用于密封箱壁与轴之间套状间隙的装置制造方法及图纸

一种用于密封位于箱壁（２）与穿过该箱壁且相对箱壁可旋转运动的轴（３）的套状间隙（１）的装置，该装置具有一密封环（４），轴（３）可穿过该环，同时还有一个可与箱壁（２）固定连接在一起的支座（５），该支座具有一个圆筒状的空隙（６）和一个带有第一和第二槽侧壁（８，９）的向该圆筒状空隙开通的槽（７），所述密封环（４）被夹持于两个槽侧壁之间，其中在槽（７）中保留有一个环绕密封环（４）且可充满油的腔室（１２），所述密封环（４）至少包含一条通道（１９），通过这一通道来自槽室（１２）的油可流到朝向轴（３）的密封面（２０），其特征在于，设有一个环状密封（１４），该密封被夹持在嵌在第一槽侧壁（８）内的一环槽（１５）里，该环槽（１５）通过分支通道（１６）与腔室（１２）相连。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于密封套状间隙的装置，所述套状间隙位于箱壁与穿过该箱壁且相对于箱壁可产生旋转运动的轴之间。这种装置具有一被所述轴穿过的密封环，以及一个可与箱壁固定连接在一起的支座，该支座具有一个圆筒状的空隙和一个开口通入该空隙的槽，该槽具有第一槽壁和第二槽壁，密封环被夹持在这两个槽侧壁之间，其中一个环绕该密封环且可充满油的腔室保留在该槽中。这样一种装置例如可应用在一个充满氢气的电机上，在该电机中，氢气特别用于冷却的目的。在此该装置作为密封系统的一部分，为了密封旋转轴穿过机器固定壳体时形成的通孔并防止氢气泄漏到机器的周围环境中。该装置对于应用在大型的，只用氢气或用氢气和水进行冷却的涡轮发电机上具有特别重要的意义。这种涡轮发电机的输出功率通常为500兆瓦或更多；它具有一密封的壳体，其中的氢气位于105帕至106帕的压力下。本文前言所述类型的装置由DE3723729A1和GB0760781A可知。在这些文献中也表明了对这种结构进一步完善的可能性。在第一篇文献中所涉及的密封环装置位于箱体上，其中所述密封环相对于箱壁来说是不能转动的，然而出于定心的目的能够做轻微的移动。密封环不是装在一个腔室内，而是通过固定销钉保持在箱壁和固定板之间。多根输油管穿过箱壁，为这些输油管分别配置有通入密封环中的传输连续管。每根输油续管通入该密封环中一个相应的与受密封的轴相匹配的环槽中。此外在密封环与箱壁之间以及在密封环与固定板之间至少会产生一个在限定量内的泄漏油流。通过一种密封机构，一种唇形密封圈，可以防止大量的油从发电机箱壁和密封环之间的缝隙中流出。发电机内部的压力以及油压加在密封环上，将其压紧在固定板上。为了达到平衡以及减少在密封环与固定板之间缝隙中的摩擦，在固定板上设有一卸载用油环槽，油可以被输入槽里。在第二篇文献中特别介绍了一种为了密封和／或润滑的目的，把油或其它液体输入密封环、箱壁与轴之间的缝隙内的可行方案。在DE3712943A1中描述了一种用于由氢气冷却的涡轮发电机的轴封。这种轴封具有一个在腔室内可径向活动的，带有两个环绕轴的密封环的密封装置，两个密封环中至少有一个可轴向移动。通过径向输入通道将来自腔室的密封油引至被密封轴，这个径向输入通道要么通过密封环，要么通过两个密封环之间。至少在第二个密封环上具有一径向通道，通过这样的通道与位于槽室壁上的集液室或盲孔连接起来。由此使密封油流的一部分分流并返回到发电机箱体内部。CH-PS626694涉及到一种尤其用于大型压缩机轴的轴封。在被密封轴和密封活塞之间保留一环形间隙。通过这一环形间隙的流体应尽可能的少并受到节流，为此采用在密封活塞的活塞内壁上加工出螺纹线状沟槽的方式。由此形成一迷宫式密封，当轴旋转时与迷宫式密封共同产生一种泵效应，可避免密封油渗入压缩机内部。在设计新的涡轮发电机考虑采用较大直径轴时，会出现这样的问题，间隙的大小会随着轴的直径增大，而这一间隙有可能导致氢气沿轴从涡轮发电机箱体泄漏出来。随着对涡轮发电机密封要求的提高，产生了改善本文前言所述类型装置的密封效果的要求。相应的装置因此经常被设计成这样的结构形式，它具有两个沿着轴前后相互布置的密封油回路，其中朝向箱体内部的回路应最大限度地接收可能产生的氢气泄漏，而朝向箱体外面的回路则应保证，空气不可能渗透到箱体里面。为运行这样一种结构的装置所必需的费用是非常高的，由此提出一个相应的要求，即对本文前言所述类型的装置进行设计改进，使之仅采用一个密封油回路就可正常运行。与美国专利5233862相一致的EP0542751B1给出了一种用于密封位于箱壁与穿过该箱壁且相对箱壁可旋转运动的轴之间的套状间隙的装置。在此装置中，可对一个在转动轴上滑动而不一起转动的密封环的工作性能实现监控。为此要测量出旋转轴施加在密封环上的转矩。如果这一转矩超过了一个确定的界限，则必然是因为不能保障在轴上滑动的密封环的完好润滑所引起的问题。可以预见，今后对市场所能接收价格而日益增长的压力要求简化大型电动机并降低其价格，在此，出自环境保护和安全的观点，运行充氢电动机械所允许的氢泄漏将益发不能为公众忍受。因此提出这样的希望，在上面所述形式的密封系统中，将油与氢气接触时必然会产生的油对氢气的吸收降至最低程度。渗入油里的氢气不能够或不能廉价地回收并返回到电机中，至少部分氢气的损失无论如何是不可避免的。可以肯定，在上述的具有两个油密封回路的密封系统中，始终要考虑将大量的氢气输入其中至少一个回路中。出于前一段文章的考虑，希望在将来放弃这样的密封系统，而在密封系统中只采用一个油回路就够用了。基于上面这些观点，本专利技术的目的在于，提供一种用于密封位于箱壁与穿过该箱壁且相对箱壁可旋转运动的轴之间的套状间隙的装置，其中尽可能地避免氢气从充满氢气的壳体中进入流经该装置的油中。为实现本专利技术的目的，提供了一种用于密封位于箱壁与穿过该箱壁且相对箱壁可旋转运动的轴之间的套状间隙的装置，这种装置具有一密封环，轴可穿过该环，同时还有一个可与箱壁固定连接在一起的支座，该支座具有一个圆筒状的空隙和一个带有第一槽侧壁和第二槽侧壁向该圆筒状空隙开通的槽，在这两个槽侧壁之间夹持着所述密封环，其中在槽中保留有一个环绕该密封环，充满油的腔室，该密封环至少包括一条通道，通过该通道腔室内的油可被导至朝向轴的密封表面，此外设有一环状密封，这个环状密封被夹持在嵌入第一槽侧壁的环槽里，环槽通过一槽出口与所述腔室连接。该密封最好由具有很低摩擦系数的材料，例如聚四氟乙烯制成。这样一种装置被这样装在电机的密封系统里，即第一槽侧壁朝向箱体内部，使与箱体外部隔离的氢气位于该第一槽侧壁。所述腔室内注入密封用油。油渗入已有的在支座与密封环之间的径向间隙内。径向间隙通过第一槽侧壁上的防止油流出的环状密封被封锁，由此径向间隙中的油不能再扩散到箱体内部且因此与氢气饱和，这一点与在按照现有技术理论所设计的装置中是一样的。环状密封将通过油被挤压在密封环上，在此，来自腔室的油通过出口和环槽作用于环状密封。由此使流入到发电机中的油量明显减少，从而使器械费用保持在足够低的水平，且仅需在密封环附近采取一些结构措施。按照本专利技术，在如权利要求3前序部分所述的装置中，所述密封环在通道与直接朝向第一槽侧壁的侧壁之间的密封面上包含有一个排出通道以及一个收集室，在此该收集室可从第二环槽中加载油。所述收集室此外最好与一个将该收集室内产生的油排出的出口相连。在这样一种结构空间里，由于在密封环与旋转轴之间的摩擦而加热的油进入到收集室并且加热密封环。因此比起没有这样一种布置结构的情况来说，对密封环可以产生一个明显更加均匀的加热。这样首先可以避免在密封环上产生热应力；主要通过这样一种方式，即密封环本身也可产生膨胀来跟上由于受热而使轴同样出现的膨胀。位于密封环与轴之间的间隙因而不仅在冷态而且在运转热态中也可以保持相对较小；对于密封环这样的设计就不再是必要的了，即一方面在其冷态时保持有对运转热态轴的间隙，这意味着，位于密封环与轴之间的间隙在冷态时必须相当大以及为了密封而要求有很大的流通油量。由此达到明显的减少流入发电机里的密封油量。在油流通经过通道时，位于轴与密封环之间的间隙可以被油完全充满，该间隙在密封环侧面为所述密封面限定，由此来可靠地阻止氢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：亚力山大·朗格里，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：