[发明专利]一种旋片式高温高压气（液）体弹性接触动密封装置、制备方法

说明书

本发明提供一种旋片式高温高压气(液)体弹性接触动密封装置，其密封效果高于蜂窝密封和刷式密封，使用寿命优于填料密封、刷式密封。该动密封装置包括第一密封基体、第二密封基体及密封片组，其中第一密封基体、第二密封基体均为环形结构，二者共轴并沿轴向拼接，使得第一密封基体和第二密封基体的整体内侧形成一圈凹槽；所述密封片组由多个翅片组成，多个翅片分布于所述一圈凹槽内，沿旋转轴圆周方向、轴向均有倾斜；翅片的固定端与第一密封基体和/或第二密封基体连接，翅片的自由端与所述一圈凹槽的顶面平齐或略伸出所述一圈凹槽，使得翅片与旋转轴恰好接触或形成带有预紧力的弹性接触。

技术领域

本发明涉及一种高温高压状态下的径向动密封装置及制备方法。

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旋片式高温高压气(液)体弹性接触动密封装置、制备方法，进一步提高密封效果和使用寿命。

本发明的技术方案如下：

一种旋片式高温高压气(液)体弹性接触动密封装置，其特殊之处在于：包括第一密封基体、第二密封基体及密封片组，其中第一密封基体、第二密封基体均为环形结构，二者共轴并沿轴向拼接，使得第一密封基体和第二密封基体的整体内侧形成一圈凹槽；所述密封片组由多个翅片组成，多个翅片分布于所述一圈凹槽内，沿旋转轴圆周方向、轴向均有倾斜；翅片的固定端与第一密封基体和/或第二密封基体连接，翅片的自由端与所述一圈凹槽的顶面平齐或略伸出所述一圈凹槽，使得翅片与旋转轴恰好接触或形成带有预紧力的弹性接触。

进一步地，所述多个翅片在所述一圈凹槽内均匀分布。

进一步地，多个翅片沿旋转轴圆周方向的倾斜，具体是沿旋转轴旋转方向倾斜。更优选地，多个翅片沿旋转轴圆周方向以30°～70°相同的倾斜角度均匀分布。

进一步地，多个翅片沿轴向倾斜，具体是沿介质来流方向倾斜。更优选地，多个翅片沿轴向的倾角为0°～5°。

进一步地，所述密封片组3由1000-30000个翅片组成。

进一步地，所述第一密封基体和第二密封基体上均设有卡槽，用以安装密封片组及控制密封片组的安装角度。

进一步地，所述翅片的材料为钴基合金或镍基合金。

本发明还提出一种应用上述动密封装置的设备，包括机壳、旋转轴和端盖，该动密封装置的第一密封基体、第二密封基体分别对应于机壳内的低压侧、高压侧；所述旋片式高温高压气(液)体弹性接触动密封装置设置于机壳内台阶处，并以端盖压紧，旋转轴从所述环形结构轴心穿过，与第一密封基体和第二密封基体的整体内侧相切，与所述多个翅片相接触。