CN211288755U - 一种叶轮机气路密封结构 - Google Patents

Abstract

一种叶轮机气路密封结构，它涉及一种机械密封结构。本实用新型为解决现有叶轮机气路密封效果差，容易造成泄漏量增大或发生碰撞，造成成本增加的问题。本实用新型包括轴套、密封盖、密封环和通气圆盘，轴套套装固定在传动轴的外侧，轴套的外圆周侧壁上沿轴向方向设有梳齿型密封结构，梳齿型密封结构的齿峰由内至外依次递增设置，密封圆环的内圆周侧壁上沿轴向方向设有阶梯环槽，阶梯环槽的内径由内至外依次递增设置，梳齿型密封结构与蜂窝密封环对应设置形成梳齿蜂窝密封；密封圆环的内部设有多个吹风孔，吹风孔朝向梳齿型密封结构设置。本实用新型用于叶轮机。

Description

一种叶轮机气路密封结构

技术领域

本实用新型涉及一种机械密封结构，具体涉及一种叶轮机气路密封结构。

背景技术

现代发动机技术已达到很高水平，要进一步提高叶轮机效率，很大程度上取决于叶轮机转子与传动轴间的封严效果，气路密封将直接影响发动机增压比和涡轮效率的提高。迷宫梳齿密封是一种常见的非接触式气密封结构。迷宫梳齿密封是通过齿的多级节流作用，内部汽(气)体产生轴向压降，进而减少汽(气)体沿轴向的外部泄漏。通过设计合理的密封间隙和梳齿数目，使得内部汽(气)体经节流后的压力值低于外部压力，达到一定的密封效果。但一方面由于安装时担心动静摩擦问题，实际的径向间隙往往靠近设计的高限，内外汽(气)体轴向压降达不到预期效果，造成泄漏量增大，其密封效果较差；另一方面安装时迷宫梳齿密封实际径向间隙一旦过小，由于转动时产生径向误差，经常会发生碰撞，造成构件损伤，导致成本增加。因此，亟需改进迷宫梳齿密封结构，提高封严效果。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有叶轮机气路密封效果差，容易造成泄漏量增大或发生碰撞，造成成本增加的问题，进而提出一种叶轮机气路密封结构。

本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种叶轮机气路密封结构包括轴套、密封盖、密封圆环和通气圆盘，轴套套装固定在传动轴的外侧，轴套的外圆周侧壁上沿轴向方向设有梳齿型密封结构，梳齿型密封结构的齿峰由内至外依次递增设置，密封盖套装在轴套的外侧且与壳体的外侧壁固接，密封盖外侧端面的中部设有安装槽，安装槽内固装有密封圆环，密封圆环的内圆周侧壁上沿轴向方向设有阶梯环槽，阶梯环槽的内径由内至外依次递增设置，多个蜂窝密封环固装在阶梯环槽内，梳齿型密封结构与蜂窝密封环对应设置形成梳齿蜂窝密封；

密封盖的外侧固接有通气圆盘，通气圆盘的内部设有空气容腔，通气圆盘上设有通气端口，空气容腔与通气端口相连通，密封盖的内部设有多个进风通孔，密封圆环的内部设有多个吹风孔，吹风孔朝向梳齿型密封结构设置，每个进风通孔的一端分别与空气容腔相连通，每个进风通孔的另一端分别与一个吹风孔相连通。

本实用新型与现有技术相比包含的有益效果是：

1、本实用新型采用机械和气压组合进行密封，一方面调整了梳齿型密封结构，将梳齿型密封结构的齿峰由内至外依次递增设置，将壳体内部的气体通过齿的多级节流，使气体在经过一个梳齿型密封结构的齿峰后分别受到下一个齿峰的阻挡，然后再流出，如此依次经过多个齿峰，能够有效阻碍气体的流出，防止发生外泄，提高密封效果。

2、本实用新型能够实现蜂窝密封，梳齿型密封结构与蜂窝密封环对应设置形成梳齿蜂窝密封，可以有效减少壳体与传动轴之间的泄漏量。

3、本实用新型采用机械和气压组合进行密封，另一方面一定初始压力的气体经由通气端口进入通气圆盘，再经过进风通孔和吹风孔吹入到梳齿型密封结构区域，以提高梳齿型密封结构区域的外部压力，进一步减少泄漏量，从而提高密封效果，轴端的整体密封性较现有的常规梳齿密封结构相比可提高70％以上。

4、本实用新型中的密封盖和密封圆环与蜂窝密封环之间，采用组合式安装形成密封结构，一旦发生损坏，更换损坏部分即可，无需更换整个密封结构，从而降低成本。

附图说明

图1是本实用新型整体结构的主视剖视图；

图2是本实用新型中密封圆环5的纵向截面视图；

图3是本实用新型中轴套3的纵向截面视图；

图4是本实用新型中蜂窝密封环8的纵向截面视图；

图5是本实用新型中蜂窝密封环8的俯视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一种叶轮机气路密封结构包括轴套3、密封盖4、密封圆环5和通气圆盘7，轴套3套装固定在传动轴1 的外侧，轴套3的外圆周侧壁上沿轴向方向设有梳齿型密封结构，梳齿型密封结构的齿峰由内至外依次递增设置，密封盖4套装在轴套3的外侧且与壳体2的外侧壁固接，密封盖 4外侧端面的中部设有安装槽4-1，安装槽4-1内固装有密封圆环5，密封圆环5的内圆周侧壁上沿轴向方向设有阶梯环槽5-1，阶梯环槽5-1的内径由内至外依次递增设置，多个蜂窝密封环8固装在阶梯环槽5-1内，梳齿型密封结构与蜂窝密封环8对应设置形成梳齿蜂窝密封；

密封盖4的外侧固接有通气圆盘7，通气圆盘7的内部设有空气容腔7-1，通气圆盘7上设有通气端口7-2，空气容腔7-1与通气端口7-2相连通，密封盖4的内部设有多个进风通孔4-2，密封圆环5的内部设有多个吹风孔5-2，吹风孔5-2朝向梳齿型密封结构设置，每个进风通孔4-2的一端分别与空气容腔7-1相连通，每个进风通孔4-2的另一端分别与一个吹风孔5-2相连通。

具有一定压力的叶轮机械内部汽(气)体，一方面通过传动轴1和密封盖4之间的迷宫梳齿密封区的多级节流作用，内部汽(气)体产生了轴向压降，减少汽(气)体泄漏，另一方面一定初始压力的气体经由通气端口7-2进入通气圆盘7内的空气容腔7-1中，再经过进风通孔4-2和吹风孔5-2吹入到梳齿型密封结构区域，提高梳齿迷宫密封区的外部压力，进一步减少内部减少汽(气)体泄漏量，提高梳齿封严效果。

轴套3通过键与传动轴1固接。

具体实施方式二：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式所述梳齿型密封结构包括多个均布设置的环状突起3-1。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

如此设计多个环状突起3-1由内至外依次逐渐增高设置，使气体在经过一个梳齿型密封结构的环状突起3-1后分别受到下一个环状突起3-1的阻挡，然后再流出，如此依次经过多个环状突起3-1，能够有效阻碍气体的流出，防止发生外泄，提高密封效果。

具体实施方式三：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式所述环状突起3-1的截面形状为三角形或梯形或波纹形。其它组成和连接方式与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述吹风孔5-2设置在密封圆环5的外侧端。其它组成和连接方式与具体实施方式一、二或三相同。

如此设计一定初始压力的气体经由通气端口7-2进入通气圆盘7内的空气容腔7-1中，再经过进风通孔4-2和吹风孔5-2吹入到梳齿型密封结构区域的外侧端，以提高梳齿型密封结构区域的外部压力，进一步减少泄漏量，从而提高密封效果。

本实施方式中通气端口7-2上设有连接法兰盘。

具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述多个蜂窝密封环8通过钎焊的连接方式固装在阶梯环槽5-1内。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。如此设置，便于安装蜂窝密封环8。

本实施方式的阶梯环槽5-1由多个内径由内至外依次递增的圆环槽组成,每个圆环槽的内侧壁上均安装有一个蜂窝密封环8。所述蜂窝密封环8与梳齿型密封结构的环形突起 3-1一一对应设置，形成梳齿蜂窝密封区域，便于保证蜂窝密封环8与梳齿型密封结构之间的密封效果。

具体实施方式六：结合图1、图2、图4和图5说明本实施方式，本实施方式所述蜂窝密封环8包括多组蜂窝带，多组蜂窝带由上至下依次固接。其它组成和连接方式与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：结合图1、图2、图4和图5说明本实施方式，本实施方式每组所述蜂窝带包括上波形板8-1和下波形板8-2，上波形板8-1的波峰和下波形板8-2的波谷固定连接形成蜂窝带。其它组成和连接方式与具体实施方式六相同。如此设置，连接方便、可靠。

本实施方式中上波形板8-1和下波形板8-2的厚度均为0.05mm。如此设置，便于保证实际工况下的密封效果。每组蜂窝带上的蜂窝孔11的高度为1.5mm。如此设置，满足热胀冷缩等工况下的密封效果。本实施方式的上波形板8-1和下波形板8-2均由钢制材料制成。如此设置，在满足实际工作的前提下，成本低廉，易于生产制造。

具体实施方式八：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述密封圆环5嵌装在安装槽4-1内，密封圆环5的外侧设有压盖环6，压盖环6内端面的内侧压在密封圆环 5的外端面上，压盖环6的外侧通过多个连接螺栓9与密封盖4的外端面固接。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。如此设计便于实现密封圆环5的固装。

具体实施方式九：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述安装槽4-1的槽底均布设有多个限位块4-3，密封圆环5卡装在限位块4-3上。其它组成和连接方式与具体实施方式八相同。如此设计以便于实现密封圆环5的定位，以便实现每个进风通孔4-2 的另一端分别与一个吹风孔5-2相连通。

具体实施方式十：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述通气圆盘7通过多个紧固螺栓10固接在密封盖4的外圆周侧壁上，通气圆盘7的内圆周侧壁与密封盖4的外圆周侧壁之间设有密封圈。其它组成和连接方式与具体实施方式一、二、三、五、六、七、八或九相同。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本实用新型，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本实用新型的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本实用新型的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (10)

1.一种叶轮机气路密封结构，其特征在于：所述一种叶轮机气路密封结构包括轴套(3)、密封盖(4)、密封圆环(5)和通气圆盘(7)，轴套(3)套装固定在传动轴(1)的外侧，轴套(3)的外圆周侧壁上沿轴向方向设有梳齿型密封结构，梳齿型密封结构的齿峰由内至外依次递增设置，密封盖(4)套装在轴套(3)的外侧且与壳体(2)的外侧壁固接，密封盖(4)外侧端面的中部设有安装槽(4-1)，安装槽(4-1)内固装有密封圆环(5)，密封圆环(5)的内圆周侧壁上沿轴向方向设有阶梯环槽(5-1)，阶梯环槽(5-1)的内径由内至外依次递增设置，多个蜂窝密封环(8)固装在阶梯环槽(5-1)内，梳齿型密封结构与蜂窝密封环(8)对应设置形成梳齿蜂窝密封；

密封盖(4)的外侧固接有通气圆盘(7)，通气圆盘(7)的内部设有空气容腔(7-1)，通气圆盘(7)上设有通气端口(7-2)，空气容腔(7-1)与通气端口(7-2)相连通，密封盖(4)的内部设有多个进风通孔(4-2)，密封圆环(5)的内部设有多个吹风孔(5-2)，吹风孔(5-2)朝向梳齿型密封结构设置，每个进风通孔(4-2)的一端分别与空气容腔(7-1)相连通，每个进风通孔(4-2)的另一端分别与一个吹风孔(5-2)相连通。

2.根据权利要求1所述一种叶轮机气路密封结构，其特征在于：所述梳齿型密封结构包括多个均布设置的环状突起(3-1)。

3.根据权利要求2所述一种叶轮机气路密封结构，其特征在于：所述环状突起(3-1)的截面形状为三角形或梯形或波纹形。

4.根据权利要求1、2或3所述一种叶轮机气路密封结构，其特征在于：所述吹风孔(5-2)设置在密封圆环(5)的外侧端。

5.根据权利要求1所述一种叶轮机气路密封结构，其特征在于：所述多个蜂窝密封环(8)通过钎焊的连接方式固装在阶梯环槽(5-1)内。

6.根据权利要求5所述一种叶轮机气路密封结构，其特征在于：所述蜂窝密封环(8)包括多组蜂窝带，多组蜂窝带由上至下依次固接。

7.根据权利要求6所述一种叶轮机气路密封结构，其特征在于：每组所述蜂窝带包括上波形板(8-1)和下波形板(8-2)，上波形板(8-1)的波峰和下波形板(8-2)的波谷固定连接形成蜂窝带。

8.根据权利要求1所述一种叶轮机气路密封结构，其特征在于：所述密封圆环(5)嵌装在安装槽(4-1)内，密封圆环(5)的外侧设有压盖环(6)，压盖环(6)内端面的内侧压在密封圆环(5)的外端面上，压盖环(6)的外侧通过多个连接螺栓(9)与密封盖(4)的外端面固接。

9.根据权利要求8所述一种叶轮机气路密封结构，其特征在于：所述安装槽(4-1)的槽底均布设有多个限位块(4-3)，密封圆环(5)卡装在限位块(4-3)上。

10.根据权利要求1、2、3、5、6、7、8或9所述一种叶轮机气路密封结构，其特征在于：所述通气圆盘(7)通过多个紧固螺栓(10)固接在密封盖(4)的外圆周侧壁上，通气圆盘(7)的内圆周侧壁与密封盖(4)的外圆周侧壁之间设有密封圈。

Images