CN204942545U - 一种改进的密封碳环 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种改进的密封碳环，属气体密封设备技术领域，用于解决发电设备透平机转子轴碳环密封效果差，造成煤气泄漏和降低碳环寿命的技术问题。改进之处为：在现有碳环本体的内圆周向开设多个凹槽。本实用新型结合了浮环式密封与迷宫密封两方面优点，通过多个凹槽产生的密封气压力腔，与多个碳环密封面所产生的极薄的气膜，共同构成了无形的迷宫密封，使得密封更加合理与完善，并保持了碳环稳定性，减少摩擦导致的碳环过早损坏，避免了漏气与动静摩擦，使得碳环在较长时间内保证其完整的功能性，为机组稳定运行提供了有力的支撑，可延长碳环使用寿命50%以上，节约密封氮气消耗，杜绝因碳环与转子轴动静摩擦造成的生产和煤气泄漏事故。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种改进的密封碳环，属气体密封设备技术领域。
背景技术
高炉煤气是一种无色、无味、易燃、易爆、有剧毒的气体，在高炉煤气余压发电设备（TRT）的生产运行中，TRT透平机轴系的高炉煤气密封至关重要，现有的TRT设备中，透平机壳内部除了采用拉别令密封外，透平机壳外部还采用了碳环加氮气密封装置；并取得了良好的效果。
但实践中发现：在生产运行中，石墨材质的碳环与透平转子轴在转动时经磨损会产生一些粉末，这些粉末被夹在碳环与透平转子的密封（接触）面上，使得碳环与透平转子之间的间隙加大，导致密封效果变差，造成煤气泄漏；而且磨损大大降低了碳环的寿命，碳环使用寿命只有6-9个月，每半年就要更换一次，磨损严重时会导致碳环断裂，产生动静摩擦引起火灾的重大事故，同时也使得昂贵的高压氮气泄漏量增加。如何在降低碳环磨损量的同时保证良好密封效果成为急需解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题是提供一种改进的密封碳环，该碳环通过在内径径向开设凹槽，实现对磨损粉末和煤气杂质的收集，使碳环与透平转子之间的间隙始终保持在合理范围之内，从而降低碳环磨损量，保证密封效果。
解决上述技术问题的技术方案是：
一种改进的密封碳环，包括碳环本体，其改进之处为，所述碳环本体内圆周向开设多个凹槽。
上述的一种改进的密封碳环，所述开设于碳环本体内圆周向的凹槽为1～2个，凹槽的横截面为矩形，宽度小于碳环本体的厚度，深度为2mm～4mm。
本实用新型有益效果为：
在TRT设备运行过程中，氮气从碳环密封套进入到密封腔并沿着轴套和转轴的缝隙进入到凹槽内形成气旋，在凹槽处形成高压腔，根据雷诺方程在平行密封面之间始终保持一个干净的流体动压力，这使得流体动压力与静压力和弹簧完全平衡，使碳环与透平转子轴之间的间隙始终保持在一个合理的标准范围之内，碳环始终保持其原本的密封性能；本实用新型结合了浮环式密封与迷宫密封两方面优点，通过多个凹槽产生的密封气压力腔，与多个碳环密封面所产生的极薄的气膜，共同构成了无形的迷宫密封，通过这样的原理，使得密封更加合理与完善，并保持了碳环稳定性，减少摩擦导致的碳环过早损坏，避免了漏气与动静摩擦，使得碳环在较长时间内保证其完整的功能性，为机组稳定运行提供了有力的支撑。
本实用新型可延长碳环使用寿命50%以上，节约密封氮气消耗，同时可杜绝因碳环与转子轴动静摩擦造成的生产事故和有毒煤气泄漏事故，大幅延长机组稳定运行时间，保证安全生产。
附图说明
图1为本实用新型碳环示意图；
图2为现有技术中碳环与透平机转子轴装配示意图；
图3为应用本实用新型后碳环与透平机转子轴装配示意图；
图中标记为：弹簧1、碳环本体2、透平机壳3、密封腔4、透平转子轴5、
凹槽6。
具体实施方式
图1和图3显示，本实用新型的改进之处为在现有碳环本体2的内圆周向开设1～2个凹槽6，凹槽6的宽度小于碳环本体2的厚度，深度为2mm～4mm。
碳环经此改进后，在TRT设备运行过程中，氮气从碳环的密封套进入到密封腔4并沿着轴套和转轴的缝隙进入到凹槽6内形成气旋，在凹槽6处形成高压腔，根据雷诺方程在平行密封面之间始终保持一个干净的流体动压力，这使得流体动压力与静压力和弹簧1完全平衡，使碳环与透平转子轴5之间的间隙始终保持在一个合理的标准范围之内，碳环始终保持其原本的密封性能.
本实用新型结合了浮环式密封与迷宫密封两方面优点，通过多个凹槽6产生的密封气压力腔，与多个碳环密封面所产生的极薄的气膜，共同构成了无形的迷宫密封，通过这样的原理，使得密封更加合理与完善，并保持了碳环稳定性，减少摩擦导致的碳环过早损坏，避免了漏气与动静摩擦，使得碳环在较长时间内保证其完整的功能性，为机组稳定运行提供了有力的支撑。
Claims (2)
1.一种改进的密封碳环，包括碳环本体（2），其特征在于：所述碳环本体（2）的内圆周向开设多个凹槽（6）。
2.如权利要求1所述的一种改进的密封碳环，其特征在于：所述开设于碳环本体（2）内圆周向的凹槽（6）为1～2个，凹槽（6）的横截面为矩形，宽度小于碳环本体（2）的厚度，深度为2mm～4mm。
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| CN201520720722.4U CN204942545U (zh) | 2015-09-17 | 2015-09-17 | 一种改进的密封碳环 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107166039A (zh) * | 2017-07-20 | 2017-09-15 | 沈阳北碳密封有限公司 | 一种囊式碳环密封 |
| CN109990097A (zh) * | 2019-04-13 | 2019-07-09 | 江西理工大学南昌校区 | 一种三自由度高低温箱竖置低速穿箱轴气体密封装置 |
| CN111502776A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-08-07 | 西安陕鼓动力股份有限公司 | 带有静叶调节腔密封的透平膨胀机用氮气密封系统及方法 |
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2015
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Address after: No. 232, Fuxing Road, Fuxing District, Handan, Hebei Province Patentee after: River steel Limited by Share Ltd Handan branch Address before: 056015 Fuxing Road 232, Hebei, Handan Patentee before: Handan Branch Company of Hebei Iron and Steel Co., Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160106 Termination date: 20190917 |
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