CN1936278B - 涡轮和涡轮机械的密封件 - Google Patents

Abstract

在涡轮或涡轮机械的高低压区域之间的密封件包括弧形的扇形体，该扇形体具有在一个或二个侧面上以多个互相靠近和互相接触的杆(18，24)为侧面的一个刷子密封件(22)。垫片(32，30)将该刷子密封件的硬毛(20)与多排杆隔开。该杆的横截面尺寸为该硬毛直径的20～60倍。该杆的终端使该回转部件(14)变短，同时该硬毛的末梢(34)与该回转部件接合。该杆承受大部分压力差，而该硬毛承受该密封件两端的剩余的压力差。

Description

涡轮和涡轮机械的密封件

发明领域

本发明涉及在涡轮和涡轮机械中，用于密封件静止和回转部件之间的密封件；特别是涉及密封件能力增强的刷子密封件和挠性杆的组合。

背景技术

涡轮和涡轮机械的目前现有技术态状的密封件包括刷子密封件和薄片密封件。二者的结构都非常复杂和需要密集的劳动，因此成本高。例如，刷子密封件的单个硬毛不是标准尺寸的。另外，它们用手安放，以某一直径形成硬毛堆。对于不同直径的刷子密封件还需要专用的工具。在蒸汽涡轮中使用刷子密封件会产生特殊的问题，蒸汽涡轮具有大量的级，例如不同直径的40-50级，和甚至根据密封件位置不同有另外的和变化的直径。这样，非常大量的不同尺寸的密封件需要成本大大提高。通过提供呈挠性条的刷子密封件，避免工具的问题已解决了刷子密封件的这些问题中的一些问题。但是，这种密封件的压力降能力常受限制。因此，需要在涡轮和涡轮机械中的静止和转动部件之间的密封件，该密封件具有标准尺寸的密封件结构，很少或根本不依赖专用尺寸的工具，与通常的刷子密封件比较，压力性能和刚度增强，并且在大多数情况下不需要专用尺寸的工具。

本发明概述

在本发明的一个优选实施例中，提供了流道的压力密封件。该密封件包括：彼此隔开和基本上互相平行延伸，并且在空间上基本上平行的平面内延伸的一对板；在包含该板和基本上平行于该板的平面之间的平面内延伸的板之间，和包括多个顶端延伸至该板边缘以外的硬毛的一个刷子密封件，和第一组多个一个叠靠在另一个上，在该一块板和该刷子密封件之间的杆。该杆延伸至该板的边缘以外，并在基本上平行于包含该板和该刷子密封件的平面的平面内延伸，并且终止于该硬毛末梢一短距离处。

在本发明的另一个优选实施例中，提供了流道的压力密封件。该密封件包括：彼此隔开，安装在一个静止部件上和向着一个转动部件延伸的一对板；在安装在该静止部件上的板之间，并包括多个基本上向着该回转部件延伸并与该回转部件接合的硬毛的一个刷子密封件；和第一组多个在该压力密封件的圆周方向上一个叠靠在另一个上，并安装在该一块板和该硬毛之间的静止部件上的杆。该杆基本上向着该回转部件延伸并且终止于该回转部件的一短矩离处。

附图简要说明

图1为根据本发明一个优选方面制造的一个标准的密封件的横截面和部件剖开的部分透视图；

图2为图1所示密封件的分解透视图；和

图3为该密封件的横截面图。

优选实施例的详细说明

参见附图，具体为图1中表示根据本发明的一个方面制造和在涡轮和涡轮机械中的静止部件12和回转部件14之间延伸的密封件10。这样，该静止部件可以包括安装密封件转子14的密封件10的膜片的一部分。该密封件10可由环形的扇形体构成一例如围绕转子14的轴线，大约成60°延伸，形成围绕该转子的一个基本上的环形套筒的扇形体构成。另一种方式是，该密封件10可由半圆形的扇形体或任何其他数目的扇形体或者甚至是整个圆周的形成。

该密封件10包括在该密封件的高压侧上的一个围墙式前板16，下述的第一组多个杆18，形成一个硬毛堆22的多个硬毛20，在该密封件的下游侧上的第二组杆24和一块背板26。垫片30和32分别放置在第一组杆18和硬毛22，与硬毛22和第二组杆24之间。形成该硬毛堆22的单个的硬毛20可用通常的方式形成，使该硬毛的近端固定在一块板或一个焊接件26上。一般，该单个硬毛的直径为5密耳(mil)或更小，并以和转子14的回转方向成一个角度，从该焊接件或板26突出。即：该硬毛以相对于穿过，该硬毛的近端的该转子的半径的一个锐角延伸。该角度沿该转子14的回转方向上敞开。在该硬毛远端上的末梢34与回转部件14的表面接合。

该第一和第二组杆18和24分别作成基本上相同，因此一个组的说明也是另一组的说明。该杆的横截面最好作成方格形(rectilinear)或正方形。如图2所示，每个组的多个杆在圆周方向上一个叠靠在另一个上，如箭头所示那样。结果，该杆的侧表面，特别是向着该杆的远端，基本上互相接触。该杆可以从近端至远端作成锥度，以保证面对面的圆周接触。然而，由于该扇形件的弯曲和在全部长度上该杆的固定不变的方格形横截面造成的该杆之间的空间，基本上不会对该杆的承压能力有不利影响，因此，有锥度的杆不是必需的。另外，通过在全部长度上形成横截面为固定不变的方格形或方形的杆，不会损害以低成本制造不同直径的密封件的能力。

该杆18和24可以与在每一个圆周位置上该硬毛的角度相应的角度从其近端延伸至其远端；或者，该杆可以相对于该硬毛较大或较小的角度和互相不同的角度延伸。又如图1和3所示，该杆的远端的末端还可使该回转部件的表面变短，从而可排除在涡轮起动或停车过程中，即回转偏移过程中与该回转部件接触。该杆的横截面的最大尺寸，即宽度和深度尺寸在该硬毛直径的15～60倍范围，最好为大约20倍的范围内。该杆最好由金属合金(例如Haynes 25合金)制成。该杆还由垫片30和32与硬毛隔开。然而，该杆有一定程度的挠性，该挠性比硬毛堆22的硬毛20的挠性小很多。即：该杆在流动方向上结构刚性比硬毛20大；但挠性程度小得多。该垫片30和32可部分地支承该硬毛堆的硬毛。如图1中的焊接40所示该硬毛值，垫片和二组杆可以一个焊接在另一个上和可焊接在前板和背板上。

前围墙16和背板26也可以用带构成，即可加工的板构成。这样，当需要和希望时，可以容易和廉价地制成直径变化的前围墙16和背板26。通过弯曲作业，不需要对每一个直径使用专用的工具，可以容易地构成直径变化的前围墙，背板，杆，垫片和硬毛堆的组件。另外，挠性的杆有一定的刚性，可使该杆承受作用在该密封件两端的大部分压力差。该硬毛堆的硬毛为转子的稳定性以及精密密封件能力提供必要的挠性。相邻的杆之间的空间以及该杆的远端与转子表面之间的空间形成围绕着该杆的旁通流动，从而使大部分压力降由该杆承受，而剩余的压力降由硬毛承受。

图3表示密封件的另一种形式，它包括多个刷子硬毛90和二组杆；每一组杆又包含多个杆92。如先前的实施例一样，该密封件包括一个前围墙94和一个背板96。刷子密封件90放置在该围墙94和背板96之间。如在先前实施例中一样，在每一对相邻的刷子密封件90之间，多个杆92在圆周上互相接触。二组杆由垫片98与相邻的刷子密封件90隔开。该杆92，刷子密封件90和垫片98与先前所述和图1与图2所示的相应部件相同，并且一个固定在另一个上，并利用焊接100，沿着压力密封件的近侧固定该围墙94和背板96。

虽然已结合目前认为是最实际和优选的实施例说明了本发明，但应理解。本发明不是仅限于所述的实施例，相反，它涵盖在所附权利要求书的精神和范围内所包括的各种改造和等价的结构。

                 部件清单

密封件      10

静止部件    12

回转部件    14

前围墙或板  16

第一组杆    18

硬毛        20

硬毛堆      22

第二组杆    24

板或焊接件  26

垫片        30和32

末梢        34

刷子硬毛    90

杆          92

前围墙      94

背板        96

Claims (5)

1.一种流道压力密封件，包括：

一对互相间隔，并基本上互相平行延伸和在间隔的基本上平行的平面内延伸的板；

在所述板之间的一个刷子密封件，该刷子密封件在包含所述板的两平面之间的和基本上平行于包含所述板的两平面中延伸，并包括若干硬毛，该硬毛的横截面形状为圆形且末梢延伸至所述板的远端之外；

第一组多个杆，所述第一组多个杆的横截面为方格形，且在一个所述板与所述刷子密封件之间在圆周方向上一个叠靠在另一个上，使得相邻杆的侧表面基本上互相接触；

第二组多个杆，所述第二组多个杆在另一个所述板与所述刷子密封件之间在圆周方向上一个叠靠在另一个上；和

所述第一和第二组多个杆延伸至所述板的远端之外，并在基本上平行于包含所述板和所述刷子密封件的两平面的平面中延伸，并且所述第一和第二多个组杆终止于所述硬毛的末梢一短距离处，其中所述硬毛的挠性大于所述第一和第二组多个杆的挠性，所述第一和第二组多个杆中的每一个杆的横截面尺寸超过每一个硬毛的横截面尺寸大约20倍。

2.如权利要求1所述的压力密封件，其特征为，包括在所述硬毛和所述杆之间的垫片。

3.如权利要求1所述的压力密封件，其特征为，所述硬毛、杆和板在靠近与所述远端相对的所述板的第二端处互相焊接。

4.如权利要求1所述的压力密封件，其特征为，与静止部件和回转部件组合，所述板、刷子密封件和杆形成围绕该回转部件轴线的一个弧形扇形体的一部分；所述硬毛和所述杆以相对于围绕该轴线的半径的锐角从该静止部件伸出且沿该回转部件的回转方向敞开。

5.如权利要求1所述的压力密封件，其特征为，沿着横跨所述杆的流道的压力降比横跨所述硬毛的压力降大。

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