[发明专利]刷式汽封圈的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽轮机上使用的环形汽封圈，特别是一种刷式汽 封圈的生产方法，属于汽轮机发电机组设备密封领域。

背景技术

在目前国内大型汽轮机结构中，内部其密封为汽封圈密封，其结 构为在旋转的转子周围设置密封副，密封件为可以调整的汽封圈。现 代汽轮机目前最常用的汽封圈仍为梳齿式结构，主要是在由高齿密封 条和低齿密封条组成，工作原理是迫使流体通过曲折的途径递减其压 力以减小泄漏，最近还有接触式汽封、侧齿汽封、蜂窝汽封等，但仍 存在密封性能不好，泄漏量大，轴易振动，易损伤等不足。为了克服 上述现有汽封圈的不足之处，我公司已经成功设计了一种伸缩型刷式 汽封圈，其结构主要是在梳齿式汽封圈的基础上，增设有伸缩型密封 刷，该密封刷主要由排列整齐紧密的柔性好和耐高温的细合金丝组 成，有极好的弹性，在与转子相碰磨时，刷子可以弹性退让，不易被 磨掉，如在刷体底部与环体之间增设簿片弹簧，则可使效果更好，能 确保机组在小间隙甚至零间隙下的安全运行，再由于刷丝束能改变汽 流运动方向而产生的横向流可使流体产生了自密封效应，它能使汽流 流过刷子的总压降增大从而进一步减少泄漏。经测试，该伸缩型刷式 汽封圈的漏汽量仅为原梳齿式汽封的10％～20％，并可承受的速度 超过305米/秒，耐温可达690℃以上的工况下安全运行，并显著改 善了转子的稳定性，使汽轮机、燃气轮机的出力提高2％-6％，航空 发动机的推力增大2％，油耗降低2％左右。刷式密封在大型汽轮机 密封的应用，将成为汽轮机本体节能降耗的主要技术措施。特别适合 对现有汽轮机的动密封进行更换升级使用。但为了实现上述目标，就 需要选用直经为0.05～0.2mm、硬度不低于80HB、抗拉强度不小于 800Mpa的耐高温合金丝，生产出排列整齐紧密的厚度不小于1.5mm、 质量性能一致、还要按设计要求排列成倾斜角度一致、强度高且不掉 丝金属丝密封刷，代替梳齿式密封圈中的一个或几个齿而成刷式汽封 圈。

发明内容

本发明的目的是为大功率汽轮机或燃气轮机提供一种更合理的 生产出密封效果好、安全性能好、机械强度高、产品质量一致性好 且不掉丝的刷式汽封圈的生产方法。

本发明的刷式汽封圈的生产方法，主要由以下步骤组成：

1)备刷体槽：在汽封圈的各段环体的适当位置上预设有安装合 金丝刷的弧形刷体槽；

2)备刷体：预先准备好用于安装合金丝刷头的刷体，该刷体的 底端与环体上预设的弧形刷体槽相对应，而另一端设有弧形刷头槽的 刷体；

3)备模具：预先准备好用于按设定的倾斜角度和与弧形刷头槽 相同的圆弧度排列合金丝束的模具，该模具包括并列有若干个定位槽 的下模板、设有卸片槽的上模板、用于插装在定位槽上的定位片、用 于能将上模与下模夹装在一起的夹紧装置；

4)备挡板：用0.2～1.5mm厚的不锈钢片制成圆弧度与模板相同 的4～10mm宽的弧形挡板；

5)备丝：选100～800根直径为0.05～0.2mm的耐高温合金丝剪 短成30～50mm并用扎带捆扎成合金丝束；

6)排丝：将定位片的下端插装在下模板的定位槽上，用一片挡 板置于下模板外缘与定位片之间的下模板上，将合金丝束排列在定位 片之间，合金丝束的底端伸出定位片外缘1～5mm，取下合金丝束上 的捆扎带，再用一片挡板盖装在定位片外缘的排列整齐的合金丝束 上，上模板经卸片槽套装在定位片的上部，用夹紧装置将上模板与下 模板夹紧定位；

7)焊接：将首尾以外的定位片从上模板的卸片槽中拔出，再轻 拍几下模板，使附近的合金丝将原定位片处的间隙填满成合金丝层， 再适当拧紧夹紧装置后，采用熔焊法将合金丝层底端熔焊在两片挡板 之间；

8)卸模：松开夹紧装置，拆卸上模板和下模板，即得具有倾斜 角度一致的合金丝层底端与两侧边的挡板熔焊为一体的弧形刷头半 成品；

9)打磨校圆：将弧形刷头半成品底端的弧形熔焊毛边用打磨设 备磨平并打磨到设定的厚度，再用校圆设备将其校准到与刷体的弧形 刷头槽的圆弧度相同而为成品刷头，备用；

10)铆接：将成品刷头镶嵌在刷体上预设的弧形刷头槽中，镶好 后将刷头铆接在刷体的刷头槽上；得半成品弧形合金丝刷；

11)修整：用线切割机将半成品弧形合金丝刷内缘的合金丝层修 整成与设计要求长度一致的弧形合金丝层；