[发明专利]一种能够增加腔室耗散的迷宫密封结构

说明书

本发明公开了一种能够增加腔室耗散的迷宫密封结构：密封腔室转子壁面布置T型凸台或L型凸台，并且在密封腔室静子壁面布置静子壁面涡流小齿、迷宫齿上布置迷宫涡流小齿以及T型凸台或L型凸台上布置凸台涡流小齿完成；T型凸台或L型凸台和涡流小齿将单个密封腔室分为左右两侧径向交错的密封腔室和T型凸台或L型凸台上方轴向排列的密封腔室，从而达到增加密封腔室内部涡流耗散以及增加耗散腔室数目的目的，进而降低密封泄漏量。同时，密封腔室内布置的涡流小齿均采用沿逆气流流动方向倾斜布置，能够阻碍密封的泄漏流动从而降低密封泄漏量。数值计算结果表明本发明的迷宫密封结构具有优越的密封性能。

技术领域

本发明属于叶轮机械技术领域，具体涉及一种能够增加腔室耗散的迷宫密封结构。

背景技术

在蒸汽轮机、燃气轮机、泵和压气机等叶轮机械中，旋转密封安装在旋转部件和静止部件之间，控制通过动静间隙从高压区向低压区的泄漏流动，对叶轮机械运行效率具有显著的影响。目前常用的旋转密封结构有迷宫密封、蜂窝密封、孔型密封、袋型阻尼密封和刷式密封，研究表明，采用先进的旋转密封技术(如蜂窝密封、孔型密封、刷丝密封)可使压气机的热耗率降低0.2～0.6％，使输出功率增加0.3％～1％。对汽轮机的高中压缸而言，对其热耗率和功率影响最大的因素是汽封，其中汽封引起的损失占总损失的67％。而迷宫密封由于其可靠的封严性能、相对较低的制造成本和易于安装维护，同时其非接触特性允许更高转速运行的特点而在叶轮机械通流动静间隙控制中得到广泛应用。因此，进一步开展更高封严性能的新型迷宫密封结构设计对提高汽轮机或压气机等叶轮机械的运行效率具有重要的工业意义。

发明内容

本发明针对叶轮机械中已经得到大量工业应用的迷宫密封减少泄漏量的要求，提供了一种能够增加腔室耗散的迷宫密封结构，从而能够有效减少通过密封的泄漏量，增加叶轮机械运行效率。

本发明通过以下技术方案来实现的：

一种能够增加腔室耗散的迷宫密封结构，包括在密封腔室转子壁面上布置的若干凸台结构，以及在密封腔室静子壁面上布置的若干迷宫齿和静子壁面涡流小齿；其中，

迷宫齿与凸台结构交错布置，且每个凸台结构的周向上均布置有若干凸台涡流小齿，每个迷宫齿的周向上均布置有若干迷宫齿涡流小齿。

本发明进一步的改进在于，凸台结构为T型凸台、L型凸台；凸台结构将单个密封腔室分为凸台结构左右两侧的两个腔室和凸台结构上方一个腔室。

本发明进一步的改进在于，每个凸台结构左右两侧密封腔室内迷宫齿涡流小齿和凸台涡流小齿在径向上交错布置，使得凸台结构左右两侧腔室在径向上构成径向密封；

凸台结构与静子壁面涡流小齿的组合使得凸台结构上方的腔室在轴向上构成直通式迷宫密封。

本发明进一步的改进在于，密封腔室内静子壁面涡流小齿的数量为2个或者多个，每个迷宫齿上的迷宫齿涡流小齿以及每个凸台结构上的凸台涡流小齿的数量为2个或者多个。

本发明进一步的改进在于，密封腔室内的静子壁面涡流小齿、迷宫齿涡流小齿以及凸台涡流小齿采用等长设计或者不等长设计。

本发明进一步的改进在于，静子壁面涡流小齿与密封腔室静子壁面，迷宫齿涡流小齿与迷宫齿，以及凸台涡流小齿与凸台结构均存在向来流方向倾斜0°～90°的夹角。

本发明进一步的改进在于，凸台与静子壁面涡流小齿的最小距离等于迷宫齿与密封腔室转子壁面之间的密封间隙。

本发明具有以下有益的技术效果：