CN211117608U - 一种带折边阻尼型孔的组合式孔型阻尼密封 - Google Patents

Abstract

一种带折边阻尼型孔的组合式孔型阻尼密封，包括由里到外依次套合的内衬密封筒体、中间密封筒体和外层密封筒体，内衬密封筒体的环周面上加工有均匀分布的带折边的阻尼型孔，内衬密封筒体的一个端部向外加工成直角折边，中间密封筒体为直筒型筒体且筒体上设有均匀分布的周向流槽，阻尼型孔的直径不大于流槽的直径且两孔的中心线叠合，外层密封筒体为一个端部向内加工成直角折边的环周实体型筒体，三层组合式密封套筒镶嵌在一起且内衬密封筒体与外层密封筒体相结合的内端部设有辅助弹性体密封圈。本实用新型可减小密封泄漏率，改善密封性，且方便更换的密封静子面可提高孔型阻尼密封的经济性。

Description

一种带折边阻尼型孔的组合式孔型阻尼密封

技术领域

本实用新型涉及透平机械流体密封技术领域，适用于各种燃气轮机、汽轮机、压缩机等透平机械的轴端密封装置，属于柱面密封技术。

背景技术

旋转机械技术水平的不断提高，与密封装置的不断改进和结构更新密切相关。目前，用于转动部件和静止部件的密封件种类繁多，如：刷式密封、迷宫密封、蜂窝密封以及孔型阻尼密封、袋式阻尼密封等。其中，迷宫密封因为其结构相对简单和成本低，是透平机械中最常用的密封装置，迷宫密封是依靠密封齿与转子间形成的一系列膨胀间隙和耗散空腔，当泄漏流体流经膨胀间隙时，部分压力能转化为速度能，通过的流体产生节流与热力学效应，泄漏流体的压力逐级降低而达到密封效果。目前，旋转机械日益向高温、高转速方向发展。而迷宫齿在转轴高转速的时候很容易刮擦转动部件，齿尖易倒伏，因此为了防止迷宫齿尖倒伏，密封间隙就要增大，阻漏效果下降。近年来，蜂窝阻尼密封因为其良好的阻漏效果以及优良的动力特性开始被用在一些透平机械中的轴间或齿顶间隙部位的密封中，但是蜂窝阻尼密封一般是将镍基合金采用钎焊技术制成，制作繁琐，成本昂贵，使其的推广使用受到限制，难以形成大规模的普及。而被认为是蜂窝密封优良替代品的铝制孔型阻尼密封，可以很好地规避蜂窝密封的上述缺点。目前普遍认为阻漏效果比较好的密封结构为迷宫-蜂窝组合式密封，该密封结构将蜂窝构件设置为密封件的静止部分，将迷宫构件与转轴制成一体，当转轴转动时迷宫构件也随着转轴旋转。在高转速、大幅振动工况下，迷宫-蜂窝组合式密封的迷宫齿同样易产生倒伏和磨损，严重时需要更换整根转轴，不仅维修量巨大，而且会带来巨大经济损失，专利CN 105114629B和CN 205350364U对此作了描述。总之，现有的密封无法满足透平机械既要适应高工况参数的应用场合，又要具有良好阻漏效果，且加工制造简便等综合要求。

发明内容

本实用新型要克服传统迷宫密封易倒伏和易磨损的缺点，克服传统蜂窝阻尼密封制作繁琐，成本昂贵的缺点，以及传统孔型阻尼密封扰流效果不佳的典型缺陷，提供了一种成本低廉，制造容易，阻流和扰流效果相比于上述密封改善明显的一种带折边阻尼型孔的组合式孔型阻尼密封。

本实用新型的技术方案是：

一种带折边阻尼型孔的组合式孔型阻尼密封，其特征在于：包括依次套合的内衬密封筒体4、中间密封筒体3和外层密封筒体2，内衬密封筒体4、中间密封筒体3和外层密封筒体2均呈圆柱形筒体且轴心线在同一直线上，以靠近轴心线一侧为里侧，反之为外侧；

所述内衬密封筒体4的环周面上加工有均匀分布的阻尼型孔41，阻尼型孔41的周向的一端带有向里侧凸出的折边42，折边42的大端开口迎向进气方向，所述内衬密封筒体4的一个端部带有向外伸展的第一折边，第一折边与外层密封筒体2之间形成右端密封圈凹槽 33；

所述中间密封筒体3筒体壁面上设有均匀分布的流槽31，流槽 31是沿中间密封筒体3的周向延伸的环形闭合通道；

所述阻尼型孔41的直径不大于所述流槽31的直径，且两者的中心线叠合，即两者的中心线位于同一个垂直于轴线的横截面上；所述外层密封筒体2的远离第一折边的端部带有向内的第二折边，第二折边与内衬密封筒体4之间形成左端密封圈凹槽32，三层密封套筒镶嵌在一起，左端密封圈凹槽32和右端密封圈凹槽33内均设有辅助弹性体密封圈。

优选地，所述带阻尼型孔选自下列之一：圆形孔、雨滴形孔、椭圆形孔、六边形孔。

优选地，所述内衬密封筒体径向厚度范围为0.2～2.0mm，优选厚度范围为0.5～1.0mm。

所述中间层密封筒体径向厚度范围为0.5～10mm。

所述内衬密封筒体上的折边部分的直径为D/n,其中D为内衬密封筒体上孔的直径大小，D取为2～10mm，n为1～5，D是折边部分的端部的高度，D根据常见的密封与转轴间的轴间间隙或者围带汽封间隙取0.5～5mm,即可以得出折边与内衬筒体的夹角范围。

本实用新型的工作原理是：

采用内衬密封筒体、中间层密封筒体和外层密封筒体组合式的孔型阻尼密封，通过层层嵌套，采用胀缩法镶装而成。具体安装时，注意内衬密封筒体的安装方向要使进气方向与薄内衬上的折边方向相反，即为进气方向对着折边的大端开口。当气体流入密封静子面和转轴间隙时一部分由于内衬密封的折边阻挡改变了流动的流向，顺着内衬筒体的凸起折边内壁流入中间层密封层与阻尼型孔相叠合的流槽中进行漩涡耗散；另一部分没有由于内衬密封筒体而改变路径的气流，继续顺着内衬和转轴的内壁的间隙流动，该部分气流经过内衬密封上的折边尖端时会和产生类似于通过迷宫密封间隙时地齿尖收缩效应，与漩涡耗散相耦合达到减小泄漏的目的。

本实用新型的优点是：

(1)此组合巧妙地综合了迷宫密封和孔型阻尼密封各自的优点，同时又由于套合的内衬密封筒体安装在静止的隔板密封上且质地较软，因此可避免迷宫密封在大振动时与转轴的碰磨和倒伏的问题。

(2)同时，分层的结构使得当密封件与转轴发生刮擦、碰磨时，可以只需更换最内层的内衬密封筒体，从而提高密封件的替换性，降低了密封维护的成本和工作量。

综上所述，本实用新型相较于经典圆形直孔阻尼密封不仅可减小密封泄漏率，改善密封性，而且维护更换密封静子面简单方便，大大提高了孔型阻尼密封的经济性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2a是本实用新型的密封筒体的结构剖示图。

图2b是图2a的局部I的放大图。

图3是本实用新型的内衬密封筒体上的凸起折边的结构示意图。

其中：1-左端密封圈；2-外层密封筒体；3-中间密封筒体；4- 内衬密封筒体；5-右端密封圈；31-流槽；32-左端密封圈凹槽； 33–右端密封圈凹槽；41-带折边的阻尼型孔；42-内衬密封筒体上阻尼型孔的折边

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施进一步详述：

参见图1、2a、2b和3，一种带折边阻尼型孔的组合式孔型阻尼密封，包括三层组合式密封套筒以及层间辅助弹性体密封圈。所述三层组合式密封套筒包括内衬密封筒体4、中间密封筒体3和外层密封筒体2，所述内衬密封筒体的环周面上加工有均匀分布的带折边42的阻尼型孔41，所述内衬密封筒体的一个端部向外加工成直角折边，所述中间密封筒体为直筒型筒体且筒体环周上加工有均匀分布的流槽31，所述阻尼型孔41的直径不大于所述流槽31的直径且两者中心线叠合，所述外层密封筒体2为一个端部向内加工成直角折边的环周实体型筒体，所述内衬密封筒体与外层密封筒体的端部直角折边径向形成用于放置密封圈的凹槽32和33，所述三层组合式密封套筒镶嵌在一起且内衬密封筒体与外层密封筒体相结合的内端部设有辅助弹性体左端密封圈1和右端密封圈5。阻尼型孔41和流槽31可为雨滴形孔，内衬密封筒体4径向厚度范围为0.2～2.0mm，优选厚度范围为0.5～1.0mm，中间密封筒体3径向厚度范围为0.5～10mm。折边部分42的直径为D/n,其中D为内衬密封筒体上阻尼型孔41的直径大小，D取为2～10mm，n取1～5，D是折边部分的端部的高度，D 根据常见的密封与转轴间的轴间间隙或者围带汽封间隙取0.5～5mm, 即可以得出折边与内衬筒体的夹角范围。

本说明书实施案例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施案例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本实用新型构思所能想到的同等技术手段。

Claims (4)

1.一种带折边阻尼型孔的组合式孔型阻尼密封，其特征在于：包括依次套合的内衬密封筒体(4)、中间密封筒体(3)和外层密封筒体(2)，内衬密封筒体(4)、中间密封筒体(3)和外层密封筒体(2)均呈圆柱形筒体且轴心线在同一直线上，以靠近轴心线一侧为里侧，反之为外侧；

所述内衬密封筒体(4)的环周面上加工有均匀分布的阻尼型孔(41)，阻尼型孔(41)的周向的一端带有向里侧凸出的折边(42)，折边(42)的大端开口迎向进气方向，所述内衬密封筒体(4)的一个端部带有向外伸展的第一折边，第一折边与外层密封筒体(2)之间形成右端密封圈凹槽(33)；

所述中间密封筒体(3)的筒体壁面上设有均匀分布的流槽(31)，流槽(31)是沿中间密封筒体(3)的周向延伸的环形闭合通道；

所述阻尼型孔(41)的直径不大于所述流槽(31)的直径，且两者的中心线叠合；

所述外层密封筒体(2)的远离第一折边的端部带有向内的第二折边，第二折边与内衬密封筒体(4)之间形成左端密封圈凹槽(32)，三层密封套筒镶嵌在一起，左端密封圈凹槽(32)和右端密封圈凹槽(33)内均设有辅助弹性体密封圈。

2.根据权利要求1所述的一种带折边阻尼型孔的组合式孔型阻尼密封，其特征在于：所述阻尼型孔(41)的形状选自下列之一：圆形孔、雨滴形孔、椭圆形孔、六边形孔。

3.根据权利要求1或2所述的一种带折边阻尼型孔的组合式孔型阻尼密封，其特征在于：所述内衬密封筒体(4)的厚度为0.2～2.0mm；所述中间密封筒体(3)的厚度为0.5～10mm；内衬密封筒体(4)上的折边部分的直径为D/n，其中D为内衬密封筒体环周面上阻尼型孔的直径大小，D取为2～10mm，n为1～5，ΔD是折边部分的端部的高度，ΔD根据常见的密封与转轴间的轴间间隙或者围带汽封间隙取0.5～5mm。

4.根据权利要求3所述的一种带折边阻尼型孔的组合式孔型阻尼密封，其特征在于：所述内衬密封筒体(4)的厚度范围为0.5～1.0mm。

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