CN113550830A - 密封装置及具有它的燃气轮机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密封装置及具有它的燃气轮机，所述密封装置包括密封件、第一密封环和第二密封环，密封件包括基体、第一密封部和第二密封部，基体在其长度方向相对布置有第一端和第二端，第一密封部和第二密封部在基体的长度方向上相对布置，且第一密封部与基体的第一端相连，第二密封部与基体的第二端相连,第一密封环的一端与第一密封部的相连，第二密封环的一端与第二密封部相连，且第一密封环和第二密封环在第一方向上基体同侧布置，第一方向正交于基体的长度方向。本发明的密封装置，能够提高燃气轮机的密封性和燃气轮机的整体性能。

Description

密封装置及具有它的燃气轮机

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术领域，具体涉及一种密封装置及一种燃气轮机。

背景技术

密封结构对燃气轮机来说至关重要，燃气轮机的燃压缸包括外缸和内缸，外缸和内缸共同构成燃压缸的腔室，因此需要在外缸和内缸之间设置密封装置，然而，在燃气轮机运行时，外缸和内缸之间容易发生相对位移，因此设置在外缸和内缸之间的密封装置难易满足密封要求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种密封装置，能够提高燃气轮机的密封性和燃气轮机的整体性能。

本发明实施例还提出了一种燃气轮机。

根据本发明实施例的密封装置包括：密封件，所述密封件包括基体、第一密封部和第二密封部，所述基体在其长度方向相对布置有第一端和第二端，所述第一密封部和第二密封部在所述基体的长度方向上相对布置，且所述第一密封部与所述基体的第一端相连，所述第二密封部与所述基体的第二端相连；第一密封环和第二密封环，所述第一密封环的一端与所述第一密封部的相连，所述第二密封环的一端与所述第二密封部相连，且所述第一密封环和所述第二密封环在第一方向上基体同侧布置，所述第一方向正交于所述基体的长度方向。

根据本发明实施例的密封装置，能够提高燃气轮机的密封性和燃气轮机的整体性能。

在一些实施例中，在平行于所述基体的长度方向和所述第一方向的投影面上，所述第一密封部的外轮廓为圆形，所述第二密封部的外轮廓为圆形。

在一些实施例中，在平行于所述基体的长度方向和所述第一方向的投影面上，所述第一密封部的外轮廓为椭圆形，所述第一密封部的长轴为A1，短轴为B1，且A1：B1＝1.2～1.5，所述第二密封部的外轮廓为椭圆形，所述第二密封部的长轴为A2，短轴为B2，且A2：B2＝1.2～1.5。

在一些实施例中，所述第一密封环和第二密封环均为弹性密封环。

根据本发明实施例的燃压缸，所述燃压缸包括外缸和内缸，所述外缸环绕所述内缸设置且所述内缸和外缸之间间隔开以形成腔室；密封装置，所述密封装置设在所述外缸与内缸之间以便密封所述腔室，所述密封装置为如上述任一项实施例所述的密封装置。

根据本发明实施例的燃气轮机，能够提高外缸与内缸之间的密封性和燃气轮机的整体性能。

在一些实施例中，外缸上设有第一放置槽，所述内缸上设有第二放置槽，所述第一放置槽和所述第二放置槽在所述基体的长度方向上相对布置，且所述第一密封部设在所述第一放置槽内，所述第二密封部设在第二放置槽内。

在一些实施例中，所述第一放置槽在所述外缸的长度方向上的尺寸为C1，所述第一密封部在所述外缸的长度方向上的尺寸为C2，且C2≥C1，所述第二放置槽在所述外缸的长度方向上的尺寸为C3，所述第二密封部在所述外缸的长度方向上的尺寸为C4，且C4≥C3。

在一些实施例中，所述第一密封部在所述基体的长度方向相对布置有第一端和第二端，所述第一密封部的第一端与所述基体的第一端相连，所述第一密封部的第二端与所述第一放置槽的底部在所述基体的长度方向上具有第一预设间隙，所述第二密封部在所述基体的长度方向相对布置有第一端和第二端，所述第二密封部的第一端与所述基体的第二端相连，所述第二密封部的第二端与所述第二放置槽的底部在所述基体的长度方向上具有第二预设间隙。

在一些实施例中，所述第一放置槽的侧壁设有第一容纳槽，所述第一容纳槽与所述第一放置槽连通，所述第二放置槽的侧壁设有第二容纳槽，所述第二容纳槽与所述第二放置槽连通，且所述第一容纳槽与所述第二容纳槽在所述外缸的长度方向上同侧布置，所述第一密封环设在所述第一容纳槽内，所述第二密封环设在第二容纳槽内。

在一些实施例中，所述第一容纳槽在所述外缸的长度方向上的尺寸为D1，所述第一密封环在所述外缸的长度方向上的尺寸为D2，且D1＜D2，所述第二容纳槽在所述外缸的长度方向上的尺寸为D3，所述第二密封环在所述外缸的长度方向的尺寸为D4，且D3＜D4。

附图说明

图1是本发明实施例的密封装置的结构示意图。

图2是本发明实施例的密封装置与外缸和内缸配合示意图。

附图标记：

密封件1，基体11，第一密封部12，第二密封部13，

第一密封环2，第二密封环3，

外缸4，第一放置槽41，第一容纳槽42，

内缸5，第二放置槽51，第二容纳槽52。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

根据本发明实施例的密封装置包括密封件1、第一密封环2和第二密封环3。

密封件1包括基体11、第一密封部12和第二密封部13，基体11在其长度方向(如图1中所示的上下方向)相对布置有第一端和第二端，第一密封部12和第二密封部13在基体11的长度方向上相对布置，且第一密封部12与基体11的第一端相连，第二密封部13与基体11的第二端相连。

具体地，如图1所示，第一密封部12、第二密封部13和基体11一体形成，且第一密封部12与基体11的上端相连，第二密封部13与基体11的下端相连。

第一密封环2的一端与第一密封部12的相连，第二密封环3的一端与第二密封部13相连，且第一密封环2和第二密封环3在第一方向(如图1中所示的左右方向)上同侧布置，第一方向正交与基体的长度方向。

具体地，如图1所示，第一密封环2的左端与第一密封部12的右外壁相连，第二密封环3的左端与第二密封部13的右外壁相连，第一密封环2和第二密封环3在左右方向上的尺寸相同。

根据本发明实施例的密封装置，将密封件1设在燃气轮机中存在相对移动的两个部件之间，当两个部件发生相对移动时，第一密封部12和第二密封部13可以补偿在轴向和径向上的相对移动，以便还在两个部件之间发生轴向和径向移动的情况下减小泄漏量，从而提高燃气轮机的密封性和燃气轮机的整体性能。

在一些实施例中，在平行于基体的长度方向和第一方向的投影面上，第一密封部12的外轮廓为圆形，所述第二密封部13的外轮廓为圆形。

在一些实施例中，在平行于基体的长度方向和第一方向的投影面上，第一密封部12的外轮廓为椭圆形，第一密封部12的长轴为A1，短轴为B1，且A1：B1＝1.2～1.5，第二密封部13的外轮廓为椭圆形，第二密封部13的长轴为A2，短轴为B2，且A2：B2＝1.2～1.5。

具体地，如图1所示，在平行于左右方向和上下方向的投影面上，第一密封部12的左右方向为短轴且上下方向为长轴，第二密封部13的左右方向为短轴且上下方向为长轴，第一密封环2设在第一密封部12的短轴处，第二密封环3设在第二密封部13的短轴处。

本发明实施例的密封装置，在平行于基体的长度方向和第一方向的投影面上，第一密封部12的外轮廓为椭圆形，第二密封部13的外轮廓为椭圆形，相比于圆形的外轮廓增加密封部与被密封件1之间的接触面积，并且利用椭圆外壁面的弧度，能够在两个被密封部件在发生相对移动时，避免密封部与被密封部件之间的相对滑动更加平稳，使密封部在轴向或者径向上的补偿更加稳定。而在第一密封部12的短轴处设置第一密封环2，在第二密封部13的短轴处设置第二密封环3，能够使第一密封部12与被密封部件之间和第二密封部13与被密封部件贴合的更加紧密，从而提高燃气轮机的密封性。

需要说明的是，第一密封部12的长径比为1.2、1.3、1.4、1.5。第二密封部13的长径比为1.2、1.3、1.4、1.5。

需要说明的是，第一密封部12的长径比和第二密封部13的长径比可以相同，例如第一密封部12和第二密封部13的长径比均为1.3，当然，第一密封部12的长径比和第二密封部13的长径比也可以不同，例如第一密封部12的长径比为1.2，第二密封部13的长径比为1.3。

根据本发明实施例的密封装置，当第一密封部12的长径比为1.2～1.5时，当第二密封部13的长径比为1.2～1.5时，在保证两个被密封部件发生轴向相对位移的同时，能够增加第一密封部12和第二密封部13与两个被密封部件之间的接触面积更大。

在一些实施例中，第一密封环2和第二密封环3均为弹性密封环。

本发明实施例的密封装置，将第一密封环2设置为弹性密封环，能够增加第一密封部12与被密封部件之间的接触面积，使两者贴合的更加紧密，将第二密封环3设置成弹性密封环，能够增加第二密封部13与被密封部件之间的接触面积，使两者贴合的更加紧密，从而提高密封装置对燃气轮机的密封性。

下面参照图1描述本发明实施例的密封装置的工作原理。

如图1所示，将第一密封部12与两个被密封部件中的其中一个相连，将第二密封部13与两个被密封部件中的另外一个相连，当两个被密封部件在左右方向上发生相对位移时，例如，与第一密封部12相连的密封部件向左移动，与第二密封不相连的密封部件向右移动时，则第一密封部12向左偏移，第二密封部13向右偏移，即第一密封部12和第二密封部13按照逆时针的方向摆动，从而进行左右方向上的位置补偿避免密封腔泄漏，并且第一密封部12在第一密封环2的作用下使第一密封部12与被密封部件之间贴合的更加紧密，第二密封部13在第二密封环3的作用下使第二密封部13与被密封部件之间贴合的更加紧密，进一步提高密封装置对燃气轮机的密封性。

根据本发明实施例的燃气轮机包括燃压缸和密封装置。

燃压缸包括外缸4和内缸5，外缸4环绕内缸5设置且内缸5和外缸4之间间隔开以形成腔室。

具体地，如图2所示，外缸4设在内缸5的外部，且外缸4与内缸5之间在上下方向上间隔布置。

密封装置设在外缸4与内缸5之间以便密封腔室，密封装置为如上述中任一项实施例的密封装置。

具体地，如图2所示，密封装置设在外缸4和内缸5之间以便密封燃压腔的腔室。需要说明的是，密封装置右侧的压力高于密封装置右侧的压力。

根据本发明实施例的燃气轮机，将密封件1设在外缸4和内缸5之间，当外缸4和内缸5相对移动时，第一密封部12和第二密封部13可以补偿在轴向和径向上的相对移动，以便还在外缸4和内缸5之间发生轴向和径向移动的情况下减小泄漏量，从而能够提高外缸4与内缸5之间的密封性和燃气轮机的整体性。

在一些实施例中，外缸4上设有第一放置槽41，内缸5上设有第二放置槽51，第一放置槽41和第二放置槽51在基体11的长度方向上(如图2所示的上下方向)相对布置，且第一密封部12设在第一放置槽41内，第二密封部13设在第二放置槽51内。

具体地，如图2所示，第一放置槽41的开口朝向下，第二放置槽51的开口朝上，且第一放置槽41和第二放置槽51在上下方向上相对布置。第一密封部12设在第一放置槽41内，第二密封部13设在第二放置槽51内。

本发明实施例的燃气轮机，通过设置第一放置槽41和第二放置槽51，能够为密封件1的安装提供定位，还避免了密封件1在进行位置补偿时从外缸4或内缸5上脱落。

在一些实施例中，第一放置槽41在外缸4的长度方向上的尺寸为C1，第一密封部12在外缸4的长度方向上的尺寸为C2，且C2≥C1，第二放置槽51在外缸4的长度方向上的尺寸为C3，第二密封部13在外缸4的长度方向上的尺寸为C4，且C4≥C3。

具体地，如图2所示，第一放置槽41在左右方向上的尺寸小于第一密封部12在左右方向上的尺寸，即第一放置槽41与第一密封部12之间为过盈配合。第二放置槽51在左右方向上的尺寸小于第二密封部13在左右方向上的尺寸，即第二放置槽51与第二密封部13之间为过盈配合。第一放置槽41在左右方向上的尺寸等于第二放置槽51在左右方向上的尺寸，第一密封部12在左右方向上的尺寸等于第二密封部13在左右方向上的尺寸。

本发明实施例的燃气轮机，第一密封部12在左右方向上的尺寸大于第一放置槽41在左右方向上的尺寸，能够使第一密封部12与第一放置槽41之间贴合的更加紧密，还可避免第一密封部12的位置发生偏移，从而提高密封性，第二密封部13在左右方向上的尺寸大于第二放置槽51在左右方向上的尺寸，能够使第二密封部13与第二放置槽51之间贴合的更加紧密，提高密封性。

在一些实施例中，第一密封部12在基体11的长度方向相对布置有第一端和第二端，第一密封部12的第一端与基体11的第一端相连，第一密封部12的第二端与第一放置槽41的底部在基体11的长度方向上具有第一预设间隙，第二密封部13在基体11的长度方向相对布置有第一端和第二端，第二密封部13的第一端与基体11的第二端相连，第二密封部13的第二端与第二放置槽51的底部在基体11的长度方向上具有第二预设间隙。

具体地，如图2所示，第一密封部12的下端与基体11的上端相连，第一密封部12的上端与第一放置槽41的底部在上下方向上具有第一预设间隙，第二密封部13的上端与基体11的下端相连，第二密封部13的下端与第二放置槽51的底部在上下方向上具有第二预设间隙。

本发明实施例的燃气轮机，第一密封部12的上端与第一放置槽41的底部具有第一预设间隙，第二密封部13的下端与第二放置槽51的底部具有第二预设间隙，为密封件1留存热膨胀的空间，避免了密封件1发生热膨胀在上下方向上顶靠外缸4或内缸5造成缸体损坏或密封件1损坏，提高密封件1使用寿命和燃气轮机运行稳定性。

在一些实施例中，第一放置槽41的侧壁设有第一容纳槽42，第一容纳槽42与第一放置槽41连通，第二放置槽51的侧壁设有第二容纳槽52，第二容纳槽52与第二放置槽51连通，且第一容纳槽42与第二容纳槽52在外缸4的长度方向上同侧布置，第一密封环2设在第一容纳槽42内，第二密封环3设在第二容纳槽52内。

具体地，如图2所示，第一容纳槽42的开口朝左，且第一容纳槽42与第一放置槽41连通，第一容纳槽42设在第一放置槽41的右侧壁，第一密封环2设在第一容纳槽42内，第一密封环2的左端与第一密封部12相连，第一密封环2的右端与第一容纳槽42的底部抵接。第二容纳槽52的开口朝左，且第二容纳槽52与第二放置槽51连通，第二容纳槽52设在第二放置槽51的右侧壁，第二密封环3设在第二容纳槽52内，第二密封环3的左端与第二密封部13相连，第二密封环3的右端与第二容纳槽52的底部抵接。

本发明实施例的燃气轮机，通过设置第一容纳槽42和第二容纳槽52，提供了用于安装第一密封环2和第二密封环3的安装空间，还可为安装第一密封环2和第二密封环3提供定位，提高了装配精度。

在一些实施例中，第一容纳槽42在外缸4的长度方向上的尺寸为D1，第一密封环2在外缸4的长度方向上的尺寸为D2，且D1＜D2，第二容纳槽52在外缸4的长度方向上的尺寸为D3，第二密封环3在外缸4的长度方向上的尺寸为D4，且D3＜D4。

具体地，如图2所示，第一容纳槽42在左右方向上的尺寸小于第一密封环2在左右方向上的尺寸，当第一密封环2安装至第一容纳槽42时，由于第一容纳槽42在左右方向上的尺寸小于第一密封环2在左右方向上的尺寸，第一密封环2被压缩，从而产生回弹力，第一密封部12在第一密封环2回弹力的作用下向左贴合第一放置槽41的左侧壁，进而提高了第一密封部12与第一放置槽41的接触面积，提高了密封性。

第二容纳槽52在左右方向上的尺寸小于第二密封环3在左右方向上的尺寸，当第二密封环3安装至第二容纳槽52时，由于第二容纳槽52在左右方向上的尺寸小于第二密封环3在左右方向上的尺寸，第二密封环3被压缩，从而产生回弹力，第二密封部13在第二密封环3回弹力的作用下向左贴合第二放置槽51的左侧壁，进而提高了第二密封部13与第二放置槽51的接触面积，提高了密封性。

下面参照图1和图2描述本发明实施例的燃气轮机的运行原理。

将如图1所示实施例的密封装置安装至外缸4与内缸5之间，具体地，将第一密封部12安装至外缸4的第一放置槽41内，第二密封部13安装至内缸5的第二放置槽51内，将第一密封环2置于第一容纳槽42内，将第二密封环3置于第二容纳槽52内。

举例说明，当外缸4向左移动或内缸5向右移动时，则第一密封部12向左偏移，第二密封部13向右偏移，即第一密封部12和第二密封部13按照逆时针的方向摆动，从而进行左右方向上的位置补偿避免密封腔泄漏，并且第一密封部12在第一密封环2的作用下使第一密封部12与第一放置槽41之间贴合的更加紧密，第二密封部13在第二密封环3的作用下使第二密封部13与第二放置槽51之间贴合的更加紧密。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种密封装置，其特征在于，包括：

密封件，所述密封件包括基体、第一密封部和第二密封部，所述基体在其长度方向相对布置有第一端和第二端，所述第一密封部和第二密封部在所述基体的长度方向上相对布置，且所述第一密封部与所述基体的第一端相连，所述第二密封部与所述基体的第二端相连；

第一密封环和第二密封环，所述第一密封环的一端与所述第一密封部的相连，所述第二密封环的一端与所述第二密封部相连，且所述第一密封环和所述第二密封环在第一方向上基体同侧布置，所述第一方向正交于所述基体的长度方向。

2.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，在平行于所述基体的长度方向和所述第一方向的投影面上，所述第一密封部的外轮廓为圆形，所述第二密封部的外轮廓为圆形。

3.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，在平行于所述基体的长度方向和所述第一方向的投影面上，所述第一密封部的外轮廓为椭圆形，所述第一密封部的长轴为A1，短轴为B1，且A1：B1＝1.2～1.5，所述第二密封部的外轮廓为椭圆形，所述第二密封部的长轴为A2，短轴为B2，且A2：B2＝1.2～1.5。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的密封装置，其特征在于，所述第一密封环和第二密封环均为弹性密封环。

5.一种燃气轮机，其特征在于，包括：

燃压缸，所述燃压缸包括外缸和内缸，所述外缸环绕所述内缸设置且所述内缸和外缸之间间隔开以形成腔室；

密封装置，所述密封装置设在所述外缸与内缸之间以便密封所述腔室，所述密封装置为如权利要求1-4中任一项所述的密封装置。

6.根据权利要求5所述的燃气轮机，其特征在于，所述外缸上设有第一放置槽，所述内缸上设有第二放置槽，所述第一放置槽和所述第二放置槽在所述基体的长度方向上相对布置，且所述第一密封部设在所述第一放置槽内，所述第二密封部设在第二放置槽内。

7.根据权利要求6所述的燃气轮机，其特征在于，所述第一放置槽在所述外缸的长度方向上的尺寸为C1，所述第一密封部在所述外缸的长度方向上的尺寸为C2，且C2≥C1，所述第二放置槽在所述外缸的长度方向上的尺寸为C3，所述第二密封部在所述外缸的长度方向上的尺寸为C4，且C4≥C3。

8.根据权利要求7所述的燃气轮机，其特征在于，所述第一密封部在所述基体的长度方向相对布置有第一端和第二端，所述第一密封部的第一端与所述基体的第一端相连，所述第一密封部的第二端与所述第一放置槽的底部在所述基体的长度方向上具有第一预设间隙，所述第二密封部在所述基体的长度方向相对布置有第一端和第二端，所述第二密封部的第一端与所述基体的第二端相连，所述第二密封部的第二端与所述第二放置槽的底部在所述基体的长度方向上具有第二预设间隙。

9.根据权利要求6所述的燃气轮机，其特征在于，所述第一放置槽的侧壁设有第一容纳槽，所述第一容纳槽与所述第一放置槽连通，所述第二放置槽的侧壁设有第二容纳槽，所述第二容纳槽与所述第二放置槽连通，且所述第一容纳槽与所述第二容纳槽在所述外缸的长度方向上同侧布置，所述第一密封环设在所述第一容纳槽内，所述第二密封环设在第二容纳槽内。

10.根据权利要求9所述的燃气轮机，其特征在于，所述第一容纳槽在所述外缸的长度方向上的尺寸为D1，所述第一密封环在所述外缸的长度方向上的尺寸为D2，且D1＜D2，所述第二容纳槽在所述外缸的长度方向上的尺寸为D3，所述第二密封环在所述外缸的长度方向的尺寸为D4，且D3＜D4。

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