CN203756242U - 多重迷宫型刷式汽封 - Google Patents

Abstract

一种多重迷宫型刷式汽封，其特征是由数量大于等于4段的汽封环（1）首尾相接而成，每段所述汽封环（1）底部设有汽封齿，在汽封齿之间铣出多道沟槽（4），并在其中一道沟槽内装入汽封刷环（3）。该密封刷主要由紧密排列的柔性好和耐高温的细合金丝组成，由于刷丝间隙的作用，使均匀的来流进入刷丝束中就会改变运动方向而变成与主流方向垂直的横向流而产生了自密封效应，从而进一步减少泄漏。具有密封性能好和结构简单合理等优点。

Description

多重迷宫型刷式汽封

技术领域

本实用新型涉及一种汽封装置，特别是一种适合汽轮发电机组的汽轮机等大型转子机械设备动密封使用的多重迷宫型刷式汽封，属于汽轮机的密封装置。

背景技术

密封问题的设计研究在科学和技术领域都有非常重要的意义，对火力发电的主要设备汽轮机和燃气轮机以及航空和航天发动机等透平机械的设计尤为重要。随着节能减排的要求，机组的经济性越来越受到用户的重视，减小汽封泄漏量是其中非常重要的内容，泄漏量小的新型汽封的研发显得十分必要和迫切。

近十年来，随着参数、单机功率的不断提高以及机组频繁的调峰运行，几乎每年都有由于动、静部分发生严重摩擦而导致大轴弯曲的事故发生，给电厂带来重大的损失。

从保证机组经济性而言，要求漏汽量越少越好，也即汽封间隙越小越好；从保证机组运行安全而言，要求在各种状态下，汽封不和转子发生摩擦，或发生摩擦但对转子磨损小。因此对新型汽封要求泄漏量小、耐磨，而且对转子产生的附加作用力和损伤也要小。

现代汽轮机目前最常用的汽封圈仍为梳齿式结构，梳齿式结构的汽封圈的工作原理是迫使流体通过曲折的途径递减其压力以减小泄漏，在装配时，汽封环通过放置在汽封弧块背部的弹簧片压紧到设计位置，当汽封齿与转子碰磨时，汽封环有一定的退让，不至严重损伤轴和汽封环，但不能防止摩擦。传统迷宫式密封的密封齿材料硬度较大，不能灵活动作，机组在运行过程中，由于转子的挠度和部件在高温下的热膨胀，密封齿很容易磨损转子表面，使转子弯曲，造成事故，所以传统密封的径向间隙一般取得较大，这使得常用的传统密封有如下一些缺点：1.密封效果不佳，能量损耗严重。2.轴承箱内进汽严重，使油中带水，破坏油质，调节部套锈蚀，影响机组安全。3.低压缸密封不严，造成空气内漏，降低低压缸及凝汽器真空。近几年来,随着技术的发展从国外引进了多种新型汽封,较为典型的如:接触式汽封、布莱登汽封、蜂窝汽封等，但仍存在密封性能不好，泄漏量大，轴易振动，易损伤等不足。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服上述现有汽封圈的不足之处，提供一种多重迷宫型刷式汽封，是一种密封性能好，且安全性很好的汽封，尽量减小密封间隙，增加汽封的阻尼作用，利于机组更加稳定经济的运行，适合大型转子机械设备的密封。

本实用新型的技术方案是：

一种多重迷宫型刷式汽封，由数量大于等于4段的汽封环1首尾相接而成，每段所述汽封环1底部设有汽封齿，在汽封齿之间铣出多道沟槽4，并在其中一道沟槽内装入汽封刷环3。

所述汽封齿包括高位汽封齿2和低位汽封齿20，沟槽4位于高位汽封齿2和低位汽封齿20之间。

所述汽封刷环3由一端焊接在前夹板30和后夹板32之间的紧密排列的合金刷丝31组成。

在汽封齿之间铣出多道沟槽，这样就使原来的腔室细化成多个小腔室，气体通过这些小腔室多次节流膨胀，产生阻尼，减小漏气量。

所述合金刷丝31选用直经为0.05～0.2mm、硬度不低于80HB、抗拉强度不小于800Mpa的耐高温合金丝，其厚度不小于1.5mm。

所述耐高温合金丝的排列角度为20～60度。

多重迷宫型刷式汽封的结构特点是在汽封齿之间铣出多道沟槽，并且装入刷环，刷环采用镶嵌式的方式安装在汽封环内。多重迷宫型刷式汽封不改变原来的迷宫汽封齿，也不改变原来的间隙值，只是在腔室顶部加工出多道沟槽，使原来的腔室细化成多个小腔室，气体通过这些小腔室多次节流膨胀，产生阻尼，减小漏气量。在相同的汽封段长度内，蒸汽泄露经过的齿数增加，路径更加复杂，所以使漏气量减小。刷式密封的刷丝主要采用镍基高温合金，具有低脆性、高韧性、保证运行过程中不折断，而高性能的焊接工艺保证刷丝的不脱落，经过精确计算设计的刷毛束厚度及高度保证高性能的封严性，刷丝材料和涂层材料的合理组合保证密封稳定、安全的运行。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的多重迷宫型刷式汽封，是在原来的梳齿汽封迷宫汽封上铣出多道沟槽，当汽流从进汽侧进入时，汽室内部的沟槽使蒸汽产生小涡流形成涡街，蒸汽进入其中相互碰撞摩擦，使动能全部消耗转化为热能，蒸汽流速转化为涡街流速，一方面使流出汽室的汽流速度最低，另一方面使外部高压蒸汽进入汽室能力降低。由于在汽封环内装入嵌入式密封刷条，当汽封与转子相碰磨时,刷丝可以弹性退让，这样保证了机组在小间隙甚至零间隙下的安全运行。再由于刷丝间隙的不均匀性，使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，这些偏流在刷丝排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与主流方向垂直的横向流动，即横向流，正由于刷丝束能产生的横向流可使流体产生了自密封效应，它能使横向流过刷子的总压降增大从而进一步减少泄漏。刷式密封的刷毛相对轴的旋转方向按一定倾斜角度规则排列，以减少刷毛的磨损，使刷毛更容易适应转子的制造误差和热变形等，并在转子瞬间大幅径向位移后迅速弹回，保持密封间隙不变。实验证明,该刷式汽封样品可承受的速度超过305米/秒，耐温可达690℃以上，能长期、稳定、安全运行。可适合大型转子机械设备作动密封使用，特别适合对现有汽轮机的动密封进行更换升级使用。为了确保刷头的密封性、柔软性和必要的机械强度，所述刷丝层选用直经为0.05～0.2mm、硬度不低于80HB、抗拉强度不小于800Mpa的耐高温合金丝，按设定角度紧密排列成而成，其厚度不小于1.5㎜。为了减小对转轴的转动阻力，所述耐高温合金丝的最佳排列角度为20～60度。

附图说明

图1是本实用新型的多重迷宫型刷式汽封的结构示意图；

图中：1为汽封环、2为高位汽封齿、3为汽封刷环、4为沟槽、20为低位汽封齿、30为前夹板、31为合金刷丝、32为后夹板、

具体实施方式

附图非限制性公开了本实用新型的几个具体实施例，结合附图作进一步描述如下。

参见图1，一种多重迷宫型刷式汽封，由数量大于等于4段的汽封环1首尾相接而成，每段所述汽封环1底部设有汽封齿，在汽封齿之间铣出多道沟槽4，并在其中一道沟槽内装入汽封刷环3。

汽封齿包括高位汽封齿2和低位汽封齿20，沟槽4位于高位汽封齿2和低位汽封齿20之间。

汽封刷环3由一端焊接在前夹板30和后夹板32之间的紧密排列的合金刷丝31组成。

在汽封齿之间铣出多道沟槽，这样就使原来的腔室细化成多个小腔室，气体通过这些小腔室多次节流膨胀，产生阻尼，减小漏气量。

合金刷丝31选用直经为0.05～0.2mm、硬度不低于80HB、抗拉强度不小于800Mpa的耐高温合金丝，其厚度不小于1.5mm。

耐高温合金丝的排列角度为20～60度。

为了确保刷头的密封性、柔软性和必要的机械强度，所述刷头的金属丝层选用直经为0.05～0.2mm、硬度不低于80HB、抗拉强度不小于800Mpa的耐高温合金丝，按设定角度紧密排列成而成，其厚度不小于1.5mm。为了减小对转轴的转动阻力，所述耐高温合金丝的最佳排列角度为20～60度。

Claims (2)

1.一种多重迷宫型刷式汽封，其特征是由数量大于等于4段的汽封环（1）首尾相接而成，每段所述汽封环（1）底部设有汽封齿，在汽封齿之间铣出多道沟槽（4），并在其中一道沟槽内装入汽封刷环（3）；所述汽封齿包括高位汽封齿（2）和低位汽封齿（20），沟槽（4）位于高位汽封齿（2）和低位汽封齿（20）之间；所述汽封刷环（3）由一端焊接在前夹板（30）和后夹板（32）之间的紧密排列的合金刷丝（31）组成；所述合金刷丝（31）选用直经为0.05～0.2mm、硬度不低于80HB、抗拉强度不小于800Mpa的耐高温合金丝，其厚度不小于1.5 mm。

2.如权利要求1所述的多重迷宫型刷式汽封，其特征在于所述耐高温合金丝的排列角度为20～60度。