[实用新型]径向环形混合式密封

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于旋转机械中的密封型式，尤其涉及一种用于旋转机械的径向环形混合式密封。

背景技术

目前，减少密封泄漏量和提高密封耐磨性一直是人们关注的焦点，这两点可以看成是密封的静力特性（增效）。近年来，密封动力特性（减振）得到了国内外越来越多的重视。这是因为，随着工作参数的提高，密封内流体所产生的激振力越来越大，对机组安全运行所带来的危害也越来越大。为此人们在传统疏齿密封的基础上，通过改变密封本身的结构提出了蜂窝、刷式、反旋流、阻尼、螺旋槽、阶梯、混合等新型密封型式，取得了一定的效果。但密封结构型式越来越复杂，而泄漏量和耐磨性之间的矛盾并没有得到很好解决。为了解决密封耐磨性与泄漏量之间的矛盾，上世纪90年代，美国提出可调密封概念，其主要思想是引入一股气流到密封背部，通过改变气体压力来改变动静间隙。1990年，美国GE公司研发了正压密封，通过引入高压蒸汽来手动控制密封块的开合。1995年，日本东芝公司提出了采用压力波纹管控制的可调密封。近几年，还有人提出各种密封间隙调整控制方法。上述密封可以统一看作是“轴向密封”，虽然机理不完全相同，但本质上都属于“轴向密封”，即沿转子轴线方向布置若干组（对）密封，通过逐级减压来达到密封效果。对于“轴向密封”而言，主要存在以下几个问题：（1）螺旋形流动，在流体沿轴向泄漏流动和转子高速旋转的共同作用下，密封腔内不可避免地会出现螺旋形流动现象，这正是目前所公认的气流激振力主要来源；（2）预旋对流体激振力影响大，旋转机械密封进口处会出现预旋，预旋会加大螺旋形流动现象，从而产生较大的气流激振力；（3）泄漏量和耐磨性之间存在矛盾；（4）密封间隙自适应调整困难，轴向布置的密封，间隙调整需要在周向上进行，要求密封块能够自如地“扩张”和“收缩”，这给密封间隙自适应调整带来了很大困难。实践表明，这类密封特别容易出现密封卡涩故障。由于以上问题的存在，气流激振问题不可能得到根本解决。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提出一种消除气流激振的径向环形混合式密封。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种径向环形混合式密封，包括：转子及套设在转子上的密封套，在密封套上设有压力腔排气孔和压力腔进气孔，在所述的密封套内设置有调节板和波纹节，所述的波纹节的一端固定在密封套上，波纹节的另一端与所述的调节板连接，调节板与密封套之间形成了压力腔，其特征在于，在所述的转子上设置有蜂窝密封盘，该蜂窝密封盘位于所述的调节板中间，调节板与蜂窝密封盘之间形成了密封腔。

在所述的密封套与调节板之间还设置有支撑弹簧。

在调节板上设有环形密封齿，且该环形密封齿位于蜂窝密封盘与调节板之间，在调节板上设有加速度传感器。

与现有技术相比，本实用新型提出的径向环形混合式密封的有益效果如下：

(1) 结构简单，任何固定式密封都可据此改变为相应的径向环形混合式密封；

(2) 除了传统密封现有能量耗散机理外，设置了蜂窝密封盘，此过程中会形成多个漩涡，能量耗散大，湍流增阻效果明显，泄漏量也因此而较常规密封小。通过前期数值模拟计算结果，径向环形混合式密封比传统梳齿密封减少泄漏量30%～50%。

(3) 密封间隙调节方便，避免动静碰磨，通过设置在调节板上的加速度传感器及密封套上的进排气压力调节孔，可以监测摩擦故障，并通过改变压力腔内的压力可以方便地调整调节板与蜂窝密封盘之间的间隙，动静间隙可以达到最优。

(4) 因为蜂窝密封盘的存在，密封内气流螺旋形流动被切断，并且该密封间隙方向垂直于主要振动方向，对轴的径向动静偏心不敏感，气流激振问题得到大大改善，接近消除。

附图说明

图1是径向环形混合式密封结构图；

图2是径向环形混合式密封示意图；

图3是径向环形混合式密封气流激振力分析示意图；

图中，1是气流进口，2是径向环形密封齿，3是加速度传感器，4是支撑弹簧，5是调节板，6是轴向密封齿，7是密封腔，8是波纹节，9是压力腔，10是蜂窝密封盘，11是气流出口，12是转子，13是密封套，14是压力腔排气孔，15是压力腔进气孔。

具体实施方式