CN212535779U - 超临界二氧化碳循环发电膨胀机专用安全密封 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及超临界二氧化碳循环发电膨胀机专用安全密封,安装于膨胀机干气密封与轴承之间的主轴箱上，包括密封外壳、环槽、静环和动环。密封正常运转时，密封气通过连接孔进入并充满静环与密封腔之间环槽，此时密封气对静环的推力大于弹簧力，静环与动环之间没有贴合。当密封发生泄漏时，泄漏气体通过端面泄漏，此时密封腔压力降低，密封气对静环的推力小于弹簧对静环的推力，弹簧推动静环向动环靠近，最终动静环接触，实现对密封气的阻漏，避免高温二氧化碳泄漏进入轴承箱，保护轴承箱，从而避免损坏范围扩大。本密封装置结构简单，安全可靠。

Description

超临界二氧化碳循环发电膨胀机专用安全密封

技术领域

本实用新型涉及超临界二氧化碳循环发电领域，具体涉及超临界二氧化碳循环发电膨胀机专用安全密封。

背景技术

二氧化碳在温度高于临界温度Tc=31.26℃，压力高于临界压力7.29MPa的状态下，性质会发生变化，其密度近于液体，粘度近于气体，扩散系数为液体的100倍，具有广泛的应用前景，超临界二氧化碳是目前研究最广泛的流体之一。

超临界CO2循环发电作为一种新型发电技术，是以超临界状态的二氧化碳作为工质，将热源的热量转化为机械能，其热源可来自核反应堆、太阳能、地热能、工业废热、化石燃料燃烧等。在当前能源和环保形势下，超临界二氧化碳工质的优良特性使得其系统具有良好的应用前景和研究价值。

超临界CO2循环发电膨胀机，工作压力高于14MPa，温度450℃以上。如果轴端密封失效，如何保护轴承及设备非常关键。

在现有的干气密封装置中，正常工作情况下，超临界二氧化碳受到密封气体的压力形成密封面，从而超临界二氧化碳不会流出密封面；当密封气体出现泄漏或压力不足的情况时，超临界二氧化碳容易通过静环与轴套之间的间隙，从静环与动环的接触面流出，从而造成超临界二氧化碳泄漏，影响生产质量和效率；超临界二氧化碳多属于有害物质，会对环境造成污染。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一款安全可靠、能在密封气体出现泄漏或压力不足的情况时防止超临界二氧化碳泄漏的密封。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：超临界二氧化碳循环发电膨胀机专用安全密封，安装于主轴箱上，包括密封外壳、环槽、静环和动环；其中：

所述密封外壳上设有进气管和通孔，所述进气管的一端固定于通孔内部；所述主轴箱包括主轴，所述密封外壳与主轴之间形成密封腔；所述环槽置于密封外壳内部，所述环槽与密封腔之间设有连接孔；所述静环固定于密封外壳与主轴之间，并与主轴可动连接；所述静环的一端设有弹簧，另一端与动环相贴，密封气体从进气管进入到密封腔，气体从连接孔进入环槽内，当气体压强足够时，气体压力作用在静环上压缩弹簧，从而静环不与弹簧相贴，保证气体存在少量泄漏，从而保证作用在静环上的压力恒定；当密封气体压力不足时，弹簧回弹，使静环与动环相贴，保证超临界二氧化碳不会泄漏；所述动环与主轴固定连接。

优选的，所述静环的外圈设有台阶，所述环槽的槽口处设有缺口，所述台阶置于缺口处；所述静环与密封外壳连接处设有多个密封圈，所述密封圈均匀分布在台阶两侧；所述密封外壳内设有弹簧座，所述弹簧的一端固定于弹簧座内，弹簧的另一端与静环固定连接；所述弹簧座与密封外壳通过螺栓固定连接；所述弹簧座上设有定位销，所述静环上设有定位孔，所述定位孔与定位销位置相匹配，定位销保证静环与弹簧座之间不存在相对转动。

优选的，还包括轴套，所述主轴穿过轴套并与轴套连接；所述动环和静环均套住轴套的一端，所述静环与轴套可滑动连接，所述动环与轴套固定连接；所述动环与轴套之间设有密封圈。

优选的，所述主轴箱包括端盖，所述轴套的另一端与端盖固定连接；所述端盖上设有驱动环，所述主轴与轴套固定连接，所述轴套与驱动环固定连接；所述驱动环上设有传动销，所述动环上设有销孔，所述销孔与传动销位置相匹配。

本实用新型具有以下优点：

1、 弹簧对静环的作用，保证能在气体压力不足使，弹簧回弹，使静环与动环相贴，避免超临界二氧化碳泄漏进入轴承箱，保护轴承箱。

附图说明

图1为超临界二氧化碳循环发电膨胀机专用安全密封的结构示意图；

图2为静环的左视图；

图中：1-主轴；2-密封圈；3-进水管；4-传动销；5-驱动环；6-定位孔；7-动环；8-静环；9-轴套；10-弹簧；11-密封腔；12-弹簧座；13-连接孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1和图2所示，超临界二氧化碳循环发电膨胀机专用安全密封，安装于膨胀机干气密封与轴承之间的主轴箱上，包括密封外壳、环槽、静环8和动环7；其中：

所述密封外壳上设有进气管3和通孔，所述进气管3的一端固定于通孔内部；所述主轴箱包括主轴1，所述密封外壳与主轴1之间形成密封腔11；所述环槽置于密封外壳内部，所述环槽与密封腔11之间设有连接孔13；所述静环8固定于密封外壳与主轴1之间，并与主轴1可动连接；所述静环8的一端设有弹簧10，另一端与动环7相贴，密封气体从进气管3进入到密封腔11，气体从连接孔13进入环槽内，当气体压强足够时，气体压力作用在静环8上压缩弹簧10，从而静环8不与弹簧10相贴，保证气体存在少量泄漏，从而保证作用在静环8上的压力恒定；当密封气体压力不足时，弹簧10回弹，使静环8与动环7相贴，保证超临界二氧化碳不会泄漏；所述动环7与主轴1固定连接。

优选的，所述静环8的外圈设有台阶，所述环槽的槽口处设有缺口，所述台阶置于缺口处；所述静环8与密封外壳连接处设有多个密封圈2，所述密封圈2均匀分布在台阶两侧；所述密封外壳内设有弹簧座12，所述弹簧10的一端固定于弹簧座12内，弹簧10的另一端与静环8固定连接；所述弹簧座12与密封外壳通过螺栓固定连接；所述弹簧座12上设有定位销，所述静环8上设有定位孔6，所述定位孔6与定位销位置相匹配，定位销保证静环8与弹簧座12之间不存在相对转动。

优选的，还包括轴套9，所述主轴1穿过轴套9并与轴套9连接；所述动环7和静环8均套住轴套9的一端，所述静环8与轴套9可滑动连接，所述动环7与轴套9固定连接；所述动环7与轴套9之间设有密封圈2。

优选的，所述主轴箱包括端盖，所述轴套9的另一端与端盖固定连接；所述端盖上设有驱动环5，所述主轴1与轴套9固定连接，所述轴套9与驱动环5固定连接；所述驱动环5上设有传动销4，所述动环7上设有销孔，所述销孔与传动销4位置相匹配，传动销4保证动环7与主轴1不存在相对转动。

本实用新型超临界二氧化碳循环发电膨胀机专用安全密封的工作过程如下：密封正常运转时，密封气通过连接孔13进入环槽，由于有密封圈2的密封，此时密封气充满静环8与密封腔11之间环槽，因此环槽内压力与密封腔11压力相等，此时密封气对静环8的推力大于弹簧10力，静环8与动环7之间没有贴合；当密封发生泄漏时，泄漏气体通过端面泄漏，此时密封腔11压力降低，密封气对静环8的推力小于弹簧10对静环8的推力，弹簧10推动静环8向动环7靠近，最终动静环8接触，实现对密封气的阻漏，避免超临界二氧化碳泄漏进入轴承箱，保护轴承箱，从而避免损坏范围扩大。

Claims (4)

1.超临界二氧化碳循环发电膨胀机专用安全密封，安装于膨胀机干气密封与轴承之间的主轴箱上，其特征在于：包括密封外壳、环槽、静环（8）和动环（7）；其中：

所述密封外壳上设有进气管（3）和通孔，所述进气管（3）的一端固定于通孔内部；所述主轴箱包括主轴（1），所述密封外壳与主轴（1）之间形成密封腔（11）；所述环槽置于密封外壳内部，所述环槽与密封腔（11）之间设有连接孔（13）；所述静环（8）固定于密封外壳与主轴（1）之间，并与主轴（1）可动连接；所述静环（8）的一端设有弹簧（10），另一端与动环（7）相贴；所述动环（7）与主轴（1）固定连接。

2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳循环发电膨胀机专用安全密封，其特征在于：所述静环（8）的外圈设有台阶，所述环槽的槽口处设有缺口，所述台阶置于缺口处；所述静环（8）与密封外壳连接处设有多个密封圈（2），所述密封圈（2）均匀分布在台阶两侧；所述密封外壳内设有弹簧座（12），所述弹簧（10）的一端固定于弹簧座（12）内，弹簧（10）的另一端与静环（8）固定连接；所述弹簧座（12）与密封外壳通过螺栓固定连接；所述弹簧座（12）上设有定位销，所述静环（8）上设有定位孔（6），所述定位孔（6）与定位销位置相匹配。

3.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳循环发电膨胀机专用安全密封，其特征在于：还包括轴套（9），所述主轴（1）穿过轴套（9）并与轴套（9）连接；所述动环（7）和静环（8）均套住轴套（9）的一端，所述静环（8）与轴套（9）可滑动连接，所述动环（7）与轴套（9）固定连接；所述动环（7）与轴套（9）之间设有密封圈（2）。

4.根据权利要求3所述的超临界二氧化碳循环发电膨胀机专用安全密封，其特征在于：所述主轴（1）箱包括端盖，所述轴套（9）的另一端与端盖固定连接；所述端盖上设有驱动环（5），所述主轴（1）与轴套（9）固定连接，所述轴套（9）与驱动环（5）固定连接；所述驱动环（5）上设有传动销（4），所述动环（7）上设有销孔，所述销孔与传动销（4）位置相匹配。

Images