[发明专利]用于轴向分离式涡轮机的密封装置

说明书

轴向分离式涡轮机包括壳，其由第一壳部分(5)和第二壳部分(7)组成，从而形成了用于转子的壳体，转子设置成在其中旋转。转子(15)包括轴(17)和至少一个安装在轴上的叶轮(19)。壳包括至少一个轴通道(23)，其中轴通过该通道从壳的内部朝着壳的外部延伸。密封装置包括线性密封部件(35)，其在第一壳部分和第二壳部分之间延伸。密封装置还包括至少一个密封环部分(39)，其包围所述至少一个轴通道(23)。密封环部分和线性密封部件形成连续的密封体。

技术领域

本公开涉及涡轮机，更具体地说，涉及轴向分离式涡轮机。本公开的实施例特别参照用于轴向分离式涡轮机，例如多级离心泵的密封装置。

背景技术

涡轮机通常包括外部壳，其形成了壳体，其中转子设置在壳体中。转子包括轴和一个或多个通过键接合在轴上以便随之旋转的叶轮。依赖于涡轮机的设计，壳可被竖直分离或水平分离。水平分离的涡轮机也被称为轴向分离式涡轮机，其是其中壳沿着包含转子旋转轴线的平面被划分成两个壳部分的涡轮机。这两个壳部分具有相互面向的接触表面。在相对的接触表面之间提供了密封装置。这两个壳部分通过螺栓-螺帽装置而连接在一起。闭合力在接触表面和密封装置之间产生了接触压力。

普遍地用于水平分离或轴向分离机械壳中的密封装置包括例如塑料制成的片材，其定位在这两个壳部分的接触表面之间。连接这两个壳部分的螺栓对片材预加负载，从而在片材的表面和相反的壳部分的两个接触表面的每个接触表面之间建立接触压力。接触压力必须足够高，以避免壳部分之间的泄漏。需要大量的螺栓，其必须经过设计并定位，从而在相对较广的接触表面之间产生足够高的接触压力。

密封片材会由于涡轮机所处理的高压流体而遭遇变形。塑料片材的内边缘，即面向转子壳体的边缘会在片材所在平面中遭遇压缩应力。此外，接触压力的分布是不确定的，并依赖于许多因素。密封装置的效率是不可预测的，并且设计过程是极端复杂的，因为压力区域依赖于螺栓的应变和塑料片材的松弛度。

因此需要一种更有效的用于轴向分离式涡轮机的密封装置。

发明内容

根据本公开，提供了一种密封装置，其完全地包围涡轮机的旋转构件，从而形成了具有基本线性发展的连续的密封。密封装置将涡轮机的内部与完全包围涡轮机的压力区域的环境分开。连接涡轮机的轴向分离式壳体的螺栓或系杆定位在被密封装置包围的区域之外，并因而不被归类为“被润湿部件”。

在某些实施例中，提供了一种轴向分离式涡轮机，其包括壳，该壳由通过例如螺栓或系杆而彼此连接在一起的第一壳部分和第二壳部分组成。第一壳部分和第二壳部分分别包括第一接触表面和第二接触表面，在其之间设置了密封装置。第一壳部分和第二壳部分封闭了壳体，其中转子旋转地设置在壳体中。转子通常包括轴和至少一个叶轮，叶轮安装在所述轴上，并与之整体旋转。通过壳进一步提供了至少一个轴通道。轴穿过该通道，用于连接到原动机，例如电动机或涡轮发动机上。密封装置包括线性密封部件，其在相反的第一壳部分和第二壳部分的第一接触表面和第二接触表面之间延伸。有利的是，密封装置还包括至少一个包围轴通道的密封环部分。密封环部分和线性密封部件形成了连续的密封体。例如密封环部分和线性密封部件可成形为单片部件，例如在单个模具中以单个元件形式模制的构件。在其它实施例中，密封环部分和线性密封部件可由若干部分制成，其分开制造，并且后续通过例如焊接、胶接或以任何其它合适的方式而连接在一起。

密封装置完全包围涡轮机的内部，即其压力区域。如果涡轮机例如是泵，那么密封装置围绕通道包围轴，轴通过该通道离开壳以及蜗壳和叶轮梁拱，其中泵的一个或多个叶轮设置在叶轮梁拱中。

按照已知的方式，这两个壳部分可通过多个螺栓而彼此拧紧。线性密封部件有利地设置在转子和螺栓之间，使得螺栓完全处于润湿区域之外。