致泄漏的问题。

Description

一种自补偿的燃气轮机气缸密封装置

技术领域

本发明涉及战略性新兴技术领域，具体为一种自补偿的燃气轮机气缸密封装置。

背景技术

燃气轮机是一种用连续流动的气体为工作介质带动叶轮高速旋转，从而将燃料的能量转化为有用功的内燃式机械，其中，燃气轮机的气缸作为燃气轮机气体压力保持部件，在工作状态下，其承受的温度载荷以及气体压力载荷非常大，如果其气缸的密封效果差，将导致气体泄漏、能量转化率低。

当前对于燃气轮机气缸的密封，采取对上下半缸进行螺栓连接，用螺栓的预紧力产生的法兰接触压力对上下半缸进行密封，但是燃气轮机在长时间的运行下，其温度和压力不断上升，此时上下半缸在高压状态下会发生膨胀，使得螺栓连接处成为一个支点，导致上下半缸的连接处发生翘曲，形成V字形缝隙，使得气缸的密封性下降，造成气体泄漏，同时受材料热涨的影响，上下半缸的法兰将会发生变形，导致螺栓的预紧力下降，进一步导致气缸的密封性下降。

发明内容

针对背景技术中提出的现有燃气轮机气缸在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种自补偿的燃气轮机气缸密封装置，具备上下缸体互锁、气体泄漏提供高压、螺栓获得额外压力保持稳定、泄漏高压气体保持上下缸体密封性的优点，解决了上述背景技术中提出发生翘曲形成V字形缝隙、气缸密封性下降、螺栓预紧力下降得问题。

本发明提供如下技术方案：一种自补偿的燃气轮机气缸密封装置，包括上缸体，所述上缸体的下方安装有下缸体，所述下缸体的一侧设有T形凸起，所述上缸体和下缸体的同一侧均开设有均布的螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有螺栓，所述上缸体内开设有均布的工形槽、活动槽I、排压通道和活动槽II，所述上缸体内开设有泄压腔，所述工形槽的顶部活动套接有滑块I，所述滑块I的一侧底端固定连接有连接杆，所述工形槽的底部活动套接有滑块II，所述滑块II通过连接杆与滑块I固定连接，所述活动槽I的一端固定连接有一号弹簧，所述一号弹簧缠绕在滑块II上，所述滑块II靠近螺纹孔的一端上固定套接有挤压板，所述一号弹簧的另一端与挤压板固定连接，所述活动槽II的顶端固定连接有二号弹簧，所述活动槽II内活动套接有堵塞杆，所述二号弹簧缠绕在堵塞杆上，所述二号弹簧的底端固定连接在堵塞杆上，所述泄压腔的底部活动套接有弹性垫片。

优选的，所述上缸体和下缸体上的螺纹孔中心线重合，所述T形凸起的两端与下缸体的两端相距五厘米，所述T形凸起的一侧底部设有倾斜向上的斜面，所述T形凸起和螺纹孔以下缸体的中心线为基准互为对称。

优选的，所述工形槽的顶部一端与螺纹孔连通，所述工形槽顶部的另一端与泄压腔连通，所述泄压腔的一端与排压通道连通，所述排压通道的一端与气缸内腔连通，所述排压通道的中部与活动槽II连通，所述活动槽II位于排压通道的下方，所述工形槽的底部一端与活动槽I连通，所述活动槽I的一端与螺纹孔连通。

优选的，所述弹性垫片的中心线与T形凸起的中心线重合，所述弹性垫片的长度值与T形凸起的长度值相同。

优选的，所述滑块I靠近螺纹孔一侧的顶部设有倾斜向下的斜面，所述滑块II远离螺纹孔一侧的顶部设有倾斜向下的斜面，所述滑块II上的斜面与T形凸起上的斜面平行，所述滑块I和滑块II靠近螺纹孔的一端在同一平面内。

优选的，所述堵塞杆的顶部横截面呈T形，所述排压通道的横截面呈矩形，所述排压通道的高度值和宽度值与堵塞杆的宽度值和长度值大小相同。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过设计的T形凸起、滑块II、弹性垫片，使上缸体和下缸体在螺栓作用下进行合缸时，螺栓能挤压滑块II，使滑块II与T形凸起的底端贴合，从而使上缸体和下缸体形成互锁关系，当气缸在高温高压状态下发生膨胀时，T形凸起和滑块II的组合体能与螺栓共同对上缸体和下缸体进行对称的限制，避免了螺栓成为支点而形成V形缝隙，导致泄漏的问题。

2、本发明通过设计的堵塞杆、泄压腔、滑块I、滑块II和弹性垫片，使气缸在长时间的高温高压以及多此热胀冷缩的影响下出现松动时，上缸体和下缸体开始发生分离，使堵塞杆打开排压通道，从而使高压气体进入泄压腔后挤压滑块I和弹性垫片，使滑块I、滑块II挤压螺栓，从而使螺栓获得额外的挤压力保持稳定，同时使弹性垫片挤压T形凸起，保证上下缸体分离后，其缝隙处依然不会发生泄漏。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明上缸体结构示意图；

图3为本发明工形槽结构示意图；

图4为本发明图1中A处结构局部放大示意图；

图5为本发明滑块I结构示意图；

图6为本发明下缸体结构示意图；

图7为本发明T形凸起结构示意图。

图中：1、上缸体；2、下缸体；201、T形凸起；3、螺纹孔；4、螺栓；5、工形槽；6、活动槽I；7、泄压腔；8、排压通道；9、活动槽II；10、滑块I；11、滑块II；12、连接杆；13、一号弹簧；14、挤压板；15、弹性垫片；16、二号弹簧；17、堵塞杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，一种自补偿的燃气轮机气缸密封装置，包括上缸体1，上缸体1的下方安装有下缸体2，下缸体2的一侧设有T形凸起201，T形凸起201的两端与下缸体2的两端相距五厘米，使T形凸起201与弹性垫片15能最大限度的保持贴合状态，使二者的贴合处保持密封状态，从而保持上缸体1和下缸体2的密封，T形凸起201的一侧底部设有倾斜向上的斜面，使螺栓4在对上缸体1和下缸体2进行紧固时，螺栓4挤压滑块I10，使滑块I10带动滑块II11移动，使滑块II11的斜面挤压T形凸起201的斜面，从而使T形凸起201压实弹性垫片15，并最终与滑块II11形成互锁关系，上缸体1和下缸体2的同一侧均开设有均布的螺纹孔3，T形凸起201和螺纹孔3以下缸体2的中心线为基准互为对称，使气缸在高温高压的工作状态下发生膨胀时，螺栓4和T形凸起201、滑块II11的组合体能共同受到大小相似的力，保持其密封的状态，避免螺栓4单独受力，导致出现V字形缝隙的情况，上缸体1和下缸体2上的螺纹孔3中心线重合，螺纹孔3内螺纹连接有螺栓4。

上缸体1内开设有均布的工形槽5、活动槽I6、排压通道8和活动槽II9，上缸体1内开设有泄压腔7，工形槽5的顶部一端与螺纹孔3连通，使滑块I10的一端可以进入螺纹孔3中，工形槽5顶部的另一端与泄压腔7连通，使滑块I10的一端可以与泄压腔7接触，使泄压腔7在获得高温高压气体时，能挤压滑块I10，使滑块I10带动滑块II11挤压螺栓4，使螺栓4获得一个额外的压力，从而保持上缸体1和下缸体2的稳定，泄压腔7的底部活动套接有弹性垫片15，弹性垫片15的中心线与T形凸起201的中心线重合，弹性垫片15的长度值与T形凸起201的长度值相同，使弹性垫片15和T形凸起201能最大限度的压合，从而形成良好的密封状态，泄压腔7的一端与排压通道8连通，排压通道8的一端与气缸内腔连通，排压通道8的中部与活动槽II9连通，活动槽II9位于排压通道8的下方，工形槽5的底部一端与活动槽I6连通，活动槽I6的一端与螺纹孔3连通，使滑块II11的一端可以进入螺纹孔3内。

工形槽5的顶部活动套接有滑块I10，滑块I10的一侧底端固定连接有连接杆12，滑块I10靠近螺纹孔3一侧的顶部设有倾斜向下的斜面，使螺栓4在对上缸体1和下缸体2进行紧固时，螺栓4能挤压滑块I10，使滑块I10带动滑块II11向泄压腔7的方向移动，使滑块I10的另一端堵塞泄压腔7和工形槽5的连通处，从而使其在后续中获得压力，同时使滑块II11能挤压T形凸起201，使T形凸起201压实弹性垫片15，使T形凸起201和滑块II11形成互锁关系，工形槽5的底部活动套接有滑块II11，滑块II11远离螺纹孔3一侧的顶部设有倾斜向下的斜面，滑块II11上的斜面与T形凸起201上的斜面平行，使滑块II11能挤压T形凸起201，使T形凸起201压实弹性垫片15，使T形凸起201和滑块II11形成互锁关系，滑块II11通过连接杆12与滑块I10固定连接，滑块I10和滑块II11靠近螺纹孔3的一端在同一平面内，使泄压腔7获得高温高压气体后，滑块I10受到挤压得情况下，滑块I10和滑块II11靠近螺纹孔3得一端均能挤压螺栓4，使其获得额外得压力。

活动槽I6的一端固定连接有一号弹簧13，一号弹簧13缠绕在滑块II11上，滑块II11靠近螺纹孔3的一端上固定套接有挤压板14，一号弹簧13的另一端与挤压板14固定连接，使滑块II11在向泄压腔7得方向移动时，一号弹簧13能压缩，并在最后更换或维修时带动滑块II11回复。

活动槽II9的顶端固定连接有二号弹簧16，活动槽II9内活动套接有堵塞杆17，二号弹簧16缠绕在堵塞杆17上，二号弹簧16的底端固定连接在堵塞杆17上，堵塞杆17的顶部横截面呈T形，排压通道8的横截面呈矩形，排压通道8的高度值和宽度值与堵塞杆17的宽度值和长度值大小相同，使上缸体1与下缸体2压合时，堵塞杆17能上抬堵塞排压通道8，当上缸体1和下缸体2松动产生缝隙时，堵塞杆17能在二号弹簧16得带动下回弹，使排压通道8开启，使高温高压气体进入泄压腔7，使高温高压气体挤压弹性垫片15和滑块I10，使弹性垫片15挤压T形凸起201，使二者之间压实保持密封状态，使T形凸起201挤压滑块II11，使二者之间保持互锁状态。

本发明的使用方法(工作原理)如下：

首先，将上缸体1扣合在下缸体2上，此时上缸体1和下缸体2的中心线重合，接着将螺栓4送入螺纹孔3内，当螺栓4逐渐向下移动时，螺栓4的底端将挤压滑块I10的倾斜面，使滑块I10带动滑块II11受力向泄压腔7的一侧移动，使滑块I10的另一端堵塞工形槽5和泄压腔7的连通处，使滑块II11上的斜面挤压T形凸起201上的斜面，使T形凸起201压实弹性垫片15，使上缸体1和下缸体2通过T形凸起201、滑块II11形成互锁，同时，堵塞杆17受到下缸体2的顶端挤压，使二号弹簧16压缩，使堵塞杆17的顶部堵塞排压通道8，此时螺栓4对上缸体1和下缸体2完成了预紧力连接；

然后，当气缸在高温高压的状态下工作时，受螺栓4和T形凸起201、滑块II11互锁体的影响，始终保持稳定，当气缸在长时间的高温高压以及多此热胀冷缩的影响导致金属变形的情况下，上缸体1和下缸体2开始出现松动，此时上缸体1与下缸体2的贴合处出现缝隙，使二号弹簧16带动堵塞杆17回弹，使排压通道8开启，使高温高压气体进入泄压腔7中，使高温高压气体挤压弹性垫片15和滑块I10，使弹性垫片15向下移动并挤压T形凸起201，使T形凸起201向下挤压滑块II11，使高温高压气体被T形凸起201和弹性垫片15形成的墙壁阻拦，使滑块I10和滑块II11挤压螺栓4，使螺栓4获得额外的压力；

最后，气缸的密封装置完全失效或者到达最大使用寿命后，对其进行保养维修或者更换即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种自补偿的燃气轮机气缸密封装置，包括上缸体（1），其特征在于：所述上缸体（1）的下方安装有下缸体（2），所述下缸体（2）的一侧设有T形凸起（201），所述上缸体（1）和下缸体（2）的同一侧均开设有均布的螺纹孔（3），所述螺纹孔（3）内螺纹连接有螺栓（4），所述上缸体（1）内开设有均布的工形槽（5）、活动槽I（6）、排压通道（8）和活动槽II（9），所述上缸体（1）内开设有泄压腔（7），所述工形槽（5）的顶部活动套接有滑块I（10），所述滑块I（10）的一侧底端固定连接有连接杆（12），所述工形槽（5）的底部活动套接有滑块II（11），所述滑块II（11）通过连接杆（12）与滑块I（10）固定连接，所述活动槽I（6）的一端固定连接有一号弹簧（13），所述一号弹簧（13）缠绕在滑块II（11）上，所述滑块II（11）靠近螺纹孔（3）的一端上固定套接有挤压板（14），所述一号弹簧（13）的另一端与挤压板（14）固定连接，所述活动槽II（9）的顶端固定连接有二号弹簧（16），所述活动槽II（9）内活动套接有堵塞杆（17），所述二号弹簧（16）缠绕在堵塞杆（17）上，所述二号弹簧（16）的底端固定连接在堵塞杆（17）上，所述泄压腔（7）的底部活动套接有弹性垫片（15）；

所述工形槽（5）的顶部一端与螺纹孔（3）连通，所述工形槽（5）顶部的另一端与泄压腔（7）连通，所述泄压腔（7）的一端与排压通道（8）连通，所述排压通道（8）的一端与气缸内腔连通，所述排压通道（8）的中部与活动槽II（9）连通，所述活动槽II（9）位于排压通道（8）的下方，所述工形槽（5）的底部一端与活动槽I（6）连通，所述活动槽I（6）的一端与螺纹孔（3）连通。

2.根据权利要求1所述的一种自补偿的燃气轮机气缸密封装置，其特征在于：所述上缸体（1）和下缸体（2）上的螺纹孔（3）中心线重合，所述T形凸起（201）的两端与下缸体（2）的两端相距五厘米，所述T形凸起（201）的一侧底部设有倾斜向上的斜面，所述T形凸起（201）和螺纹孔（3）分别以下缸体（2）的中心线为基准对称。

3.根据权利要求1所述的一种自补偿的燃气轮机气缸密封装置，其特征在于：所述弹性垫片（15）的中心线与T形凸起（201）的中心线重合，所述弹性垫片（15）的长度值与T形凸起（201）的长度值相同。

4.根据权利要求1所述的一种自补偿的燃气轮机气缸密封装置，其特征在于：所述滑块I（10）靠近螺纹孔（3）一侧的顶部设有倾斜向下的斜面，所述滑块II（11）远离螺纹孔（3）一侧的顶部设有倾斜向下的斜面，所述滑块II（11）上的斜面与T形凸起（201）上的斜面平行，所述滑块I（10）和滑块II（11）靠近螺纹孔（3）的一端在同一平面内。

5.根据权利要求1所述的一种自补偿的燃气轮机气缸密封装置，其特征在于：所述堵塞杆（17）的顶部横截面呈T形，所述排压通道（8）的横截面呈矩形，所述排压通道（8）的高度值和宽度值与堵塞杆（17）的宽度值和长度值大小相同。

Images