CN202250252U - 汽轮机渐变排丝式刷封 - Google Patents

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申先念
顾新民
蒋国
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Dalian Free Trade Zone Huahong Industrial Technology Co., Ltd.
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JIANGSU TURBINE SEAL HIGH-TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开一种汽轮机渐变排丝式刷封，包括汽封圈，其特征在于，还包括设置在上述汽封圈某一个或几个汽封齿位的刷环，上述刷环包括：中分面渐变排丝弧段、中分面径向割齐弧段，上述中分面渐变排丝弧段、中分面径向割齐弧段各设有以汽封圈圆心为对称中心的对称的两段，中分面渐变排丝弧段和中分面径向割齐弧段设置在汽封圈的中分面处的两侧，上述中分面渐变排丝弧段具有径向倾角渐变的刷丝；本实用新型的有益之处在于：过改变整圈刷环中部分刷丝的排列结构、在不影响密封效果的同时消除汽缸中分面位置的凸尖，使得安装和检修更加安全，使得安调更为方便和安全，进而提高其密封性能。

Description

汽轮机渐变排丝式刷封
技术领域
本实用新型涉及一种汽轮机密封结构，具体涉及一种汽轮机渐变排丝式刷封。 
背景技术
目前，汽轮机转子与静子间均设有汽封，经典的汽封结构为迷宫式汽封，即转子加工成凹凸结构，汽封采用高低齿结构与之相配合。汽封在整圈上一般分为4～12段，以适应水平中分式缸体，安装时依次滑入静子的T型槽道内，汽封在弹簧片的支撑下与转子保持一定间隙，一旦碰磨汽封可以弹性退让。 
刷封是在普通汽封基础上发展起来的，即把普通汽封的一个或几个汽封齿替换为刷环。刷环是由紧密排列的特种合金丝组成，每根刷丝就是一端为支点的梁,有极好的弹性，它们和转子相碰磨时,刷丝可以弹性退让，不易被磨掉, 保证了机组在小间隙甚至零间隙下的安全运行，即便机组过临界转速和变工况时，刷丝也会跟随轴退让却不会磨损，待机组稳定之后，又恢复良好的密封性能。 
由于刷丝间空隙的不均匀性作用，均匀的来流进入刷丝束中就变得不均匀了，并且从紧密的刷丝束区域向疏松的刷丝束区域偏流，这些偏流在刷丝束之间逐渐形成同向流和射流，并产生随机的二次流和旋涡流。而当一射流遇到前面紧密的刷丝束，就会改变运动方向而变成和主流方向垂直的横向流动，即横向流。正由于刷丝束破坏流动而确保流动的不均匀性，使流体产生了自密封效应，横向流动代替向前流动显然对流体自密封有重要贡献，它能使横流过刷子的总压降增大从而减少流体的泄漏。 
刷封特殊的结构使得其密封性能大大提高，但是刷环分段切割时为了保证刷丝的完整性及排列的连续性，须顺着刷毛角度切割，这样在汽缸中分面位置不可避免地形成一凸尖，复杂的结构给安装调试带来一定的不便。 
具体而言，刷丝排列结构使得在汽缸中分面位置不可避免地形成一凸尖，给安装调试带来一定的不便： 1、凸尖在安装过程中，极易由于疏忽造成凸尖受损且易伤人；2、隔板检修闲置时，均是平放，起吊或落下时，均有一个把隔板翻转90°的过程，在这个过程中，上隔板极易造成凸尖承受整个隔板的重量（即凸尖与地面点接触），凸尖受损；3、下隔板虽不会存在这样的情况，但是下汽封长时间在缸体内，现场环境又复杂，凸尖易被误踩误撞；4、下半缸体及隔板落到位后，紧接着落转子，但落转子的时候没有精确定位，左右的晃动极易对下半部的凸尖造成损坏；5、现场调整膨胀间隙时很难保证凸尖的斜面加工到位，致使相邻两汽封块结合面漏汽。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种通过改变整圈刷环中部分刷丝的排列结构、在不影响密封效果的同时消除汽缸中分面位置的凸尖的汽轮机渐变排丝式刷封，解决现有技术的美中不足。 
为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案： 
汽轮机渐变排丝式刷封，包括汽封圈，其特征在于，还包括设置在上述汽封圈某一个或几个汽封齿位的刷环，上述刷环包括：中分面渐变排丝弧段、中分面径向割齐弧段，上述中分面渐变排丝弧段、中分面径向割齐弧段各设有以汽封圈圆心为对称中心的对称的两段，中分面渐变排丝弧段和中分面径向割齐弧段设置在汽封圈的两侧中分面处，上述中分面渐变排丝弧段具有径向倾角渐变的刷丝，上述径向倾角是指刷丝与其所在处半径方向所形成的夹角，上述中分面渐变排丝弧段位于中分面处的刷丝的径向倾角为0度、弧段另一端终止处的刷丝的径向倾角为A度，A取值大于0小于90，上述中分面径向割齐弧段的刷丝的径向倾角均为A度，上述中分面径向割齐弧段的刷丝在中分面处形成与该处径向平行的割齐面，除了被割齐面截断外的所有上述中分面渐变排丝弧段、中分面径向割齐弧段的刷丝的自由端与上述汽封圈的圆心的距离相同。
前述的汽轮机渐变排丝式刷封，其特征在于，上述刷环还包括设置在上述中分面渐变排丝弧段、中分面径向割齐弧段的之间的固定倾角排丝弧段，上述固定倾角排丝弧段均设有以汽封圈圆心为对称中心的对称的N对，上述N取值为大于等于1的整数；上述固定倾角排丝弧段的刷丝的径向倾角均为A度，上述固定倾角排丝弧段的刷丝的自由端与上述上述汽封圈的圆心的距离均相等且等于除了被割齐面截断外的所有上述中分面渐变排丝弧段、中分面径向割齐弧段的刷丝的自由端与上述汽封圈的圆心的距离。 
前述的汽轮机渐变排丝式刷封，其特征在于，A的取值范围为30-60。 
前述的汽轮机渐变排丝式刷封，其特征在于，上述刷丝采用0.05～0.12mm的耐高温合金丝，由上述刷丝组成的丝束总厚度约1～2mm。 
前述的汽轮机渐变排丝式刷封，其特征在于，上述N值为1。
本实用新型的有益之处在于：通过改变整圈刷环中部分刷丝的排列结构、在不影响密封效果的同时消除汽缸中分面位置的凸尖，使得安装调节更为方便和安全，进而提高其密封性能。
附图说明
图1是原有的具有凸尖的刷封的结构示意图； 
图2是本实用新型的汽轮机渐变排丝式刷封的一个优选实施例的结构示意图。（从中分面处上下分开）
图中附图标记的含义：
1—汽封圈，2、3—凸尖，6、9—中分面渐变排丝弧段，7、10—中分面径向割齐弧段，8、11—固定倾角排列弧段。C-中分面。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。 
参照图1所示的本实用新型的其中一个优选实施例，本实用新型的汽轮机渐变排丝式刷封主要包括：汽封圈1，由中分面渐变排丝弧段6（或9）、中分面径向割齐弧段7（或19）、固定倾角排列弧段8（或11）组成的刷环。 
其中，汽封圈1为整个本实用新型的刷封的主体，作为一种优选方案，汽封圈1为一般的迷宫式汽封，在汽封圈1的某一个或某些齿位设有刷环，刷环可以通过焊接的方式与汽封圈1固定连接。在这里需要说明的是，中分面C是指能够将汽封圈1一分为二为两个对称部分的平面，因为在一般的汽轮机中的密封圈1均是由对称两部分组成的，在本实施例中，中分面C为水平的。 
如图1所示，刷环包括：中分面渐变排丝弧段6（或9）、中分面径向割齐弧段7（或19）、固定倾角排列弧段8（或11）。如图1中所示，其中，中分面渐变排丝弧段、中分面径向割齐弧段均设有以汽封圈圆心为对称中心的对称的两段，中分面渐变排丝弧段6与中分面渐变排丝弧段9中心对称，中分面径向割齐弧段7与中分面径向割齐弧段19中心对称。中分面渐变排丝弧段6（或9）、中分面径向割齐弧段7（或19）分别设置在汽封圈1的中分面C的两侧。 
以下参照图1，对中分面渐变排丝弧段6（或9）、中分面径向割齐弧段7（或19）的刷丝组成的具体结构作如下说明。中分面渐变排丝弧段6（或9）具有径向倾角渐变的刷丝，径向倾角是指刷丝与其所在处半径方向所形成的夹角，中分面渐变排丝弧段6（或9）位于中分面处的刷丝的径向倾角为0度、弧段另一端终止处的刷丝的径向倾角为A度，在这里我们可以看出，为了保证中分面渐变排丝弧段6（或9）的刷丝密封的有效性，A取值应当大于0小于90。中分面径向割齐弧段7（或19）的刷丝的径向倾角均为A度，其刷丝在中分面处形成与该处径向平行的割齐面，割齐面的形成是中分面径向割齐弧段7（或19）的刷丝以中分面为界限，进行割齐。实际上割齐面与中分面C是重合的。 
需要在这里说明的一点是，本实用新型的汽轮机渐变排丝式刷封中，中分面渐变排丝弧段6（或9）、中分面径向割齐弧段7（或19）是必要的组成部分，也就是说中分面渐变排丝弧段6（或9）、中分面径向割齐弧段7（或19）必须存在的，最简单的结构就是中分面渐变排丝弧段6（或9）、中分面径向割齐弧段7（或19）首尾相接，分布在中分面C的两侧。 
当然，一般的情况，由于汽轮机尺寸的问题，刷丝往往需要多段组成。因此，刷环一般还包括设置中分面渐变排丝弧段6（或9）、中分面径向割齐弧段7（或19）之间的用于过渡的固定倾角排列弧段8（或11），固定倾角排列弧段8（或11）均设有以汽封圈1圆心为对称中心的对称的N对，该N取值为大于等于1的整数，另外，固定倾角排列弧段8（或11）的刷丝的径向倾角均为A度。如图1所示，其为N取1时的实施例。 
如图1所示，关于径向倾角，如果认为其是一个矢量值话，那么A大于0小于90的取值说明中分面径向割齐弧段7（或19）、固定倾角排列弧段8（或11）所有的刷丝的倾斜趋势是一致的，即使是中分面渐变排丝弧段6（或9）的是渐变的，其趋势也是一致的，如图1所示。如果认为径向倾角是一个标量的话，属于一对的中分面渐变排丝弧段6（或9）、中分面径向割齐弧段7（或19）、固定倾角排丝弧段8（或11）的中心对称，也说明刷丝的倾斜趋势如图1中所示是一样的。这样才能更好保证密封效果。 
如图1所示，中分面渐变排丝弧段6（或9）、中分面径向割齐弧段7（或19）、固定倾角排丝弧段8（或11）的有效刷丝（即未被割断面隔断的刷丝）的自由端与汽封圈1的圆心的距离是相同的，也就是说，它们构成一个圆。 
作为一种优选方案，A的取值范围为30-60。 
作为一种优选方案，刷丝采用0.05～0.12mm的耐高温合金丝，由刷丝组成的丝束总厚度约1～2mm。 
上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。 

Claims (5)

1.汽轮机渐变排丝式刷封，包括汽封圈，其特征在于，还包括设置在上述汽封圈某一个或几个汽封齿位的刷环，上述刷环包括：中分面渐变排丝弧段、中分面径向割齐弧段，上述中分面渐变排丝弧段、中分面径向割齐弧段各设有以汽封圈圆心为对称中心的对称的两段，中分面渐变排丝弧段和中分面径向割齐弧段设置在汽封圈的两侧中分面处，上述中分面渐变排丝弧段具有径向倾角渐变的刷丝，上述径向倾角是指刷丝与其所在处半径方向所形成的夹角，上述中分面渐变排丝弧段位于中分面处的刷丝的径向倾角为0度、弧段另一端终止处的刷丝的径向倾角为A度，A取值大于0小于90，上述中分面径向割齐弧段的刷丝的径向倾角均为A度，上述中分面径向割齐弧段的刷丝在中分面处形成与该处径向平行的割齐面，除了被割齐面截断外的所有上述中分面渐变排丝弧段、中分面径向割齐弧段的刷丝的自由端与上述汽封圈的圆心的距离相等。
2.根据权利要求1所述的汽轮机渐变排丝式刷封，其特征在于，上述刷环还包括设置在上述中分面渐变排丝弧段、中分面径向割齐弧段之间的固定倾角排丝弧段，上述固定倾角排丝弧段均设有以汽封圈圆心为对称中心的对称的N对，上述N取值为大于等于1的整数；上述固定倾角排丝弧段的刷丝的径向倾角均为A度，上述固定倾角排丝弧段的刷丝的自由端与上述上述汽封圈的圆心的距离均相等且等于除了被割齐面截断外的所有上述中分面渐变排丝弧段、中分面径向割齐弧段的刷丝的自由端与上述汽封圈的圆心的距离。
3.根据权利要求2所述的汽轮机渐变排丝式刷封，其特征在于，A的取值范围为30～60。
4.根据权利要求3所述的汽轮机渐变排丝式刷封，其特征在于，上述刷丝采用0.05～0.12mm的耐高温合金丝，由上述刷丝组成的丝束总厚度约1～2mm。
5.根据权利要求4所述的汽轮机渐变排丝式刷封，其特征在于，上述N值为1。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patentee before: Jiangsu Turbine Seal High-Technology Co., Ltd.

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Denomination of utility model: Gradient wire-arrangement type brush seal of steam turbine

Effective date of registration: 20141120

Granted publication date: 20120530

Pledgee: Bank of Beijing, Limited by Share Ltd, Nanjing branch

Pledgor: Jiangsu Turbine Seal High-Technology Co., Ltd.

Registration number: 2014320000016

PLDC Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model
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Inventor before: Gu Xinmin

Inventor before: Jiang Guo

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