自抑制洩漏的密封齒形結構的製作方法
2023-05-17 05:31:41 1
專利名稱：自抑制洩漏的密封齒形結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及密封技術領域的密封齒形結構，尤其是涉及一種自抑制洩漏的密封齒形結構。
背景技術：
汽輪機和透平壓縮機廣泛採用迷宮式齒型密封，在轉子周圍設若干個依次排列的環形密封齒，齒與齒之間形成一系列截流間隙與膨脹腔室，氣體在通過曲折迷宮的間隙時產生節流效應而達到抑制洩漏目的。為了減少漏洩，齒尖間隙不能太大，同時為了防止轉子與靜子在運行中碰磨，齒尖間隙也不能過小。洩漏流動通過齒間隙時形成高速流動，隨後在齒後腔室內形成強烈旋渦流動而使流動動能幾乎全部消耗殆盡，從而達到壓力顯著下降。如此逐級重複上述過程，氣體工質從高壓逐漸降為低壓。由於氣封齒很多，每個齒尖前後的壓差有限，齒尖間隙又較小，漏氣流量得到了限制。隨著機組容量增長，抑制密封洩漏提高機組經濟性，得到了越來越高的關注。機組熱參數的增長，導緻密封兩端壓差及密封內氣體密度增大，從而造成洩漏流量增長，經濟性下降。因此，對新型密封提出更高的要求，設計密封必須儘量減小間隙洩漏，保證機組較高的經濟性性能。在汽輪機和透平壓縮機中，通過密封結構抑制氣體工質的洩漏對機組的經濟性和安全性具有重要的意義。隨著機組容量和機組熱參數的增長，密封兩端壓差及密封內氣體密度不斷增大，從而造成洩漏流量不斷增加，經濟性下降，因此，抑制密封洩漏得到了越來越多的關注，對密封結構的設計也提出了新的要求，即所設計的密封結構必須儘量減少間隙洩漏，以保證機組能夠擁有較高的經濟性能。根據所述的對密封結構的設計要求，目前在實際機組中最常採用的就是迷宮式密封齒形結構。經過對現有相關技術文獻檢索發現，由於密封間隙過長，流速會在間隙中發生擴散，從而造成流速降低而壓力升高，這會大大影響間隙中的轉能效果。因此，如何能通過改造間隙結構使得流速儘量不要產生擴散效果，達到增加流速降低壓力的效果。本申請提出的密封齒頂尖開槽是一種依靠齒頂間隙複雜流動狀況主動減小齒頂間隙有效通流面積以及抑制齒頂氣流膨脹的結構。改結構簡單可行、安全可靠，在汽輪機高壓缸、高壓透平壓縮機、尤其是超臨界和超超臨界汽輪機高壓段具有廣泛的應用背景。
實用新型內容本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種提高密封齒頂間隙內的射流速度，抑制密封洩漏的自抑制洩漏的密封齒形結構。本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現自抑制洩漏的密封齒形結構，包括轉子、靜子及密封齒，所述的轉子位於靜子的下方，所述的密封齒設有數個，垂直固定於靜子或轉子上，密封齒與其相對應的轉子或靜子之間保持有間隙，各密封齒之間設有膨脹控室。[0010]該結構還包括有臺階，該臺階位於密封齒的正下方並垂直固定在轉子上，所述的臺階與密封齒之間保持有間隙。所述的密封齒的頂端垂直於密封齒的方向設有一個圓弧形凹槽，該凹槽的寬度為齒厚的1/2,在齒頂沿圓周方向分布一圈,深度為齒厚的1/4。所述的凹槽位於密封齒的中間位置。與現有技術相比，本實用新型通過在密封齒的齒頂進行開槽，可以有效抑制氣流在齒頂間隙膨脹，提高齒頂間隙的射流速度，從而使氣流進入齒後腔室時形成強烈漩渦，降低壓能，達到抑制洩漏的效果。其優點在於能夠有效減少密封洩漏量，提高機組運行的經濟性，另外，齒頂開槽可以降低密封齒與轉子或靜子發生碰撞或摩擦時對轉子或靜子的損傷，從而提高機組運行的安全性。
圖1為實施例1中本實用新型的結構示意圖；圖2為圖1中的局部放大圖；圖3為實施例2中本實用新型的結構示意圖；圖4為圖3中的局部放大圖；圖5為實施例3中本實用新型的結構示意圖；圖6為圖5中的局部放大圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。實施例1自抑制洩漏的密封齒形結構，其結構如圖1-2所示，包括轉子1、靜子2和三個密封齒3,其中轉子I位於靜子2的下方,密封齒3垂直固定於靜子2上,齒頂端與其相對應的轉子I之間保持有效間隙，齒與齒之間設有膨脹腔室。所述密封齒3的頂端垂直於密封齒3的方向設有一個半圓形凹槽5,該半圓形凹槽5的長度為齒厚的1/2,深度為齒厚的1/4,在齒頂沿圓周方向分布一圈，在齒頂的具體位置為密封齒的中間。實施例2自抑制洩漏的密封齒形結構，其結構如圖3-4所示，包括轉子1、靜子2和三個密封齒3,其中轉子I位於靜子2的下方,位於兩邊的密封齒3垂直固定於靜子2上,位於中間的密封齒3垂直固定於轉子I上，各密封齒3的頂端與其相對應的轉子I或靜子2之間保持有效間隙，齒與齒之間設有膨脹腔室。所述密封齒3的頂端垂直於密封齒3的方向設有一個半圓形凹槽5,該半圓形凹槽5的長度為齒厚的1/2,深度為齒厚的1/4,在齒頂沿圓周方向分布一圈，在齒頂的具體位置為密封齒的中間。實施例3自抑制洩漏的密封齒形結構，其結構如圖5-6所示，包括轉子1、靜子2、三個密封齒3和兩個臺階4，其中轉子I位於靜子2的下方，密封齒3垂直固定於靜子2上，位於兩邊的兩個密封齒3的正下方設有兩個臺階4，臺階4固定於轉子I上，密封齒3的頂端與其相對應的轉子I或臺階4之間保持有效間隙，齒與齒之間設有膨脹腔室。所述密封齒3的頂端垂直於密封齒3的方向設有一個半圓形凹槽5，該半圓形凹槽5的長度為齒厚的1/2，深度為齒厚的1/4，在齒頂沿圓周方向分布一圈，在齒頂的具體位置為密封齒的中間。
權利要求1.自抑制洩漏的密封齒形結構，其特徵在於，該結構包括轉子、靜子及密封齒，所述的轉子位於靜子的下方，所述的密封齒設有數個，垂直固定於靜子或轉子上，密封齒與其相對應的轉子或靜子之間保持有間隙，各密封齒之間設有膨脹控室。
2.根據權利要求1所述的自抑制洩漏的密封齒形結構，其特徵在於，該結構還包括有臺階，該臺階位於密封齒的正下方並垂直固定在轉子上，所述的臺階與密封齒之間保持有間隙。
3.根據權利要求1或2所述的自抑制洩漏的密封齒形結構，其特徵在於，所述的密封齒的頂端垂直於密封齒的方向設有一個圓弧形凹槽，該凹槽的寬度為齒厚的1/2，在齒頂沿圓周方向分布一圈，深度為齒厚的1/4。
4.根據權利要求3所述的自抑制洩漏的密封齒形結構，其特徵在於，所述的凹槽位於密封齒的中間位置。
專利摘要本實用新型涉及自抑制洩漏的密封齒形結構，包括轉子、靜子及密封齒，轉子位於靜子的下方，密封齒設有數個，垂直固定於靜子或轉子上，密封齒與其相對應的轉子或靜子之間保持有間隙，各密封齒之間設有膨脹控室。與現有技術相比，本實用新型能夠有效減少密封洩漏量，提高機組運行的經濟性，另外，齒頂開槽可以降低密封齒與轉子或靜子發生碰撞或摩擦時對轉子或靜子的損傷，從而提高機組運行的安全性。
文檔編號F16J15/447GK202851975SQ20122049804
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月26日 優先權日2012年9月26日
發明者王煒哲, 劉應徵, 施聖賢 申請人:上海交通大學