CN210122924U - 具有阻尼减振功能的自同心两级刷式密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有阻尼减振功能的自同心两级刷式密封结构，包括：静子、环形密封座、阻尼减振件、第一级刷式密封件、第二级刷式密封件和滚筒，其中，静子的内周设置有切面呈T型的凹槽，环形密封座配合设置于所述凹槽内，阻尼减振件为多个，沿环形密封座的外周固定设置，用于对环形密封座的径向跳动减振，第一级刷式密封件和第二级刷式密封件间隔固定于环形密封座的内周，滚筒为多个，通过销轴转动设置于第一级刷式密封件和第二级刷式密封件之间。该两级刷式密封结构具有一定的阻尼减振功能，可跟随转子的径向跳动做自同心运动，适用于转子大幅度振动的工况，可有效提高刷式密封的封严性能、延长刷式密封的使用寿命。

Description

具有阻尼减振功能的自同心两级刷式密封结构

技术领域

本实用新型涉及两级刷式密封结构，特别提供了一种具有阻尼减振功能的自同心两级刷式密封结构。

背景技术

刷式密封广泛应用于航空发动机、汽轮机、压缩机等透平机械，其在允许动静子间瞬态不同心的同时可以保持优良的密封能力，既可提高机组效率，又不易使转子失稳，是现代先进透平机械发展的关键技术之一，此外，刷式密封的刷丝与转子轴形成柔性接触，可改善转子系统的振动特性，保证机组运行的安全性。

刷式密封由前挡板、后挡板及夹于两者之间且紧密排列的刷丝束组成，通过刷丝与转子相贴合来阻碍上游气体的泄漏，从而达到密封的效果。单级刷式密封承压能力有限，两级刷式密封是高压密封常用的解决方法之一，两级刷式密封能显著降低泄漏量，但是，在实际工作过程中，两级刷式密封的转子的大幅度、不规则的振动会导致更大的泄漏量和刷丝颤振、变形、磨损、疲劳断裂等问题，严重时会破坏整个刷式密封结构，进而导致整个刷式密封结构失效。

因此，如何使两级刷式密封具有自同心性能，并具有一定的阻尼减振功能，以提高刷式密封的封严效果、延长刷式密封的使用寿命，成为人们亟待解决的问题。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种具有阻尼减振功能的自同心两级刷式密封结构，以解决现有两级刷式密封结构容易因转子的大幅度振动而导致刷式密封结构失效的问题。

本实用新型提供的技术方案是：具有阻尼减振功能的自同心两级刷式密封结构，包括：静子、环形密封座、阻尼减振件、第一级刷式密封件、第二级刷式密封件和滚筒，其中，静子的内周设置有切面呈T型的凹槽，环形密封座配合设置于所述凹槽内，阻尼减振件为多个，沿环形密封座的外周固定设置，用于对环形密封座的径向跳动减振，第一级刷式密封件和第二级刷式密封件间隔固定于环形密封座的内周，用于对转子实现两级刷式密封，滚筒为多个，通过销轴间隔设置于第一级刷式密封件和第二级刷式密封件之间，且可在销轴上转动，当转子静止时，所述滚筒与转子之间存在间隙，当转子发生径向跳动时，转子推动滚筒，进而带动环形密封座和阻尼减振件径向运动并撞击静子内周，此时，阻尼减振件起到阻尼减振作用。

优选，所述环形密封座的外周间隔设置有油腔，所述油腔的顶部连接有密封盖，所述阻尼减振件包括设置于所述油腔内的弹簧、活塞和与所述活塞固定连接且伸出密封盖的活塞杆，所述弹簧的自由端与油腔的底部相接，所述活塞上设置有进油单向阀和出油单向阀，当转子静止时，弹簧处于压缩状态，压迫活塞，使其与密封盖相抵，当转子发生径向跳动时，转子推动滚筒，进而带动环形密封座和阻尼减振件径向运动，当活塞杆撞击静子的内周时，阻尼减振件起到双重阻尼减振作用。

进一步优选，所述密封盖与油腔的顶部螺纹连接。

进一步优选，每个活塞上的进油单向阀和出油单向阀均为多个且沿活塞的周向间隔设置。

进一步优选，所述滚筒通过轴承与销轴连接。

进一步优选，所述轴承与第一级刷式密封件和第二级刷式密封件之间均设置有轴套，用于防止滚筒沿其轴向运动。

进一步优选，所述阻尼减振件为8～10个，且沿环形密封座的外周等间隔固定设置。

进一步优选，所述滚筒与所述阻尼减振件一一对应设置。

进一步优选，所述环形密封座的径向可移动范围为3～4mm。

进一步优选，所述滚筒表面设置有耐磨涂层。

本实用新型提供的具有阻尼减振功能的自同心两级刷式密封结构，结构简单，在不改变传统刷式密封基本结构组成的基础上，便于装卸，安装步骤清晰，容易控制；相对于传统刷式密封结构，本实用新型提供的刷式密封结构可以跟随转子跳动，具有自同心功能，同时还可以缓解转子对刷式密封结构的撞击，具有阻尼减振的功能；本实用新型提供的刷式密封结构使用的零件大部分均为标准件，不需要单独设计制造，可大大简化制造工序，降低使用成本。

本实用新型提供的具有阻尼减振功能的自同心两级刷式密封结构，具有一定的阻尼减振功能，可进行跟随转子径向跳动的自同心运动，适用于转子大幅度振动的工况，可有效提高刷式密封的封严性能和使用寿命。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1为本实用新型提供的具有阻尼减振功能的自同心两级刷式密封结构的安装状态结构示意图；

图2为本实用新型提供的具有阻尼减振功能的自同心两级刷式密封结构在转子大幅度振动状态下的结构示意图；

图3为密封环的局部示意图；

图4为图3的A-A剖面图。

具体实施方式

下面将结合具体的实施方案对本实用新型进行进一步的解释，但并不局限本实用新型。

如图1-图4所示，本实用新型提供的技术方案是：具有阻尼减振功能的自同心两级刷式密封结构，包括：静子1、环形密封座2、阻尼减振件3、第一级刷式密封件4、第二级刷式密封件5和滚筒6，其中，静子1的内周设置有切面呈T型的凹槽11，环形密封座2配合设置于所述凹槽11内，阻尼减振件3为多个，沿环形密封座2的外周固定设置，用于对环形密封座2的径向跳动减振，第一级刷式密封件4和第二级刷式密封件5间隔固定于环形密封座2的内周，用于对转子7实现两级刷式密封，第一级刷式密封件和第二级刷式密封件的级间距优选为20～30mm，与环形密封座优选为焊接，第一级刷式密封件和第二级刷式密封件的刷丝厚度优选为1.5～1.8mm，滚筒6为多个，通过销轴8间隔设置于第一级刷式密封件4和第二级刷式密封件5之间，且可在销轴8上转动，当转子静止时，所述滚筒6与转子7之间存在间隙，当转子7发生径向跳动时，转子7推动滚筒6，进而带动环形密封座2和阻尼减振件3径向运动并撞击静子1内周，此时，阻尼减振件3起到阻尼减振作用。

该具有阻尼减振功能的自同心两级刷式密封结构的工作原理如下：当转子发生大幅度跳动并撞击滚筒时，滚筒将带动环形密封座沿径向跳动，同时带动阻尼减振件跳动，当阻尼减振件撞击静子内周时，其自身阻尼力将对环形密封座起到减振效果；当转子减小跳动，并远离滚筒时，阻尼减振件恢复到原始状态，整个过程中，环形密封座均做跟随转子径向跳动的自同心运动。

阻尼减振件可以为多种结构，只要能在转子跳动时减小环形密封座的振动即可，作为技术方案的改进，如图4所示，所述环形密封座2的外周间隔设置有油腔21，所述油腔21的顶部连接有密封盖22，优选为螺纹连接，所述阻尼减振件3包括设置于所述油腔21内的弹簧31、活塞32和与所述活塞32固定连接且伸出密封盖22的活塞杆33，所述弹簧31的自由端与油腔21的底部相接，所述活塞32上设置有进油单向阀321和出油单向阀322，当转子7静止时，弹簧31处于压缩状态，压迫活塞32，使其与密封盖22相抵，当转子7发生径向跳动时，转子7推动滚筒6，进而带动环形密封座2和阻尼减振件3径向运动，当活塞杆33撞击静子1的内周时，阻尼减振件3通过弹簧和活塞起到双重阻尼减振作用，具体地：弹簧将进一步压缩，液压油将通过进油单向阀进入活塞与密封盖之间，两者共同起到阻尼减振的效果，当转子减小跳动，并远离滚筒时，弹簧在恢复力下伸长，并推动活塞回到初始位置，此时，液压油通过回油单向阀回到油腔下部，整个过程中，环形密封座均做跟随转子径向跳动的自同心运动。

作为技术方案的改进，每个活塞32上的进油单向阀321和出油单向阀322均为多个且沿活塞32的周向间隔设置。

作为技术方案的改进，如图4所示，所述滚筒6通过轴承9与销轴8连接。

为了保证滚筒轴向的稳定性，作为技术方案的改进，如图4所示，所述轴承9与第一级刷式密封件4和第二级刷式密封件5之间均设置有轴套10，用于防止滚筒6沿其轴向运动。

作为技术方案的改进，所述阻尼减振件3为8～10个，且沿环形密封座2的外周等间隔固定设置。

作为技术方案的改进，所述滚筒6与所述阻尼减振件3一一对应设置。

作为技术方案的改进，所述环形密封座2的径向可移动范围为3～4mm。

作为技术方案的改进，所述滚筒6表面设置有耐磨涂层。

本实用新型的具体实施方式是按照递进的方式进行撰写的，着重强调各个实施方案的不同之处，其相似部分可以相互参见。

上面结合附图对本实用新型的实施方式做了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.具有阻尼减振功能的自同心两级刷式密封结构，其特征在于，包括：静子(1)、环形密封座(2)、阻尼减振件(3)、第一级刷式密封件(4)、第二级刷式密封件(5)和滚筒(6)，其中，静子(1)的内周设置有切面呈T型的凹槽(11)，环形密封座(2)配合设置于所述凹槽(11)内，阻尼减振件(3)为多个，沿环形密封座(2)的外周固定设置，用于对环形密封座(2)的径向跳动减振，第一级刷式密封件(4)和第二级刷式密封件(5)间隔固定于环形密封座(2)的内周，用于对转子(7)实现两级刷式密封，滚筒(6)为多个，通过销轴(8)间隔设置于第一级刷式密封件(4)和第二级刷式密封件(5)之间，且可在销轴(8)上转动，当转子静止时，所述滚筒(6)与转子(7)之间存在间隙，当转子(7)发生径向跳动时，转子(7)推动滚筒(6)，进而带动环形密封座(2)和阻尼减振件(3)径向运动并撞击静子(1)内周，此时，阻尼减振件(3)起到阻尼减振作用。

2.按照权利要求1所述的具有阻尼减振功能的自同心两级刷式密封结构，其特征在于：所述环形密封座(2)的外周间隔设置有油腔(21)，所述油腔(21)的顶部连接有密封盖(22)，所述阻尼减振件(3)包括设置于所述油腔(21)内的弹簧(31)、活塞(32)和与所述活塞(32)固定连接且伸出密封盖(22)的活塞杆(33)，所述弹簧(31)的自由端与油腔(21)的底部相接，所述活塞(32)上设置有进油单向阀(321)和出油单向阀(322)，当转子(7)静止时，弹簧(31)处于压缩状态，压迫活塞(32)，使其与密封盖(22)相抵，当转子(7)发生径向跳动时，转子(7)推动滚筒(6)，进而带动环形密封座(2)和阻尼减振件(3)径向运动，当活塞杆(33)撞击静子(1)的内周时，阻尼减振件(3)起到双重阻尼减振作用。

3.按照权利要求2所述的具有阻尼减振功能的自同心两级刷式密封结构，其特征在于：所述密封盖(22)与油腔(21)的顶部螺纹连接。

4.按照权利要求2所述的具有阻尼减振功能的自同心两级刷式密封结构，其特征在于：每个活塞(32)上的进油单向阀(321)和出油单向阀(322)均为多个且沿活塞(32)的周向间隔设置。

5.按照权利要求1所述的具有阻尼减振功能的自同心两级刷式密封结构，其特征在于：所述滚筒(6)通过轴承(9)与销轴(8)连接。

6.按照权利要求5所述的具有阻尼减振功能的自同心两级刷式密封结构，其特征在于：所述轴承(9)与第一级刷式密封件(4)和第二级刷式密封件(5)之间均设置有轴套(10)，用于防止滚筒(6)沿其轴向运动。

7.按照权利要求1所述的具有阻尼减振功能的自同心两级刷式密封结构，其特征在于：所述阻尼减振件(3)为8～10个，且沿环形密封座(2)的外周等间隔固定设置。

8.按照权利要求1所述的具有阻尼减振功能的自同心两级刷式密封结构，其特征在于：所述滚筒(6)与所述阻尼减振件(3)一一对应设置。

9.按照权利要求1所述的具有阻尼减振功能的自同心两级刷式密封结构，其特征在于：所述环形密封座(2)的径向可移动范围为3～4mm。

10.按照权利要求1所述的具有阻尼减振功能的自同心两级刷式密封结构，其特征在于：所述滚筒(6)表面设置有耐磨涂层。

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