透平膨胀机组新型多功能模块化密封系统技术方案

一种透平膨胀机组新型多功能模块化密封系统，包括转子轴、轴承、外壳、叶轮以及第一、第二迷宫环形密封齿，转子轴通过转子轴伸旋转地支承在轴承上，转子轴伸的端部通过锁紧螺栓连接有叶轮，叶轮在与转子轴伸的连接处依次通过第一、第二迷宫环形密封齿进行辅助密封，特点：外壳套设在转子轴伸上，该外壳的内部具有一密封腔，在密封腔内安装有一用于对转子轴的轴端起密封隔离作用的密封模块。实现了透平膨胀机的多功能化并提高了密封效果；结构简单，降低了制造和维护成本，方便安装，保证质量；适用于多种不同工质、不同工况的应用；保持和改善了膨胀机转子的气动性能，提高了设备和系统的效率；整体上减少了工质的泄漏，保持环境清洁；寿命长。

A new type of multifunctional modular sealing system for turbo expansion unit

A turbine type multifunctional modular sealing system includes a rotor shaft, bearing, casing, impeller and the first and second annular labyrinth seal teeth, the rotor shaft through the rotor shaft rotatably supported on the bearing end of the rotor shaft extension through the locking bolt is connected with the impeller, impeller in connection with the characteristics of the rotor shaft extension passes through the first and second annular seal teeth of the auxiliary seal labyrinth, shell is sheathed on the rotor shaft, the inner shell has a sealing cavity, a sealing module for the installation of the rotor shaft end up sealing sealing cavity isolation effect. The function of turbo expander and improve the sealing effect; has the advantages of simple structure, lower manufacturing cost and maintenance cost, convenient installation, ensure the quality of the application; applicable to a variety of different medium and different conditions; maintain and improve the expander rotor aerodynamic performance, improve the efficiency of the whole system and equipment; to reduce the leakage of refrigerant, keep the environment clean and long service life.

【技术实现步骤摘要】
透平膨胀机组新型多功能模块化密封系统
本专利技术属于透平膨胀机
，具体涉及一种透平膨胀机组新型多功能模块化密封系统。
技术介绍
透平膨胀机组是废热废汽等能量回收、压差型能量回收再利用、天然气液化气化能量利用以及燃气联供余热综合利用发电时的重要设备。随着世界各国对能源的充分利用越来越重视，对能量回收发电设备的高效化、合理化、紧凑化等的要求也越来越高。目前，透平膨胀机组驱动循环系统较多地采用了有机朗肯循环（简称ORC）的方式，根据冷热源参数的不同，有的使用五氟丙烷（R245fa）作为循环工质，有的则使用其它工质如丙烷、异丁烷、四氟乙烷（R-134a）等，但是所有的应用均需考虑保持系统的气密性，降低设计制造成本和运行成本，以及保持环境清洁的问题，因此对密封结构的要求非常高。但目前此类装置仍存在以下几种缺点：1.整体结构较繁复，同时需单独配置控制系统，价格比较昂贵；2.装置需消耗一部分循环工质当作密封气，其泄漏量较大；3.装置的调整及维护量较大，且有部分耗材需定时更换；4.密封腔室体积较大较长，有时会直接影响膨胀机转子的气动设计和性能。鉴于上述已有技术，有必要对现有透平膨胀机组的密封结构加以合理的改进。为此，本申请人作了积极而有效的探索，终于形成了下面将要介绍的技术方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种透平膨胀机组新型多功能模块化密封系统，有助于模块化密封结构藉以提高其功能性和密封性，并且结构简单合理、低泄漏、可适用于不同工质及气体。本专利技术的目的是这样来达到的，一种透平膨胀机组新型多功能模块化密封系统，包括转子轴、轴承、外壳、叶轮以及第一迷宫环形密封齿和第二迷宫环形密封齿，所述的转子轴通过转子轴伸旋转地支承在轴承上，所述转子轴伸的端部通过锁紧螺栓固定连接有叶轮，所述的叶轮在与转子轴伸的连接处依次通过第一迷宫环形密封齿和第二迷宫环形密封齿进行辅助密封，其特征在于：所述的外壳套设在转子轴伸上并位于轴承与第二迷宫环形密封齿之间，该外壳的内部具有一密封腔，在所述的密封腔内安装有一用于对转子轴的轴端起密封隔离作用的密封模块。在本专利技术的一个具体的实施例中，所述的密封模块包括多个石墨密封环和转接法兰，多个石墨密封环依次安装在转子轴伸上且两者之间构为密封配合，该石墨密封环通过转接法兰与所述的外壳连接固定。在本专利技术的另一个具体的实施例中，所述的石墨密封环的数量为四个。在本专利技术的又一个具体的实施例中，所述的石墨密封环的数量为六个。在本专利技术的再一个具体的实施例中，所述的密封模块为一干气密封环，所述的干气密封环安装在转子轴伸上且两者之间构为密封配合，该干气密封环直接与所述的外壳连接固定。在本专利技术的进而一个具体的实施例中，所述的转子轴伸上具有一挡油环。本专利技术采用上述结构后，具有的有益效果：首先，由于在转子轴的转子轴伸上采用了两道迷宫环形密封齿作为辅助密封再加上一个可以更换的且真正担任密封隔离作用的密封模块进行轴端密封，因而用户可根据不同的需要及时更换不同的密封模块（该密封模块可以为四个石墨密封环结构或六个石墨密封环结构或一个干气密封环结构），实现了透平膨胀机的多功能化并提高了密封效果；其次，整体结构简单，采用模块化设计，降低了制造和维护成本，方便了安装，且能保证质量；第三，适用于多种不同工质、不同工况的应用；第四，体积小，重量轻，保持和改善了膨胀机转子的气动性能，提高了设备和系统的效率；第五，整体上减少了工质的泄漏，降低运行成本，保持环境清洁；第六，使用寿命长。附图说明图1为本专利技术一实施例的结构简图。图2为本专利技术所述的密封模块为四个石墨密封环的结构示意图。图3为本专利技术所述的密封模块为六个石墨密封环的结构示意图。图4为本专利技术所述的密封模块为一个干气密封环的结构示意图。图中：1.转子轴、11.转子轴伸、111.挡油环；2.轴承；3.外壳、31.密封腔；4.锁紧螺栓；5.叶轮；6.第一迷宫环形密封齿；7.第二迷宫环形密封齿；8.密封模块、81.石墨密封环、82.转接法兰、83.干气密封环。具体实施方式申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本专利技术技术方案的限制，任何依据本专利技术构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本专利技术的技术方案范畴。请参阅图1并结合图2、图3和图4，本专利技术涉及一种平膨胀机组新型多功能模块化密封系统，包括转子轴1、轴承2、外壳3、叶轮5以及第一迷宫环形密封齿6和第二迷宫环形密封齿7，所述的转子轴1通过转子轴伸11旋转地支承在轴承2上，所述转子轴伸11的端部通过锁紧螺栓4固定连接有叶轮5，所述的叶轮5在与转子轴伸11的连接处依次通过第一迷宫环形密封齿6和第二迷宫环形密封齿7进行辅助密封，所述的外壳3套设在转子轴伸11上并位于轴承2与第二迷宫环形密封齿7之间，该外壳3的内部具有一密封腔31，在所述的密封腔31内安装有一用于对转子轴1的轴端起密封隔离作用的密封模块8。进一步地，所述的密封模块8包括多个石墨密封环81和转接法兰82，多个石墨密封环81依次安装在转子轴伸11上且两者之间构为密封配合，该石墨密封环81的体积较小，故其通过起过渡作用的转接法兰82与所述的外壳3连接固定。当所述的石墨密封环81的数量为四个时，适合在大多数情况下对一般气体的应用；当所述的石墨密封环81的数量为六个时，适合在大多数情况下对高要求、低泄漏气体的应用。进一步地，所述的密封模块8为一干气密封环83，所述的干气密封环83安装在转子轴伸11上且两者之间构为密封配合，该干气密封环83的体积较大，故其可以直接与所述的外壳3连接固定。该干气密封环结构适合对高要求、低泄漏气体的应用。在这里需要说明的是：所述的第一迷宫环形密封齿6和第二迷宫环形密封齿7在设备运转时作为辅助密封，可适当降低来自叶轮5轮背方面的气体压力，所述的密封模块8在设备运转时起到真正的密封隔离作用。通常因不同种类的密封结构及尺寸等相差甚远，因此不同种类的轴封通常均需对轴端（即轴伸）改变设计，这会影响到气动方面的设计如叶轮、流量控制、流道、蜗壳等等，工作量大，繁琐，零部件种类增多等等。本专利技术通过对转子轴伸结构的合理设计，使其能最大程度上满足多种类密封的安装及应用；同时对多种类密封进行模块化的优化改进，使其能在相对有限的空间内进行安装使用；再选加过渡转接法兰，以满足多种类密封不同的安装要求，使膨胀机蜗壳等大部件的设计得以标准化，降低了设置、制作、产品及管理等的成本。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透平膨胀机组新型多功能模块化密封系统，包括转子轴(1)、轴承(2)、外壳(3)、叶轮(5)以及第一迷宫环形密封齿(6)和第二迷宫环形密封齿(7)，所述的转子轴(1)通过转子轴伸(11)旋转地支承在轴承(2)上，所述转子轴伸(11)的端部通过锁紧螺栓(4)固定连接有叶轮(5)，所述的叶轮(5)在与转子轴伸(11)的连接处依次通过第一迷宫环形密封齿(6)和第二迷宫环形密封齿(7)进行辅助密封，其特征在于：所述的外壳(3)套设在转子轴伸(11)上并位于轴承(2)与第二迷宫环形密封齿(7)之间，该外壳(3)的内部具有一密封腔(31)，在所述的密封腔(31)内安装有一用于对转子轴(1)的轴端起密封隔离作用的密封模块(8)。

【技术特征摘要】
1.一种透平膨胀机组新型多功能模块化密封系统，包括转子轴(1)、轴承(2)、外壳(3)、叶轮(5)以及第一迷宫环形密封齿(6)和第二迷宫环形密封齿(7)，所述的转子轴(1)通过转子轴伸(11)旋转地支承在轴承(2)上，所述转子轴伸(11)的端部通过锁紧螺栓(4)固定连接有叶轮(5)，所述的叶轮(5)在与转子轴伸(11)的连接处依次通过第一迷宫环形密封齿(6)和第二迷宫环形密封齿(7)进行辅助密封，其特征在于：所述的外壳(3)套设在转子轴伸(11)上并位于轴承(2)与第二迷宫环形密封齿(7)之间，该外壳(3)的内部具有一密封腔(31)，在所述的密封腔(31)内安装有一用于对转子轴(1)的轴端起密封隔离作用的密封模块(8)。2.根据权利要求1所述的透平膨胀机组新型多功能模块化密封系统，其特征在于所述的密封模块(8)包括多个石墨密封环(81...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄光宏，杨仁泓，王振新，陈佳，朱道祥，钱沈，
申请(专利权)人：联优机械常熟有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32