[发明专利]一种翼片式高温高压气(液)体弹性动密封装置、制备方法

说明书

本发明公开了一种翼片式高温高压气(液)体弹性动密封装置，进一步提高了密封效果和使用寿命。该动密封装置包括基壳、上盖和多层密封片；基壳与上盖的整体内侧形成一圈凹槽；多层密封片的每一层密封片的各个相邻密封片单元的弧形片段首尾相接共同围成一个整圆；弧形片段与轴构成径向弹性接触；所述多层密封片在所述整圆处依次层叠放置，相邻的各层密封片的密封片单元沿圆周方向错位布置，遮盖弧形片段之间的接口缝隙，并使得各层密封片的弯折部相应插空分布。本发明的密封效果优于迷宫密封、蜂窝密封及刷式密封；制造成本、工艺难度均低于刷式密封，产品的密封性和可靠性高于刷式密封。

技术领域

本发明涉及一种高温高压状态下的动密封装置。

背景技术

高温高压气体的动密封目前主要有软、硬填料密封，迷宫密封，活塞环密封及刷式密封。密封的核心即相同条件下尽可能降低单位时间内密封介质的泄露量。

软填料密封在适当填料及结构下，最高适用压力35MPa、温度600℃、线速度20m/s，可以满足一般条件下的密封要求，其在明火条件下易发生填料硬结现象，磨损补偿不足；硬填料密封使用压力350MPa，线速度12m/s，其需要对填料进行冷却或加热。

迷宫密封则是在旋转件和固定件之间形成很小曲折间隙，流体经多次节流达到密封目的。其属于非接触式密封，密封效果远不及接触式密封。

活塞环密封为现有最常用发动机及类似结构的高温高压气体密封结构，其必须在持续润滑及冷却条件下工作，工况适应性低，极易磨损。

刷式密封作为现代透平机械的关键技术，其接触面为120根/mm²的金属丝组生长于成型基体上制成，生产制造困难成本高，润滑和冷却条件高。另外，刷式密封存在密封不严、掉丝、刷丝对轴的刷磨严重等现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种高温高压气体/液体旋片弹性接触式动密封装置，进一步提高密封效果和使用寿命。

本发明的技术方案如下：

一种翼片式高温高压气(液)体弹性动密封装置，其特殊之处在于：包括基壳、上盖和多层密封片；所述基壳与上盖均为环形结构，二者共轴并沿轴向拼接，使得基壳与上盖的整体内侧形成一圈凹槽；所述多层密封片的每一层密封片包括多个密封片单元，每一个密封片单元包括弧形片段和至少一个弯折部，所述弯折部的一端与弧形片段的外圆面固定相接，另一端与基壳对应的所述一圈凹槽侧面固定连接；所述每一层密封片的各个相邻密封片单元的弧形片段首尾相接共同围成一个整圆；所述整圆与基壳、上盖共轴，但在自然状态下相对于轴有过盈，使得弧形片段与轴构成径向弹性接触；所述多层密封片在所述整圆处依次层叠放置，相邻的各层密封片的密封片单元沿圆周方向错位布置，遮盖弧形片段之间的接口缝隙，并使得各层密封片的弯折部相应插空分布。

进一步地，还包括压簧，所述压簧设置于所述一圈凹槽内，对多层密封片形成轴向预紧。

进一步地，所述压簧固定于上盖的内端面。

进一步地，每个密封片单元具有两个弯折部。

进一步地，每一层密封片包括沿圆周方向均匀分布的四个密封片单元。

进一步地，所述基壳与上盖之间通过螺栓固定连接。

进一步地，所述密封片单元的材料为钴基合金、镍基合金或不锈钢。

进一步地，所述压簧的材料为钴基合金或65锰。