[实用新型]一种适用于极端条件的自适应高耐久浮动密封结构

说明书

本实用新型公开了一种适用于极端条件的自适应高耐久浮动密封结构，包括转轴、密封齿、密封壳体和密封盖等；密封壳体的中心开设有孔径大于转轴轴径的壳体轴孔，密封盖的中心开设有孔径大于转轴轴径的盖板轴孔，密封壳体在高温高压侧的端面上开设有与壳体轴孔同心设置的密封凹槽；密封壳体和密封盖分别通过壳体轴孔和盖板轴孔套装在转轴上，且密封盖通过紧固件固定在密封壳体在高温高压侧的端面上，使得密封盖与密封壳体之间形成密封腔室；密封腔室内由内至外依次包括套装在转轴上的密封齿、密封环和减振圈；减振圈与密封凹槽之间过盈配合；密封环与密封凹槽后壁之间涂有密封涂层；密封环与减振圈之间存在密封间隙，销钉布置在密封环及减振圈之间。

技术领域

本实用新型涉及一种涡轮机械密封结构，特别涉及一种适用于极端条件的自适应高耐久浮动密封结构。

背景技术

透平、离心泵、压缩机等涡轮机械，通常用于在转轴和流体(如液体或气体)之间传递能量。唇型、刷型、升降式、浮动式、迷宫式等密封件，通常位于旋转轴周围，以限制流体流出涡轮机械。密封件通常由弹性体、可磨损或其他材料制成，可能会发生泄漏、磨损、振动、过热等情况。此外，涡轮机械经常在极端工况(例如，高振动)、极端接触(例如，涉及高接触速度或高密度液体，如超临界二氧化碳或其他超临界流体)、极端环境(如高压、高温、高密度等)等“极端条件”下运行。这些极端条件可能会增加机器故障，如密封泄漏、密封失效和轴承故障振动等。

尽管以前在密封技术方面取得了很大的成就，但目前新的能源形势对涡轮机械提出了更高的要求，运行条件更加恶劣，亟需提供符合发展形势的有效密封技术。基于上述原因，本实用新型提出了一种适用于极端条件的自适应高耐久浮动密封结构，可以实现在极端条件下控制泄漏，具有高耐久、运行灵活、高强度、耐磨损等优点。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供了一种自适应、高耐久、运行灵活的自适应高耐久浮动密封结构，其可应用于极端运行条件、结构简单、安全性和经济性高的密封结构，具有广阔的应用前景。

为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案来实现：

一种适用于极端条件的自适应高耐久浮动密封结构，包括转轴、密封齿、密封壳体、密封盖、密封涂层、减振圈、密封环和销钉；其中，密封壳体的中心开设有孔径大于转轴轴径的壳体轴孔，密封盖的中心开设有孔径大于转轴轴径的盖板轴孔，密封壳体在高温高压侧的端面上开设有与壳体轴孔同心设置的密封凹槽；

密封壳体和密封盖分别通过壳体轴孔和盖板轴孔套装在转轴上，且密封盖通过紧固件固定在密封壳体在高温高压侧的端面上，使得密封盖与密封壳体之间形成密封腔室；密封腔室内由内至外依次包括套装在转轴上的密封齿、密封环和减振圈；减振圈与密封凹槽之间过盈配合；密封环与密封凹槽后壁之间涂有密封涂层，密封组件工作过程中，密封组件两侧的压差能够将密封环压在密封凹槽的后壁上，密封涂层填充密封环与密封凹槽后壁之间的间隙，共同作用防止密封环背部的旁路泄漏；密封环与减振圈之间存在密封间隙，销钉布置在密封环及减振圈之间，且销钉的直径小于密封环及减振圈上销钉孔的孔径。

本实用新型进一步的改进在于，密封盖与密封壳体在高温高压侧的端面之间还设置有密封圈。

本实用新型进一步的改进在于，密封齿采用高低齿、斜平齿、侧齿及纵树形齿，密封齿的布置个数为3～12个，密封齿的齿厚与齿高之比在0.2～1之间。

本实用新型进一步的改进在于，密封齿与密封环之间采用零间隙配合；在转轴高速旋转时，密封齿对密封环进行磨损从而产生自适应间隙，在密封齿和密封环之间形成多个依次排列的环形孔口和环形气室，使得密封齿和密封环之间的泄漏截面最小化；环形气室与盖板轴孔、壳体轴孔共同组成转轴高温高压侧向低温低压侧的泄漏流通道。

本实用新型进一步的改进在于，密封环与减振圈之间存在的密封间隙定义为密封环外径与减振圈内径的差值，如下所示：