[实用新型]叶片式密封装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及叶片式密封装置，适用于各种旋转机械上。

背景技术

密封技术在现代工业生产和科学技术发展中具有十分重要的作用。无论是提高科学技术发展和工业生产技术水平，还是在技术改造和设备改造与更新方面，密封技术都占据着重要的地位和承担着重要角色。

根据密封构件间是否有相对运动，密封可分为静密封和动密封；动密封按运动形式分为往复移动密封和旋转密封。旋转密封在旋转机械设备中应用十分普遍，常见的旋转密封有机械密封、盘根密封、迷宫密封、浮环密封、刷式密封以及指尖密封等。

刷式密封的核心部件刷丝一般采用直径0.05～0.15mm的耐高温合金丝，刷丝束总厚度0.6～2mm，刷丝与转子径向呈15～60°倾角，倾角顺着转子旋向。指尖密封是从刷式密封演变而来的，其结构与刷式密封类似，差别在于用割缝的金属薄片错开重叠来代替刷丝束。

刷式密封和指尖密封都属于柔性密封，柔性密封最突出的优点是允许动静之间瞬态严重不同心而保持密封性能不变，但两者又均存在一些问题，如刷式密封的“压力闭合效应”和指尖密封的“刚化迟滞效应”。

刷式密封的“压力闭合效应”是指刷丝倾角在压差作用下变小而发生的内孔收缩现象。尽管这种现象在某种程度上是我们希望看到的，但是这种现象的不稳定性最终会导致刷丝自由端过度磨损并伤及转子，刷式密封很快失效。为解决此问题，技术研究人员提出了指尖密封的概念，大幅减小柔性而增大刚性，可以保持密封件工作状态下的稳定性，但指尖密封严重的“刚化迟滞效应”随之产生，在高压差作用下，受到碰磨影响退让时会产生很大的内部摩擦力，退让后也不易恢复到原来状态，如此将加剧磨损且增大泄漏。

总结一点，理想的柔性密封装置需兼具刷式密封极佳的退让柔性以及指尖密封的稳定性，稳定性又不能单纯地依靠牺牲柔性而增大刚性来获得，更应该从结构设计着手。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供叶片式密封装置，属于一种柔性密封，一旦与转子碰磨可弹性退让，能够获得稳定而高效的密封性能。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

叶片式密封装置，包括上游环、下游环和一片以上的叶片，所述叶片为长方形薄片，一端固定在上游环和下游环之间，另一端为自由端。

上述叶片相当于一端为支点的悬臂梁，意想不到地满足了上述密封装置所需的柔性。

为了提高上述装置的密封效果，上述叶片在整个圆周上整齐排列，在叶根位置，相邻叶片间留有间隙以适应内外径差。叶片自由端所确定的密封内径小于下游环和下游环的内径，叶片与旋转机械转子间为微间隙或微过盈配合，上游环和下游环设计时均需保证极限工况下不与转子碰磨。

本实用新型的叶片式密封装置可适用于任何旋转机械的密封。

为了进一步提高本实用新型装置的密封性能，叶片式密封装置还包括用来遮挡叶片的遮流片，所述遮流片设在上游环和叶片之间，且遮流片不高出叶片。

为了便于适用于、更换方便，叶片式密封装置，包括固连在一起的上游环和下游环，以及活动镶嵌在上游环和下游环之间的叶片模块，所述叶片模块包括上夹板、下夹板和一片以上的叶片，所述叶片为长方形薄片，一端固定在上夹板和下夹板之间，另一端为自由端，叶片的自由端高出上游环和下游环，所述上游环与上夹板相邻，下游环和下夹板相邻。

采用上述技术方案，当叶片受损时，只需要将叶片模块更换即可，简单易操作。

为了提高装置的密封性能，上夹板和叶片之间设有用来遮挡叶片的遮流片，所述遮流片不高出叶片。

为了提高装置的稳定性，所述下游环上、叶片与下游环之间设有平衡腔室。

为了实现装置的自调整性，所述叶片与下游环之间的距离为0-2mm。

为了同时保证密封的刚性和柔性，叶片的长度5-20mm，宽度0.5-2.5mm，厚度为0.05-0.25mm；遮流片的厚度为0.1-0.5mm。

为增强本实用新型装置的密封性能，同时保证装置的柔性，延长装置的使用寿命，在过叶片且与旋转机械转子轴向垂直的平面上、顺着转子的转动方向上，叶片的叶根与汽轮机转子的轴心的连线与叶片的夹角为0-60°；叶片与竖直面的夹角为0-30°。

为了方便，本实用新型将在过叶片且与旋转机械转子轴向垂直的平面上、顺着转子的转动方向上，叶片的叶根与转子的轴心的连线与叶片的夹角记为α，将叶片与竖直面的夹角记为β。