CN218717006U - 一种汽封装置及汽轮机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种汽封装置及汽轮机，其中，该汽封装置包括汽缸，内部形成用于填充蒸汽的气腔，所述汽缸设有与所述气腔连通的开口；主轴，可转动的设于所述气腔内，所述主轴的外周面设有叶轮，以通过所述蒸汽的流动驱使所述主轴绕转动；汽封体，套设于所述主轴且设于所述开口处，所述汽封体背离所述主轴的一侧与所述开口的内壁具有间隙；所述汽封体上连接有斜片，所述斜片相对所述主轴的轴线方向倾斜设置，且朝背离所述主轴的方向延伸。本技术方案解决了现有汽轮机蒸汽密封结构泄漏大的技术问题。

Description

一种汽封装置及汽轮机

技术领域

本实用新型涉及动密封技术领域，特别涉及一种汽封装置及汽轮机。

背景技术

汽轮机作为一种动力设备，在发电、船舶动力等领域有着广泛的应用。在目前的汽轮机设备特别是背压式汽轮机中，一般在主轴尾端安装梳齿式、炭精环或蜂窝式汽封结构用以对汽轮机汽缸内的蒸汽进行密封，从而提高汽轮机的效率。

在现有的蒸汽密封结构中，一般是通过密封结构内的微小间隙的设置，对汽轮机内部的蒸汽形成节流效果，通过多层节流方式逐渐降低蒸汽压力，直至将其降低至与大气压力相差无几，实现蒸汽压力与外部大气压的近似平衡，实现密封效果。

然而，这种密封结构中，蒸汽还是会或多或少从密封结构的间隙泄露，另外为了保证密封效果，密封结构中的微小间隙需设计得很小，在设备运行过程中，随着密封结构的磨损老化，该间隙也将逐渐增大，从而降低了密封效果，影响汽轮机的效率。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种汽封装置，旨在解决现有汽轮机蒸汽密封结构泄漏大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的汽封装置，包括：

汽缸，内部形成用于填充蒸汽的气腔，所述汽缸设有与所述气腔连通的开口；

主轴，可转动的设于所述气腔内，所述主轴的外周面设有叶轮，以通过所述蒸汽的流动驱使所述主轴转动；

汽封体，套设于所述主轴且设于所述开口处，所述汽封体背离所述主轴的一侧与所述开口的内壁具有间隙；

斜片，设于所述间隙中，且与所述汽封体连接，所述斜片沿所述汽封体的圆周方向设置多个；所述斜片相对所述主轴的轴线方向倾斜设置，且朝背离所述主轴的方向延伸；

其中，所述汽封装置工作时，所述间隙中填充高压水，所述斜片的延伸方向朝所述高压水一侧倾斜，以使所述斜片的延伸方向相对所述主轴的法平面呈一定角度，所述斜片对填充于所述间隙中的高压水产生朝远离所述气腔方向运动的作用力，以限制所述高压水进入所述气腔内，且通过所述高压水、所述汽封体以及所述斜片的配合密封所述开口。

可选地，所述汽封装置包括汽封环，所述汽封环沿所述汽缸的开口的周向设置，且与所述汽封体在径向上相对设置，所述汽封环与所述汽封体之间形成所述间隙，所述汽封环朝向所述汽封体的端面设有凸起，所述凸起沿所述汽封环的圆周方向延伸一周，且所述凸起沿所述主轴的轴线方向设置多个。

可选地，所述汽封体沿所述主轴的轴线方向设置多个，所述汽封环罩设于多个所述汽封体的外部。

可选地，两相邻所述凸起沿所述主轴的轴线方向的间隔小于所述斜片沿所述主轴的轴线方向的长度，以使两相邻所述凸起与两相邻所述斜片配合形成腔室。

可选地，所述斜片的延伸方向与所述主轴的法平面的夹角为40°～50°。

可选地，所述斜片相对于所述主轴的轴线方向倾斜的角度为40°～50°。

可选地，所述斜片沿所述主轴的轴线方向的高度为2.4mm～2.6mm；和/或

所述汽封体的两相邻斜片沿所述主轴的圆周方向的间隔为2.9mm～3.1mm。

可选地，所述汽封体的外周面开设第一凹槽，所述第一凹槽沿所述汽封体的圆周方向延伸一周，所述斜片与所述第一凹槽连接。

可选地，所述第一凹槽的底部开设有第二凹槽，所述第二凹槽沿所述主轴的轴线方向的宽度大于所述第一凹槽沿所述主轴的轴线方向的宽度，所述斜片连接于所述第一凹槽及所述第二凹槽。

本实用新型还提出一种汽轮机，包括上述实施例中的任意一项所述的汽封装置。

与现有技术相比，本实用新型技术方案中，该汽封装置主要用于汽轮机的蒸汽密封，其中，该汽封装置包括汽缸，汽缸内部具有用于填充蒸汽的气腔，汽缸上还开设有连通该气腔的开口；另外，气腔内还转动连接有主轴，其中，该主轴的外周面上设有叶轮，通过蒸汽推动叶轮可实现主轴的旋转，通过主轴实现动力的输出。由于扩散效应的存在，蒸汽可从连通气腔的开口处逸散，因此，为实现对蒸汽的密封，该主轴上套设有汽封体，该汽封体设于主轴上位于汽缸开口的位置，汽封体的外周壁与开口的内壁具有间隙，主轴旋转时该汽封体随主轴旋转；另外，该汽封体的外周面还设有斜片，该斜片设于该汽封体的外周壁与开口内壁之间的间隙中，且该斜片沿该汽封体的圆周方向设置多个，该斜片与该主轴的轴线呈一定夹角，在设备运行过程中，高压水从外部注入填充于该间隙中，该汽封体带动斜片旋转，此时处于两相邻斜片之间的高压水受到斜片的推动旋转，由于斜片与该主轴的轴线呈一定夹角，两相邻斜片之间的高压水受到沿轴线方向向外的作用力，该作用力体现为高压水在轴线方向上指向外部的压强，通过调整该压强的大小，其可与内部蒸汽压强及外部高压水压强相叠加后抵消，从而对斜片之间的间隙形成密封；而为实现对斜片与汽缸的开口之间间隙的密封，该斜片在沿背离主轴方向延伸时，该延伸方向与主轴的法平面呈一定角度，且向高压水一侧倾斜，此时，在汽封体旋转过程中，斜片推动间隙中的高压水旋转，此时高压水受到离心力作用，由于该斜片延伸方向与主轴法平面呈一定角度，该作用力可分解出沿轴线方向朝向高压水一侧的作用力，该作用力体现为该斜片与汽缸开口的间隙中在轴线方向上指向外部的压强，通过调整该压强大小，可实现与内部蒸汽压强及外部高压水压强的抵消，从而实现对斜片与开口间隙的密封。在本技术方案中，通过在主轴设置带有斜片的汽封体，在高压水注入的条件下，通过斜片与高压水的相互作用，实现对汽缸内蒸汽的密封从而提高了汽轮机的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型汽封装置实施例的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本实用新型汽封装置实施例径向局部示意图；

图4为图2中B处的高压水受力分析示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	汽缸	200	主轴
300	汽封体	400	斜片
				500	汽封环

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

目前对于汽轮机设备特别是背压式汽轮机的蒸汽密封方式大体分为三种方式：梳齿式汽封，炭精环密封，蜂窝式汽封。这三种密封基本原理都是节流减压密封的方式，将背压式汽轮机的排气(压力较高)通过汽封片之间的微小间隙形成节流效果。

然而，这些汽封结构中，汽封与主轴由于存在间隙，所以会有大量的蒸汽从该间隙中泄露，根据大量的工程经验和测算当汽轮机的排气压力0.5MPa的时候，汽封漏气量大概是0.5t/h以上，当排气压力1MPa的时候，汽封漏气量大概是1t/h以上，造成严重的能量浪费，而且泄露的蒸汽会进入到轴承座中，将润滑油乳化造成汽轮机运行事故。

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种汽封装置，包括：

汽缸100，内部形成用于填充蒸汽的气腔，汽缸100设有与气腔连通的开口；

主轴200，可转动的设于气腔内，主轴200的外周面设有叶轮，以通过蒸汽的流动驱使主轴200转动；

汽封体300，套设于主轴200且设于开口处，汽封体300背离主轴200的一侧与开口的内壁具有间隙；

斜片400，设于间隙中，且与汽封体300连接，斜片400沿汽封体300的圆周方向设置多个；斜片400相对主轴200的轴线方向倾斜设置，且朝背离主轴200的方向延伸；

其中，汽封装置工作时，间隙中填充高压水，斜片400的延伸方向朝高压水一侧倾斜，以使斜片400的延伸方向相对主轴200的法平面呈一定角度，斜片400对填充于间隙中的高压水产生朝远离气腔方向运动的作用力，以限制高压水进入气腔内，且通过高压水、汽封体300以及斜片400的配合密封开口。

与现有技术相比，本实用新型技术方案中，该汽封装置主要用于汽轮机的蒸汽密封，其中，该汽封装置包括汽缸100，汽缸100内部具有用于填充蒸汽的气腔，汽缸100上还开设有连通该气腔的开口；另外，气腔内还转动连接有主轴200，其中，该主轴200的外周面上设有叶轮，通过蒸汽推动叶轮可实现主轴200的旋转，通过主轴200实现动力的输出。由于扩散效应的存在，蒸汽可从连通气腔的开口处逸散，因此，为实现对蒸汽的密封，该主轴200上套设有汽封体300，该汽封体300设于主轴200上位于汽缸100开口的位置，汽封体300的外周壁与开口的内壁具有间隙，主轴200旋转时该汽封体300随主轴200旋转；另外，该汽封体300的外周面还设有斜片400，该斜片400设于该汽封体300的外周壁与开口内壁之间的间隙中，且该斜片400沿该汽封体300的圆周方向设置多个，该斜片400与该主轴200的轴线呈一定夹角，在设备运行过程中，高压水从外部注入填充于该间隙中，该汽封体300带动斜片400旋转，此时处于两相邻斜片400之间的高压水受到斜片400的推动旋转，由于斜片400与该主轴200的轴线呈一定夹角，两相邻斜片400之间的高压水受到沿轴线方向向外的作用力，该作用力体现为高压水在轴线方向上指向外部的压强，通过调整该压强的大小，其可与内部蒸汽压强及外部高压水压强相叠加后抵消，从而对斜片400之间的间隙形成密封；而为实现对斜片400与汽缸100的开口之间间隙的密封，该斜片400在沿背离主轴200方向延伸时，该延伸方向与主轴200的法平面呈一定角度，且向高压水一侧倾斜，此时，在汽封体300旋转过程中，斜片400推动间隙中的高压水旋转，此时高压水受到离心力作用，由于该斜片400延伸方向与主轴200法平面呈一定角度，该作用力可分解出沿轴线方向朝向高压水一侧的作用力，该作用力体现为该斜片400与汽缸100开口的间隙中在轴线方向上指向外部的压强，通过调整该压强大小，可实现与内部蒸汽压强及外部高压水压强的抵消，从而实现对斜片400与开口间隙的密封。在本技术方案中，通过在主轴200设置带有斜片400的汽封体300，在高压水注入的条件下，通过斜片400与高压水的相互作用，实现对汽缸100内蒸汽的密封从而提高了汽轮机的工作效率。

该汽封装置可应用于汽轮机中蒸汽的密封，如图1～图3，该汽封装置包括有汽缸100，该汽缸100内部具有容置蒸汽的气腔，该汽缸100上还设置有与该气腔连通的开口；另外，该汽封装置还设置有主轴200，该主轴200可转动地设于气腔内，主轴200的外周面上设有叶轮，当蒸汽进入该气腔内时，蒸汽可通过驱动该叶轮进而驱动该主轴200旋转；该汽缸100与主轴200的具体结构及原理可参考现有汽轮机的构造，在此不作赘述。另外该主轴200上还设置有汽封体300，该汽封体300套设于主轴200上，且位于该汽缸100的开口处，以将该开口封闭，该汽封体300可以是圆柱形等与该开口相适应的形状，这样，当主轴200旋转时，主轴200带动汽封体300在该开口处旋转；为防止汽封体300与开口干涉，该汽封体300背离主轴200的端面可与开口的内壁形成一定间隙。该汽封体300的外周面还设有斜片400，该斜片400位于该间隙中，斜片400可沿该汽封体300的外周面的圆周方向均匀设置多个；为实现密封效果，该斜片400在该汽封体300外周面上的长度方向与主轴200的轴线方向呈一定夹角，另外，该斜片400朝向背离该主轴200的方向延伸，且该延伸方向朝向远离该汽缸100的气腔的方向倾斜，也就是说，该斜片400的延伸方向与该主轴200的法平面呈一定夹角。下面将就该汽封装置的密封原理进行详细说明。

在实际使用中，该汽缸100内部填充蒸汽，蒸汽推动主轴200转动，主轴200带动该汽封体300旋转，而汽封体300上的斜片400随汽封体300一起转动，该主轴200的旋转方向使得该斜片400旋转过程中，其可推动汽缸100内部的蒸汽向开口外运动，此时，在该开口的外部施加高压水，高压水压力大于汽缸100内部的蒸汽压力，此时高压水可注入到斜片400之间的缝隙以及斜片400与开口内壁的间隙中，此时，通过主轴200的旋转可带动高压水转动，从而产生动压头，此时动压头跟高压水的注入方向相反，且该动压头的大小随着该斜片400旋转的速度变化，此时汽缸100内的蒸汽压力加上动压头大小可抵抗高压水的压力，通过调整高压水的水压及动压头的大小，直到动压头大小加上汽缸100内蒸汽压力等于高压水压力，此时高压水将被限制在该斜片400位置，其不会进入到汽缸100内，而汽缸100内的蒸汽受到外部高压水的封堵，其也将被限制在汽缸100内，从而达到蒸汽的密封效果。

具体地，在本汽封装置中，该蒸汽可从两处位置泄露，第一部分一两相邻斜片400之间的间隙；第二部分一斜片400与汽缸100开口的内壁之间的间隙。

针对第一部分的密封原理如下：如图3，在斜片400旋转过程中，每两个斜片400之间将形成一个做功单元；在高压水与斜片400的临界区域，由于斜片400的旋转，高压水相对于斜片400在主轴200的圆周方向上有一个相对速度u，该相对速度u的大小等于切片在直径d₀，转速n₀下的圆周速度，其中，该直径d₀为斜片400在主轴200的径向上与该主轴200轴线的距离，该转速n₀为该主轴200的转速，由此可得出该相对速度u的大小为：

u＝π*d₀*n₀ (1)

该相对速度u的方向与斜片400的旋转方向相反，斜片400相对于主轴200的轴线倾斜，设定斜片400与主轴200法平面之间的夹角为α，通过高压水与斜片400的相对关系可得到如图所示的速度三角形，其中，w₁为高压水在斜片400倾斜方向的分速度，通过计算可得出：

w₁＝u*cosα (2)

而w₁可分解出沿主轴200轴线方向上的分速度w₂，通过计算可得出：

w₂＝w₁*sinα (3)

而高压水在进入斜片400的间隙后，通过斜切片的推动可随斜片400同步旋转，由于α的存在，斜片400给予两斜片400间隙中的高压水沿主轴200的轴线方向指向开口的入口方向的作用力，该作用力产生的压强设定为ΔP₁，此时两斜片400间隙中的高压水相对于斜片400的相对速度为0，而其相对于斜片400在主轴200的轴线方向的分速度为0，由于蒸汽在汽缸100内的压强P₁已知，而高压水在开口的入口处的压强P₂也已知，因此，通过伯努利方程，我们可得出两个位置存在如下关系：

P₁+1/2*ρ*w₂^²＝P₂+0 (4)

ΔP₁＝P₂-P₁＝1/2*ρ*w₂^²＝1/2*ρ*(π*d₀*n₀*sin(2*α)/60)^² (5)

上式中的ρ为高压水的密度，由上式可知，该ΔP₁与d₀及n₀相关，因此通过调整d₀、n₀及α这三个参数，即可实现对P₁和P₂进行平衡，从而实现对第一部分蒸汽的密封。

针对第二部分的密封原理如下：如图2及图4，在斜片400旋转时，沿汽封体300的圆周方向上两相邻斜片400之间的高压水受到了斜片400的推动作用，高压水在两个斜片400之间随斜片400高速旋转产生离心力，设定该离心力为F₀，该F₀的大小为：

F₀＝m*(d₀/2)*ω^² (6)

其中，该m为两斜片400之间高压水的质量，该值与两斜片400的间距以及斜片400的沿径向的高度及其沿轴向的长度有关，ω为该主轴200的角速度，ω与n₀的关系可通过下式计算：

ω＝2*π*n₀/60 (7)

由于该斜片400朝向背离该主轴200的方向延伸，且该延伸方向朝向远离该汽缸100的气腔的方向倾斜，设定该倾斜角度为β，通过受力分析，对离心力F₀进行分解，其可分解为平行于斜片400倾斜方向的分力F₁，以及垂直于该斜片400方向的分力F₂，其中斜片400对于间隙中的高压水有垂直于该斜片400方向的支撑力，该支撑力与F₂大小相等、方向相反，可抵消F₂对于该高压水的作用，而高压水在F₁的作用下，将沿斜片400的延伸方向运动，而通过对F₁分解可得到，其沿平行于主轴200轴线方向分力F₁₁，该分力将作用于斜片400与开口的内壁之间的间隙中的高压水，对其产生沿主轴200的轴线方向指向背离该汽缸100一侧的压强，通过受力分析可得出：

F₁＝F₀*cosβ＝ρ*m*(d₀/2)*(2*π*n₀/60)^²*cosβ (8)

F₂＝F₁*sinβ＝ρ*m*(d0/2)*(2*π*n₀/60)^²*cosβ*sinβ (9)

而该作用力在沿主轴200的轴线方向上的压强为：

ΔP₂＝F₂/A (10)

其中，A为该作用力作用于两相邻斜片400及开口之间的作用面积，其大小等于两相邻斜片400的端部沿汽封体300圆周方向上的弧长与斜片400端部至开口内壁之间间隙的乘积：

A＝C*δ (11)

其中，C为以上所说的两相邻斜片400的端部沿汽封体300圆周方向上的弧长，δ为斜片400端部与开口内壁之间的间隙大小。由此可得出：

ΔP₂＝ρ*m*(d₀/2)*(2*π*n₀/60)^²*cosβ*sinβ/(c*δ) (12)

由此可知，该ΔP₂与d₀、n₀及α这三个参数相关，通过调整这三个参数的大小，可对进行调整，以使ΔP₂与P₁和P₂形成平衡，从而实现对第二部分的密封。

进一步地，汽封装置包括汽封环500，汽封环500沿汽缸100的开口的周向设置，且与汽封体300在径向上相对设置，汽封环500与汽封体300之间形成间隙，汽封环500朝向汽封体300的端面设有凸起，凸起沿汽封环500的圆周方向延伸一周，且凸起沿主轴200的轴线方向设置多个。

具体地，为了提高密封效果，该汽封装置还设置有汽封环500，如图2，该汽封环500为圆环形结构，该汽封环500设置于汽缸100的开口的内壁，且与汽封体300同轴设置，该汽封环500与汽封体300在主轴200的径向上相对设置，汽封环500的内壁与汽封体300之间形成有间隙；另外，该汽封环500朝向该汽封体300的端面上还设置有凸起，该凸起沿汽封环500的圆周方向延伸一周，且该凸起沿主轴200的轴线方向上设置有多个，这样，通过汽封体300与汽封环500的配合，两相邻凸起与两相邻斜片400之间形成有若干个相互连通的腔室，该腔室在斜片400高速旋转的过程中该腔室可形成离心泵的作用；另外，在蒸汽从出口向外逸散过程中，该凸起与斜片400的间隙可对蒸汽产生节流效果，从而层层降低蒸汽的压强，从而降低了蒸汽密封对于d₀、n₀及高压水的压强的要求，提高了该汽封装置的设计余量。

进一步地，汽封体300沿主轴200的轴线方向设置多个，汽封环500罩设于多个汽封体300的外部。具体地，为了提高该汽封装置的适用范围，该汽封体300可沿主轴200的轴线方向设置多个，相应的，该汽封环500罩设于多个汽封体300的外部以保证各层汽封体300的密封效果，这样，在密封过程中，每一层的汽封体300都将在周向上产生一个与高压水压力相反的密封力ΔP₁，在实际设计过程中，可根据蒸汽压力的最大值，设置相应数量的汽封体300，以实现对不同应用场景的适配，从而提高了该汽封装置的适用性。

进一步地，两相邻凸起沿主轴200的轴线方向的间隔小于斜片400沿主轴200的轴线方向的长度，以使两相邻凸起与两相邻斜片400配合形成腔室。

具体地，两相邻凸起沿主轴200轴线的方向间隔小于斜片400沿主轴200轴线方向的长度，这样，两相邻的凸起将两相邻斜片400在主轴200的轴线上分隔成独立的腔室，

且每一汽封体300上的两相邻斜片400在主轴200的轴线方向上将被两相邻凸起分割成若干层，而每一层的腔室都会在主轴200的轴线方向上产生一个与密封水压力相反的密封力ΔP₂，每一层产生的密封力在主轴200的轴线上可叠加；而通过代入相应的参数可求取ΔP₂的大小，在本方案中，设该两相邻凸起之间的间隔为k，斜片400沿主轴200径向的高度为h，而两相邻斜片400沿圆周方向的间距为L，可得出式(6)中的m为上述三者与水密度ρ的乘积，将其代入到式(12)中可得：

ΔP₂＝ρ*(k*h/δ)*(d0/2)*(2*π*n0/60)^²*cosβ*sinβ*(L/c) (13)

上式中L/c为汽封体300上两相邻斜片400在圆周方向上的间距及弧长的比值，其与汽封体300上斜片400的数量有关，其数量越大，则该值越大，也就是说，通过调整汽封体300上斜片400的数量可实现对ΔP₂的调整，从而满足不同应用场景的要求。而由于高压水的压力及汽缸100内的压力决定了所需的密封力，因此也可根据蒸汽压力的最大值调整两相邻凸起之间的间隔k，即可保证该汽封装置可达到足够的密封效果，同时随着蒸汽压力的变化，高压水沿主轴200的轴线方向上进入汽封体300与汽封环500间隙的长度可进行自适应的调整，实现对蒸汽压力的自适应调节，提高了该汽封装置的适应性。

进一步地，斜片400的延伸方向与主轴200的法平面的夹角为40°～50°，斜片400相对于主轴200的轴线方向倾斜的角度为40°～50°。具体地，斜片400的延伸方向与主轴200的法平面的夹角为β，斜片400相对于主轴200的轴线方向倾斜的角度为α，由式(12)可知，当β为45°时，该ΔP₂可达到最大值，由式(5)可知，当α为45°时，该ΔP₁可达到最大值，在实际设计及使用过程中，考虑到设备转速、直径以及密封压力的影响，该α及β的数值可根据实际需要设定，考虑到加工难度的影响，该α取值范围为40°～50°，该β的取值范围为40°～50°。

进一步地，根据工程经验、加工成本及难度的考量，斜片400沿主轴200的轴线方向的高度为2.4mm～2.6mm；汽封体300的两相邻斜片400沿主轴200的圆周方向的间隔为2.9mm～3.1mm。

进一步地，汽封体300的外周面开设第一凹槽，第一凹槽沿汽封体300的圆周方向延伸一周，斜片400与第一凹槽连接。具体地，为了提高斜片400与汽封体300的连接强度，该汽封体300的外周面可开设第一凹槽，该第一凹槽具有底面及与底部相邻的两相对侧面，该第一凹槽可以在汽封体300的外周面上，沿汽封体300的圆周方向设置一周，斜片400的根部可部分嵌入该第一凹槽内，与该第一凹槽的底面及侧面抵接，并可通过焊接等方式与该第一凹槽连接，这样，在汽封体300旋转时，斜片400沿主轴200的轴线方向的侧面受到高压水及蒸汽的作用力，其与汽封体300连接的位置将产生较大的应力作用，将斜片400连接于第一凹槽内，第一凹槽的侧面将对斜片400产生支撑作用，从而降低了斜片400与汽封体300连接部位的应力集中，提高了斜片400与汽封体300的连接强度，从而延长了该汽封装置的使用寿命。

进一步地，第一凹槽的底部开设有第二凹槽，第二凹槽沿主轴200的轴线方向的宽度大于第一凹槽沿主轴200的轴线方向的宽度，斜片400连接于第一凹槽及第二凹槽。具体地，为了进一步提高斜片400与汽封体300的连接强度，可在该第一凹槽的底部开设第二凹槽，第二凹槽在主轴200轴线方向上的宽度大于第一凹槽在主轴200轴线方向上的宽度，在本实施例中，该第一凹槽与第二凹槽在沿主轴200轴线方向的横截面均为长方形，第一凹槽与第二凹槽的横截面共同构成了T形，相应的，斜片400的根部设计为与第一凹槽及第二凹槽相适应的形状，这样，当汽封体300旋转时，由于第二凹槽的轴向尺寸大于第一凹槽的轴向尺寸，其在斜片400根部与第二凹槽配合的位置将受到第一凹槽的限制不能从主轴200的径向上脱离，从而实现了对斜片400径向位置的限位。在本技术方案中，通过第二凹槽的设置可实现对斜片400径向位置的限位，从而保证了斜片400旋转过程中其在径向位置的稳定，保证了汽封装置的密封效果。

本实用新型还提出一种汽轮机，该汽轮机包括有汽封装置以及设置汽封装置以及与汽封装置连接的蒸汽室等其他部件，该汽封装置的具体结构参照上述实施例，由于本汽轮机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内

本实用新型还提出一种汽轮机，该汽轮机包括有汽封装置以及设置汽封装置以及与汽封装置连接的蒸汽室等其他部件，该汽封装置的具体结构参照上述实施例，由于本汽轮机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种汽封装置，其特征在于，包括：

汽缸，内部形成用于填充蒸汽的气腔，所述汽缸设有与所述气腔连通的开口；

主轴，可转动的设于所述气腔内，所述主轴的外周面设有叶轮，以通过所述蒸汽的流动驱使所述主轴转动；

汽封体，套设于所述主轴且设于所述开口处，所述汽封体背离所述主轴的一侧与所述开口的内壁具有间隙；

斜片，设于所述间隙中，且与所述汽封体连接，所述斜片沿所述汽封体的圆周方向设置多个；所述斜片相对所述主轴的轴线方向倾斜设置，且朝背离所述主轴的方向延伸；

其中，所述汽封装置工作时，所述间隙中填充高压水，所述斜片的延伸方向朝所述高压水一侧倾斜，以使所述斜片的延伸方向相对所述主轴的法平面呈一定角度，所述斜片对填充于所述间隙中的高压水产生朝远离所述气腔方向运动的作用力，以限制所述高压水进入所述气腔内，且通过所述高压水、所述汽封体以及所述斜片的配合密封所述开口。

2.如权利要求1所述的汽封装置，其特征在于，所述汽封装置包括汽封环，所述汽封环沿所述汽缸的开口的周向设置，且与所述汽封体在径向上相对设置，所述汽封环与所述汽封体之间形成所述间隙，所述汽封环朝向所述汽封体的端面设有凸起，所述凸起沿所述汽封环的圆周方向延伸一周，且所述凸起沿所述主轴的轴线方向设置多个。

3.如权利要求2所述的汽封装置，其特征在于，所述汽封体沿所述主轴的轴线方向设置多个，所述汽封环罩设于多个所述汽封体的外部。

4.如权利要求3所述的汽封装置，其特征在于，两相邻所述凸起沿所述主轴的轴线方向的间隔小于所述斜片沿所述主轴的轴线方向的长度，以使两相邻所述凸起与两相邻所述斜片配合形成腔室。

5.如权利要求1所述的汽封装置，其特征在于，所述斜片的延伸方向与所述主轴的法平面的夹角为40°～50°。

6.如权利要求1所述的汽封装置，其特征在于，所述斜片相对于所述主轴的轴线方向倾斜的角度为40°～50°。

7.如权利要求1所述的汽封装置，其特征在于，所述斜片沿所述主轴的轴线方向的高度为2.4mm～2.6mm；和/或

所述汽封体的两相邻斜片沿所述主轴的圆周方向的间隔为2.9mm～3.1mm。

8.如权利要求1所述的汽封装置，其特征在于，所述汽封体的外周面开设第一凹槽，所述第一凹槽沿所述汽封体的圆周方向延伸一周，所述斜片与所述第一凹槽连接。

9.如权利要求8所述的汽封装置，其特征在于，所述第一凹槽的底部开设有第二凹槽，所述第二凹槽沿所述主轴的轴线方向的宽度大于所述第一凹槽沿所述主轴的轴线方向的宽度，所述斜片连接于所述第一凹槽及所述第二凹槽。

10.一种汽轮机，其特征在于包括权利要求1～9中的任意一项所述的汽封装置。

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