[其他]涡轮机械轴的密封装置

说明书

本发明涉及一种涡轮机械轴的密封装置。

下面参照附图3和图4说明通常的涡轮机轴密封装置。

参考数字1是涡轮机械的轴，数字2是涡轮机械的外壳，密封套筒3以流体密封状态沿轴1布置，一个大气侧浮动环4和机内侧浮动环5各自在大气侧和机械内部围绕密封套筒3布置，轴瓦白合金6应用于大气侧浮动环4和机内侧浮动环5内周表面上。大气侧浮动环4大气侧缘部分上的环状突缘4a，4b与以流体密封状态联接在外壳2上的轴密封侧盘7接触。大气侧浮动环4与轴密封侧盘7上定位销8接触，螺旋弹簧9放置在弹簧座中，该弹簧座由在大气侧浮动环4和机内侧浮动环5相对表面上形成的开口组成，插入螺旋弹簧9的定位销10伸入大气侧浮动环4，机内侧浮动环5部分地与流体密封地固定在密封壳11机内侧部分的壳体2上密封壳11相接触。壳体2和密封壳11各自带有进油口2a和11a，在轴密封侧盘7的大气侧，流体密封地固定在壳体2上的壳体罩12带有迷宫密封13包围着轴1。

借助于螺旋弹簧9的弹力，大气侧浮动环4的突缘4a、4b与轴密封侧盘7接触，机内侧浮动环5与密封壳11机内侧部分的内表面相接触，当涡轮机被驱动时，具有比压稍高于要密封的涡轮机中流体压力的密封流体通过油口2a和11a以图3中箭头方向流动，然后分成两股，一股流过密封套筒3和机内侧浮动环5之间的空间，并返回密封流体箱。此时，密封流体作用于由涡轮机中流体占据的密封部分并润滑机内侧浮动环的轴瓦白合金6和密封套筒3之间区域。在这种情况下，如上所述，由于机内侧浮动环5朝向机器内侧被向下压动，密封壳11在其接触部分与机内侧浮动环5相接触，但是即使由于加工误差在接触部分存在一个小空间，流动的密封流体将在此处密封这个小空间。

另一股流体流过密封套筒3和大气侧浮动环4的轴瓦白合金之间的空间并流过固定在壳体罩口的迷宫13内侧表面上的空间返回密封流体箱。同时，密封流体用于润滑轴瓦白合金6和密封套筒3之间的空间并密封该空间，防止大气从此处穿入，大气侧浮动环4强烈地压向大气侧，突缘4a、4b靠在轴密封侧盘7上。但是，即使在突缘4a、4b和密封侧盘7之间存在一个小空间，密封流体也将流过将其密封，由此防止大气进入。

当轴由于负载状况变化或振动而变形时，大气侧浮动环4由突缘4a、4b在轴密封侧盘7上滑动，机内侧浮动环5在与密封壳11接触部分上滑动。由于大气侧浮动环4借助于定位销8与轴密封侧盘7啮合并由机内侧浮动环5通过定位销10与大气侧浮动环4相连接，轴密封侧盘7并不跟随轴1的变形。

但是，在图3和图4所示涡轮机轴密封装置的情况中，密封流体的压力P作用在轴密封侧盘7的内侧表面以及大气侧浮动环4的外圆周表面上。如图5所示，此外，大气压力同样也作用在轴密封侧盘7的大气侧表面，斜线分布的压力作用在大气侧浮动环4轴瓦白合金6的表面上，就是说，大气压力作用在大气侧浮动环4轴瓦白合金6大气侧表面端部，密封流体压力P作用在轴瓦白合金6和内侧表面端部，因此，弯矩（Mb）作用在轴密封侧盘7上，使侧盘7以该弯矩方向弯转，大气侧浮动环4在由压力P₀作用产生的力矩Ma影响下以力矩Ma方向弯转，P₀为上述两个在轴瓦白合金6表面上压力之间压差，结果，轴密封侧盘7通过突缘4a外缘部分与大气侧浮动环4相接触，如图6所示，其结果是接触面积显著减小，接触压力明显增加。因此，大气侧浮动环4在轴密封侧盘7上的滑动受到阻碍，并且大气侧浮动环4不能跟随轴1的变形，由于这一原因，轴瓦白合金6和密封套筒3之间表面压力过度增加，由此在轴瓦白合金6和密封套筒3之间产生硬化和氧化剥落损失。

因此，本发明的目的就是要提供一种涡轮机轴密封装置，其中在轴密封侧盘和大气侧浮动环之间不存在任何位置的接触，大气侧浮动环跟随轴的变形，其结果是可以防止大气侧浮动环的合金和固定在轴上的密封套筒之间的硬化和氧化剥落损失，这样就能改善涡轮机中流体密封的可靠性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种涡轮机轴密封装置，其中轴密封侧盘固定在壳体上，大气侧浮动环和机内侧浮动环排列在密封壳中并以一个小空间与轴相连，大气侧浮动环具有与轴密封侧盘相接触的大气侧端表面。机内侧浮动环具有与密封壳相接触的机内侧端表面;该装置特征在于在大气侧浮动环和轴密封侧盘之间插入一个在传动时随大气侧浮动环变形的柔性环。