一種可以適應(yīng)轉(zhuǎn)子振動(dòng)的低泄漏f型交錯(cuò)齒迷宮密封的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種迷宮密封，尤其涉及一種可以適應(yīng)轉(zhuǎn)子振動(dòng)的低泄漏F型交錯(cuò)齒迷宮密封，應(yīng)用于葉輪機(jī)械轉(zhuǎn)子軸向密封。
【背景技術(shù)】
[0002]泄漏量是衡量密封件優(yōu)劣的最重要的指標(biāo)之一，密封間隙的泄漏是整個(gè)葉輪機(jī)械效率損失的主要來(lái)源。傳統(tǒng)的直通式迷宮密封在工程中廣泛的被應(yīng)用，密封齒尖的節(jié)流效應(yīng)以及密封腔內(nèi)形成的強(qiáng)烈渦旋對(duì)能量到耗散，逐級(jí)累加達(dá)到密封效果。但由于直通泄漏流的存在導(dǎo)致直通式迷宮密封的泄漏量普遍較大。在追求較小的泄漏量時(shí)，多采用交錯(cuò)齒迷宮密封結(jié)構(gòu)。交錯(cuò)齒交錯(cuò)排列在轉(zhuǎn)動(dòng)件與靜止件上。獨(dú)特的交錯(cuò)結(jié)構(gòu)防止了直通泄漏流的存在，從而降低了泄漏量。
[0003]隨著現(xiàn)代葉輪機(jī)械的發(fā)展，對(duì)于泄漏量的控制逐漸變得嚴(yán)格，要求密封極好的密封效果。相對(duì)于造價(jià)極高的柔性密封，相對(duì)低廉的剛性密封齒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是追求較低泄漏量的普遍方式。在不過(guò)度增加制造難度的前提下，對(duì)密封齒結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造追求更低的泄漏量就變得十分重要。
[0004]除此之外，對(duì)于非接觸密封而言，轉(zhuǎn)子振動(dòng)導(dǎo)致齒頂間隙變化。結(jié)論表明轉(zhuǎn)子振動(dòng)將會(huì)明顯增加轉(zhuǎn)子密封系統(tǒng)的泄漏量并降低整機(jī)效率。一種可以適應(yīng)轉(zhuǎn)子振動(dòng)，并且可以控制轉(zhuǎn)子振動(dòng)帶來(lái)的泄漏量增幅的密封結(jié)構(gòu)故而變得十分重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了保證轉(zhuǎn)子振動(dòng)的條件下有極低的泄漏量，保證密封結(jié)構(gòu)不會(huì)因轉(zhuǎn)子振動(dòng)失效而提供一種可以適應(yīng)轉(zhuǎn)子振動(dòng)的低泄漏F型交錯(cuò)齒迷宮密封。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:包括扇形環(huán)，扇形環(huán)包括轉(zhuǎn)子、安裝冠，轉(zhuǎn)子的上端面和安裝冠的下端面分別設(shè)置有兩個(gè)F型密封齒，每個(gè)F型密封齒都包括直尺和設(shè)置在直尺端部的第一密封齒環(huán)和第二密封齒環(huán)，轉(zhuǎn)子上的F型密封齒正著安裝、安裝冠的F型密封齒倒著安裝，且四個(gè)F型密封齒交替布置并面對(duì)來(lái)流方向，轉(zhuǎn)子上的F型齒環(huán)的第二密封齒環(huán)與安裝冠上的F型齒環(huán)的第一密封齒環(huán)處于同一水平位置，形成密封腔。
[0007]本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征:
[0008]1.所述的扇形環(huán)有6個(gè)，均為60°，6個(gè)扇形環(huán)拼成圓形結(jié)構(gòu)。
[0009]2.第一密封齒環(huán)和第二密封齒環(huán)的端部均設(shè)置成與水平面呈40°角的斜面，第一密封齒環(huán)和第二密封齒環(huán)的厚度均是0.3_，第一密封齒環(huán)的軸向長(zhǎng)度為1.5-3mm ;第二密封齒環(huán)的軸向長(zhǎng)度為2-3.5_。
[0010]3.密封直齒的徑向厚度是:直齒頂部厚度為1_2_、直齒根部厚度為3-5_。
[0011]4.相鄰兩個(gè)F型密封齒的軸向密封間隙是0.2-0.4mm。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明應(yīng)用于葉輪機(jī)械轉(zhuǎn)子軸向密封，非接觸的密封結(jié)構(gòu)可以有效的減少轉(zhuǎn)子振動(dòng)附加的泄漏損失，增加轉(zhuǎn)子密封效果。本發(fā)明增加了在F型密封齒的節(jié)流作用，流體流動(dòng)回流充分，徑向與軸向的復(fù)合式節(jié)流效果更佳明顯。由于焊接的平行密封齒環(huán)，工質(zhì)在徑向上的流動(dòng)受到額外的節(jié)流效應(yīng)，并且由于密封齒結(jié)構(gòu)密封腔內(nèi)產(chǎn)生復(fù)雜的旋渦流動(dòng)，對(duì)能量耗散加快，達(dá)到極低的泄漏量以及極為優(yōu)秀的密封效果。對(duì)于轉(zhuǎn)子振動(dòng)帶來(lái)的影響，本發(fā)明的兩平行密封齒可以適應(yīng)轉(zhuǎn)子振動(dòng)特性改變帶來(lái)的徑向間隙的改變。保證在轉(zhuǎn)子達(dá)到振動(dòng)任意時(shí)刻有至少一個(gè)密封齒環(huán)可以在徑向產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明組合后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是圖1中A-A面的結(jié)構(gòu)示意圖(扇形環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖)；
[0015]圖3是本發(fā)明的F型交錯(cuò)式迷宮密封腔示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0017]結(jié)合圖1至圖3，整個(gè)密封環(huán)是由6個(gè)獨(dú)立的扇形環(huán)拼裝而成的，這樣能夠保證密封環(huán)與機(jī)匣的裝卡、定位，同時(shí)具有安裝、拆卸方便以及防止過(guò)度變形的特點(diǎn)，其中切割間隙9的值為0.2-0.4_，其中定位角度Θ為5° -15°。通過(guò)A-A截面可以觀察到F型密封齒4是通過(guò)將兩個(gè)密封齒環(huán)1、2 (第一密封齒環(huán)2和第二密封齒環(huán)1)與直齒3焊接在一起來(lái)實(shí)現(xiàn)的；轉(zhuǎn)子上的F型密封齒通過(guò)凹槽安裝在轉(zhuǎn)子5上成正F型，安裝冠上的F型密封齒通過(guò)凹槽安裝在安裝冠6上構(gòu)成倒F型。四個(gè)F型密封齒交錯(cuò)排列，正F與倒F型密封齒開口方向一致，均面對(duì)來(lái)流方向。由轉(zhuǎn)子5和安裝冠6上依次排列的F型密封齒共同構(gòu)成交錯(cuò)的F型密封結(jié)構(gòu)；6為整個(gè)密封環(huán)的安裝冠，其作用是將密封環(huán)與靜止部件裝卡固定；7是為了方便安裝跟拆卸的氣槽。
[0018]F型密封結(jié)構(gòu)的密封性腔內(nèi)的細(xì)節(jié)如圖3所示，F(xiàn)型密封齒4的結(jié)構(gòu)是由第一密封齒環(huán)2和第二密封齒環(huán)1分別平行釬焊在直齒的冠部以及頸部共同構(gòu)成，其中將直齒底部加粗設(shè)計(jì)是為了減小應(yīng)力從而疲勞強(qiáng)度，增加密封壽命。振動(dòng)條件下的密封效果是這樣實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)轉(zhuǎn)子不振動(dòng)時(shí)，倒F密封齒的第一密封齒環(huán)2與上游正F型密封齒的第二密封齒環(huán)1保持統(tǒng)一水平位置，此時(shí)密封齒環(huán)1、2共同起到節(jié)流作用。轉(zhuǎn)子振動(dòng)時(shí)，正F型密封齒環(huán)隨著轉(zhuǎn)子發(fā)生振動(dòng)，倒F型密封齒環(huán)的密封齒環(huán)2可以在密封齒環(huán)1失去節(jié)流功能時(shí)刻發(fā)揮節(jié)流效應(yīng)以適應(yīng)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)帶來(lái)泄漏的變化。圖2中8為兩個(gè)密封齒環(huán)與直齒3連接的焊接位置，焊縫于連接處的兩側(cè)均布。
[0019]本發(fā)明還可以包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征:
[0020]F型環(huán)狀密封與密封腔頂端的距離為1.5-3.5mm。
[0021]軸向相鄰密封齒最小軸向間隙處距離為0.2-0.4mm。
[0022]為保證密封件的強(qiáng)度與剛度，密封直齒齒徑向厚度為變化值，直齒頂部厚度為l-2mm ;直齒根部厚度為3_5mm。
[0023]第二密封齒環(huán)1與第一密封齒環(huán)2的厚度均為0.3mm。
[0024]第一密封齒環(huán)2的軸向長(zhǎng)度為1.5-3mm ;第二密封齒環(huán)1的軸向長(zhǎng)度為2-3.5_。
[0025]為保證水平兩個(gè)密封齒環(huán)與上游密封齒背部較好的節(jié)流效果將水平密封齒環(huán)1、2的端部切割成與背部平行角度40°。
[0026]本發(fā)明的原理是這樣的:將傳統(tǒng)密封直齒焊接兩平行密封環(huán)構(gòu)F型密封齒環(huán)。F型密封圈通過(guò)凹槽交錯(cuò)排列安裝在轉(zhuǎn)子與安裝冠上成正F與倒F密封結(jié)構(gòu)。該密封結(jié)構(gòu)增加了在密封齒的節(jié)流作用，流體流動(dòng)回流充分，徑向與軸向的復(fù)合式節(jié)流效果更佳明顯。由于焊接的平行密封齒環(huán)，