[发明专利]一种适用于高温高背压干气密封结构的超高速涡轮机

说明书

本发明属于涡轮机技术领域，具体涉及一种适用于高温高背压干气密封结构的超高速涡轮机。本发明包括涡轮轴系组件1、干气密封组件2、机械动密封组件3、壳体组件4、冷却水套组件5；涡轮轴系组件1穿过并安装在壳体组件4内部，干气密封组件2位于壳体组件4内部并与涡轮轴系组件1连接，冷却水套组件5安装在壳体组件4外部，机械动密封组件3安装在壳体组件4内部并与轴系组件1连接。本发明能够在特殊工质作用下，完成流体热能至超高速机械轴功率的转换。

技术领域

本发明属于涡轮机技术领域，具体涉及一种适用于高温高背压干气密封结构的超高速涡轮机。

背景技术

在特定气源压力工况下现有小型涡轮机基本都存在输出功率比较单一不可调的情况；且结构设计中动密封主要以接触式机械动密封为主，此种密封结构涡轮机很难适用于高温高背压工质的工况，或在高温高压工质作用下，动密封耐磨性较低，容易导致动密封失效；同时，涡轮机在高温工质及长期工作过程中，轴承运转所产生的热量不易散发而导致轴系工作稳定性及可靠性下降；且在轴系结构中，轴承大多采用定位预紧或弹性波浪圈式定压预紧，弹性波浪圈存在非线性强，弹力值变化较大不稳定情况；基于现有背景技术设计研发了适用于高温高背压干气密封结构的超高速涡轮机。

发明内容

本发明解决的技术问题：针对现有技术的不足，本发明提供一种适用于高温高背压干气密封结构的超高速涡轮机，能够在高温高背压工质作用下，完成流体热能至超高速机械轴功率的转换。

本发明采用的技术方案：

一种适用于高温高背压干气密封结构的超高速涡轮机，包括涡轮轴系组件、干气密封组件、机械动密封组件、壳体组件、冷却水套组件；涡轮轴系组件穿过并安装在壳体组件内部，干气密封组件位于壳体组件内部并与涡轮轴系组件连接，冷却水套组件定位安装在壳体组件外部，机械动密封组件安装在壳体组件内部并与涡轮轴系组件连接。

所述涡轮轴系组件包括整体式涡轮转子、螺旋槽动环、轴套、滚动轴承、滚动轴承、密封动环、定位套筒、花螺母；

螺旋槽动环套在整体式涡轮转子的轴上，并且压在整体式涡轮转子的涡轮盘上，螺旋槽动环与整体式涡轮转子的涡轮盘之间设有O型密封圈；轴套紧压螺旋槽动环；滚动轴承套轴上，并与轴套接触；滚动轴承套在轴上，并通过阶梯限位；密封动环套在轴上并压紧滚动轴承，密封动环与轴之间设有O型密封圈；定位套筒套在轴上并压紧密封动环；花螺母与整体式涡轮转子轴通过螺纹连接并压紧定位套筒。

所述干气密封组件包括干气密封壳体、弹性挡圈、石墨静环、静环挡圈、压缩弹簧，O型密封圈，O型密封圈；弹性挡圈安装在密封壳体的弹性挡圈槽内，8个压缩弹簧沿周向均匀搁置在干气密封壳体的弹簧孔中，静环挡圈放置在压缩弹簧上，石墨静环搁置在静环挡圈上，干气密封壳体环形槽内有对应的凸台形成对石墨静环、静环挡圈的周向限位作用；密封壳体的外壁上设置有O型密封圈，静环挡圈与密封壳体接触处设置有O型密封圈。

所述石墨静环、静环挡圈通过半圆形凹槽定位在密封壳体的半圆形凸台上，压缩弹簧对静环挡圈、石墨静环提供轴向弹力，保证工作时石墨静环可以和轴系组件中的螺旋槽动环紧密贴合一起，形成动密封摩擦副。

所述机械动密封组件包括压缩弹簧、O型密封圈、密封壳体、导向螺钉、静环座、石墨静环；6个压缩弹簧沿周向均匀放置于密封壳体中对应的弹簧孔内，静环座通过导向螺钉与密封壳体连接，静环座放置于压缩弹簧的端面上，石墨静环通过环氧树脂与静环座粘接在一起；压缩弹簧对石墨静环提供轴向弹力。

石墨静环与轴系组件中的密封动环形成另一道动密封摩擦副。