[实用新型]组合式高温高压高速密封轴承

说明书

本实用新型提供组合式高温高压高速密封轴承，主要由端面径向迷宫式密封、推力轴承和向心轴承组成，在T型内圈的前端面外侧沿径向设置环形齿的静环和推力轴承，沿轴向设置着向心轴承；П型外圈的后端面内侧沿径向设置环形齿的动环；T型内圈和П型外圈装配时，环形齿的静环和动环凸凹配合形成端面径向迷宫式密封，推力轴承防止了轴的轴向窜动使径向迷宫式密封卡死，向心轴承消除了轴的径向载荷对径向迷宫式密封的破坏，获得密封效果较好的轴承结构型式，可安装在涡轮机、压缩机、鼓风机、通风机、热分离机及油泵、水泵等旋转轴上密封气体或液体。

技术领域

本发明涉及机械设备领域，特别地，涉及转动轴的非接触式密封结构。

背景技术

旋转轴密封属于精密、结构较为复杂的机械基础元件之一，是各种泵类、反应合成釜、透平压缩机、潜水电机等设备的关键部件。尽管旋转轴密封的形式有垫片密封、填料密封、机械密封、非接触型密封等多种形式，但非接触型密封中的迷宫密封是在转轴周围设若干个依次排列的环行密封齿，齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔，被密封介质在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的。由于迷宫密封的转子和机壳间存在间隙，无固体接触，毋须润滑，并允许有热膨胀，适应高温、高压、高转速频率的场合，被广泛用于汽轮机、燃汽轮机、压缩机、鼓风机的轴端和各级间的密封。

在平滑式、曲折式、阶梯式和蜂窝式四种迷宫密封结构中，就密封而言，曲折式效果最好，阶梯式、蜂窝式其次，最不好的是平滑式。但是就强度而言，整体式梳齿片和插嵌式的梳齿片强度大，但加工困难；高低式便于加工，强度低。在高压离心压缩机和高温汽轮机的高速转轴伸出气缸的两端和转轴穿过隔板中心孔的地方，为了避免转动部件与静止部件摩擦碰撞，必须留有适当间隙，由于在这些间隙的前后都存在气体的压力差，这就必须要通过这些间隙发生泄漏，对中间隔板与转轴间的级间密封，只要求气体的泄漏量较小就可以了。因此，径向曲折型迷宫密封既具有最佳的密封性，又易于加工，是高温高压流体高速转动设备的最佳密封选择。

径向曲折型迷宫密封的泄漏量与节流齿隙的大小成正比，从密封性能考虑，希望节流齿隙尽可能小些，因为迷宫密封的泄漏量增大，会导致大量的能源浪费。但如果将节流齿隙设计的很小，对于汽轮机、燃气轮机等转轴较长的设备，其在启动和停止转动的过程中，转轴的转速在变化的过程中需要通过一个以上的临界转速，在临界转速附近，转轴的振动会急剧增大，由此会使得梳齿与转轴发生摩擦甚至碰撞，导致节流齿隙变大，甚至有可能会因梳齿折断而让迷宫密封丧失密封效果。另外由于高压差，轴的轴向窜动使径向迷宫式密封卡死。因此，对于那些在启动和停止转动的过程中转轴跳动较大的设备，人们不得不将其迷宫密封的节流齿隙设计的比较大，由此导致设备在运行过程中的能源浪费较大。对于大型汽轮机，在可确认的效率损失中，40％是由于汽封间隙过大所引起的。

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有迷宫密封技术存在的上述缺陷和不足而提供一种组合式高温高压高速密封轴承，利用推力轴承防止了轴的轴向窜动使径向迷宫式密封卡死，解决高压流体超大压差密封难题；利用向心轴承消除了轴的径向载荷或震动对径向迷宫式密封的破坏，尽可能减小节流齿隙，提高密封性；通过端面径向迷宫式密封、推力轴承和向心轴承的集成组合，形成具有密封功能的轴承，占用空间小，缩小了主机尺寸、简化了结构，使轴承更容易定位，有效减少密封系统的泄漏量，降低汽轮机的热效率损失，降低设备在运行过程中的能源浪费，提高迷宫密封的使用寿命。

本发明的技术方案：