[实用新型]有机朗肯循环系统涡轮膨胀机密封结构

说明书

技术领域

本实用新型适用于有机朗肯循环(ORC)系统余热利用领域，具体涉及有机朗肯循环(ORC)涡轮膨胀机的密封结构，属于直接关系到有机朗肯循环(ORC)涡轮膨胀机做功功率高低的密封系统技术范畴。

背景技术

有机朗肯循环(ORC)系统发电技术较传统发电技术，在低温余热动力回收领域优势明显，近年来引起国内各科研机构的极大重视。ORC系统主要由换热蒸发系统、发电动力系统、冷凝系统、润滑系统、密封系统及中枢控制系统组成。

ORC密封系统主要包含法兰连接静密封与涡轮膨胀机旋转轴轴向动密封两部分，前者的密封性不好主要会造成有机工质的泄漏，不够环保且对昂贵的有机工质是一种极大的浪费；后者动密封性能直接关系到透平膨胀机的效率，进而影响到整台ORC设备的经济效益。目前，法兰连接一般采用石墨缠绕垫密封，安装方便、容易更换、密封效果比较好；涡轮膨胀机旋转轴一般采用机械密封，机械密封具有密封性能好、稳定性强等优点，但同时机械密封在对设计空间、安装维护以及成本控制要求比较高的情况下还存在以下不足：

1)机械密封的元部件数目多，结构复杂，给现场工作人员的安装、维修带来不便。

2)辅助系统复杂，需设计一套独立的机械密封辅助系统(如压力控制系统、温度控制系统、杂质清除系统、流体替代或阻塞系统)。

3)机械密封安装空间需求比较大，使整个设备的结构尺寸更臃肿，成本更高。

发明内容

本实用新型的目的是为了弥补上述技术上的不足，提供一种新型的有机朗肯循环系统涡轮膨胀机密封结构，该密封结构通过磁性联轴器内外磁驱之间的内密封筒与O形圈，使轴承支撑处的旋转轴动密封转换为联轴器处的端面静密封,实现了零泄漏和绝对密封。从而让整体系统更简单、结构更紧凑、安装维护更方便，满足整体系统密封的同时也能更好的控制成本。

本实用新型主要是通过以下技术方案实现的：

有机朗肯循环系统涡轮膨胀机密封结构，其特征在于：涡轮膨胀机与轴承座螺栓连接处安装O形圈作径向密封；轴承支撑处的涡轮膨胀机输入轴和输出轴上安装磁性联轴器作端面静密封。

所述的磁性联轴器包括内驱动磁体、内密封筒、外驱动磁体，内驱动磁体与涡轮膨胀机的输入轴连接，外驱动磁体与涡轮膨胀机的输出轴连接，内驱动磁体与外驱动磁体之间用内密封筒隔开，内密封筒与轴承座螺栓连接处安装O形圈密封。

所述的磁性联轴器还包括钟形罩，钟形罩与轴承座螺栓连接并罩在外驱动磁体外起防护作用。

有机朗肯循环系统涡轮膨胀机的密封介质为推动有机朗肯循环系统 (ORC)涡轮膨胀机旋转做功的有机工质，泄漏点为涡轮膨胀机与轴承座连接处以及轴承支撑处。本实用新型在涡轮膨胀机与轴承座螺栓连接，使用 O形圈径向密封；轴承支撑处使用磁性联轴器端面静密封。

本实用新型有以下优点：该新型整体密封结构密封性能好、结构紧凑、系统简单、安装维护方便、成本低廉，适用于设计空间有限、对成本控制较严的小功率有机朗肯循环系统(ORC)发电设备或辅助动力单元上。

附图说明

图1为实用新型的结构剖视图。

图中：1－叶轮，2－密封形圈，3－轴承座，4－O形圈，5－输入轴， 6－内密封筒，7－内驱动磁体，8－外驱动磁体，9－钟形罩，10－输出轴。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细的说明：

如图1所示，本实用新型是一种新型的有机朗肯循环系统(ORC)涡轮膨胀机整体密封结构，密封介质为推动有机朗肯循环系统(ORC)涡轮膨胀机旋转做功的有机工质，泄漏点为涡轮膨胀机与轴承座3连接处以及轴承支撑处两点。涡轮膨胀机与轴承座3螺栓连接处安装O形圈4作径向密封；轴承支撑处的涡轮膨胀机的输入轴5和输出轴10上安装磁性联轴器作端面静密封，整个密封腔以磁性联轴器的内密封筒6为界限，轴承支撑处泄漏点包含在密封腔体内。

如图1所示，所述的磁性联轴器包括内驱动磁体7、内密封筒6、外驱动磁体8、钟形罩9，内驱动磁体7与涡轮膨胀机的输入轴5连接，外驱动磁体8与涡轮膨胀机的输出轴10连接，内驱动磁体7与外驱动磁体8为一对永磁体，输入轴5与输出轴10通过该组永磁体磁力传动，内驱动磁体7 与外驱动磁体8之间用内密封筒6隔开，内密封筒6与轴承座3螺栓连接处安装O形圈密封，实现端面密封；钟形罩9与轴承座3螺栓连接并罩在外驱动磁体8外起防护作用。

本实用新型整体密封方式主要通过磁性联轴器端面静密封，延伸了整个设备的密封界限，使轴承支撑处泄漏点包含在密封腔体内，完美规避了动密封密封系统复杂且不易实现的缺点，从而让整个密封方式更简洁方便、容易实现、并且密封性能良好。