[发明专利]透平多级气封结构

说明书

技术领域

本发明涉及向心透平或离心压气机技术领域，尤其涉及一种透平多级气封结构。 

背景技术

悬臂支撑的向心透平和离心压气机工作转速高，压比大，壳体均为整体蜗形结构，无中分面。从装配方面考虑，如果主轴加工成梳齿式迷宫形式，则不平滑的主轴会极大的阻碍向心透平和离心压气机的组装，因此，主轴不宜加工成梳齿式迷宫形式(图3)。同时从转子动力学方面要求悬臂端尺寸尽可能小，以提高转子刚度，主轴较短的轴向尺寸导致多段迷宫密封布置困难(图4)。叶轮工作面与轮盘背面压差大，较短的轴向尺寸不能布置平衡活塞，导致推力轴承载荷过大，难以设计。 

另外随着工业领域发展，越来越多的场所需要高压力的离心压气机。设备壳体内与外界环境之间的高压差使得密封困难、介质泄漏，叶轮过大的轴向力影响推力轴承的可靠性，限制了向心透平和压气机的应用。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状，而提供一种多级气封、气封效果好、组装方便简单、介质不易泄露的透平多级气封结构。 

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为： 

透平多级气封结构，包括壳体以及穿过壳体的轴，轴上连接有叶轮，其中：叶轮的后端一体成型有平衡盘，平衡盘与壳体之间设置有阶梯密封件，阶梯密封件一侧与壳体密封固定连接，另一侧与平衡盘之间设有隔离间隙，隔离间隙从叶轮的压气端延伸至平衡盘背着叶轮一侧的盘中部，阶梯密封件上形成有梳齿部，梳齿部由若干个密封齿组成，密封齿穿过隔离间隙与平衡盘抵触密封配合，且相邻密封齿之间的空间形成密封腔，梳齿部将隔离间隙分隔成两部分：叶轮压气端一侧的高压间隙和背对叶轮的平衡盘一侧的低压间隙，低压间隙连接有用于将低压间隙与低气压连通的低压引气管，梳齿部中部形成有中压间隙，中压间隙通过阶梯密封件中开设的中压连通腔与中压引气管连通，中压引气管引出的气压高于低压间隙气压且低于高压间隙气压。

上述的轴与壳体之间设置有数道密封浮环，密封浮环与轴浮动密封配合，密封浮环与轴的间隙中设置有润滑液。 

上述的密封浮环的数量为三道，且等间距布设。 

上述的梳齿部处的隔离间隙的直径由高压间隙向低压间隙方向缩小。 

上述的密封齿的齿高由高压间隙向低压间隙方向缩短。 

上述的平衡盘与阶梯密封件配合处伸出有盘凸体，密封齿的齿尖均压设于盘凸体的上部。 

上述的盘凸体的上部形成有数个台阶从而形成阶梯状平衡活塞，台阶由高压间隙向低压间隙方向逐级下降。 

上述的中压间隙与高压间隙之间的密封齿数量多于中压间隙与低压间隙之间的密封齿数量。 

上述的中压连通腔由内而外贯穿阶梯密封件，阶梯密封件外表面上设置有集气环，集气环与中压连通腔连通，中压引气管连入集气环中。 

上述的中压连通腔的数量为多个，等弧度均匀布设在阶梯密封件中。 

上述的壳体固定连接有呈环形间隙抱合在轴上密封体，密封浮环一端固定在密封体上，另一端与轴浮动密封配合。 

上述的密封体包括有连接法兰，连接法兰位于壳体内侧，壳体通过连接法兰与密封体固定连接。 

上述的低压引气管与设备外部系统的低压管网连通。 

上述的低压间隙位于梳齿部与密封浮环之间。