一种密封装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种密封装置，包括用于套装在旋转轴外部的动环组件以及固定在密封腔端部的静环组件，静环组件包括静环、静环座以及逆L型推筒，静环座近动环组件的一端设有第一安装槽，逆L型推筒包括套筒和凸设在套筒一端外侧壁上的压盘，套筒的外侧壁与静环座的内侧密封配合，压盘滑动配合在第一安装槽的底部；静环背离静密封面的一端密封且可滑动的配合在第一安装槽内，且静环的尾部与压盘的另一端相抵靠，静环的密封面与动环组件的密封面贴合。本发明专利技术公开的一种密封装置，结构简单，性能稳定，能够适用与高压、高转速的工况。高转速的工况。高转速的工况。

【技术实现步骤摘要】
一种密封装置


[0001]本专利技术涉及旋转轴密封
，具体地说是一种密封装置。

技术介绍

[0002]超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统是一种革命性创新技术，其中涡轮设备属于该系统的核心设备，相对于传统的发电系统，超临界二氧化碳涡轮设备需要解决高转速、高压和高温下的工质密封问题，密封效果的好坏直接影响涡轮设备的运行状态，更决定着超临界二氧化碳布雷顿循环发电的效率。但是传统的柱面类迷宫密封以及接触类的机械密封等存在着端面磨损严重、高压高温变形严重、泄漏量大、无法适应高转速下稳定运行等问题，无法适用于高能量密度超临界二氧化碳涡轮设备，同时密封面临大于50000r/min、20MPa以及500℃的工况，目前还没有公开超临界二氧化碳涡轮设备轴端封严能力极强的密封装置及封严技术。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的至少一个技术缺陷，本专利技术旨在提供一种专门应用于超临界二氧化碳涡轮设备轴端设备的密封装置。
[0004]本专利技术所采取的技术方案是：提供一种密封装置，包括用于套装在旋转轴外部的动环组件以及固定在密封腔端部的静环组件，所述静环组件包括静环、静环座以及逆L型推筒，所述静环座近动环组件的一端设有第一安装槽，所述逆L型推筒包括套筒和凸设在套筒一端外侧壁上的压盘，所述套筒的外侧壁与静环座的内侧密封配合，所述压盘滑动配合在第一安装槽的底部；所述静环背离静密封面的一端密封且可滑动的配合在第一安装槽内，且所述静环的尾部与压盘的另一端相抵靠，所述静环的密封面与动环组件的密封面贴合。
[0005]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0006]本专利技术的密封结构的静环组件中采用“逆L”型的推筒代替传统的推环，由于传统的推环结构在高压情况下容易发生线性膨胀或者变形导致推环在静环座内卡死，并且高压下推环结构将不利于密封圈柔性配合，容易将推环密封圈“挤出”，但是新设计的密封装置“逆L”型推筒承压能力强，在高压情况下防止大变形，令密封圈受压更均匀，不容易存在憋压现象，并且提供良好的轴向追随性，保证密封补偿环可以实现稳定的自主调控能力。进一步的，所述的动环组件包括动环和动环座，所述动环座密封的套装在旋转轴的外部，所述动环座的外部设有环形且轴向开口的第二安装槽，所述动环配装在第二安装槽内，且动环的内侧壁与第二安装槽的一侧壁密封配合，动环的外侧壁与第二安装槽的另一侧壁留有间隙。此结构中，动环的内侧与动环座过盈配合，外侧与动环座之间留有间隙，用于防止动环在高速高压高温下因过大的线性膨胀与动环座配合面之间发生挤压变形，影响密封性能。
[0007]作为改进的，所述动环座上还设有用于轴向限位在动环端面的定位组件。该定位组件带动设置除了在动环安装时能够起到一定的限位作用，还能有效防止动环在高速高压高温下过大的线性膨胀，从而保证密封旋转环在高转速下的稳定运行。
[0008]优选的，所述的定位组件包括定位套筒，所述定位套筒套装在动环座近靠静环的一端，且所述定位套筒的端部与动环端面之间留有0.03
‑
0.05mm的微间隙。
[0009]再改进的，所述定位套筒的轴向外端面上还设有若干螺纹孔，当所述螺纹孔内装入调节螺栓时，通过旋拧调节螺栓实现定位套筒与动环端面距离的调节。通过旋拧调节螺栓实现定位套筒与动环座端面之间的距离，从而实现定位套筒端面与动环端面距离的精确调节，准确有效地控制动环在高温高压下的线性膨胀。
[0010]再改进的，所述的动环为碳化硅材质，且动环的密封端面上设有金刚涂层；所述静环为硬质合金材质，且静环的密封端面上设有复合型多元性图案结构。
[0011]再优选的，所述的复合型多元性图案结构包括若干螺旋微槽和若干三角微孔，若干所述螺旋微槽设在动环端面径向的外圈，且沿着动环的圆周方向均匀分布；若干所述三角微孔均匀的布设在动环端面径向的内圈。
[0012]再改进的，所述套筒的外侧壁与静环座的内侧壁之间以及动环座与旋转轴外侧壁之间均设有环形的金属包覆圈，所述的金属包覆圈包括横截面为V型的板弹簧，且所述板弹簧的外部包覆有橡胶密封层。此改进结构中的金属包覆圈除了起到密封作用，板弹簧的存在能够适用更高的压力工况，并且还能起到更好的轴向追随性，保证密封性能更加稳定。
[0013]再改进的，所述动环背离动密封面的一端与第二安装槽底部之间以及压盘与静环背离静密封面的一端之间均设有螺旋支撑环。此结构中的螺旋支撑环除了密封作用，还起到了平衡轴向力的作用，并且由于高压从上端进入，这两个密封环是主要承受高压处，该种结构的密封圈可以耐高压。
[0014]再改进的，所述第一安装槽的侧壁上设有至少一个沿轴向延伸的限位柱，所述压盘以及静环的侧壁上均设有与限位柱相配合的限位槽。此结构中的限位柱，限位槽设置使得静环组件在受到动环的摩擦扭力作用下，静环与静环座之间不会发生相对转动，保证密封的稳定性。
附图说明
[0015]图1是本专利技术的密封装置的半剖结构示意图。
[0016]图2是本专利技术中的静环组件的半剖结构示意图。
[0017]图3是本专利技术中的动环组件的半剖结构示意图。
[0018]图4是本专利技术中的金属包覆圈的截面视图。
[0019]图5是本专利技术中的静环的端面开槽图案结构示意图。
[0020]图6是图5中的X处放大结构示意图。
[0021]图7是在静环上开设三种不同形状图案时的摩擦系数变化规律图。
[0022]图8是在静环上开设三种不同形状图案时的摩擦试验的温升曲线图。
[0023]图9是静环在不开槽、仅开设螺旋槽、同时开设螺旋槽、三角形孔的三种图案与动环配对试验的摩擦系数曲线图。
[0024]图10是静环在不开槽、仅开设螺旋槽、同时开设螺旋槽、三角形孔的三种图案与动环配对试验的温升曲线图。
[0025]其中图中所示：01
‑
动环组件，02
‑
静环组件；
[0026]1‑
静环，2
‑
静环座，2.1
‑
第一安装槽，2.2
‑
弹簧孔，2.3
‑
卡槽，3
‑
L型推筒，3.1
‑
套
筒，3.2
‑
压盘，4
‑
动环，5
‑
动环座，5.1
‑
第二安装槽，6
‑
定位套筒，6.1
‑
螺纹孔，7
‑
螺旋微槽，8
‑
三角微孔，9
‑
金属包覆圈，9.1
‑
板弹簧，10
‑
螺旋支撑环，11
‑
限位柱，12
‑
限位槽，13
‑
小弹簧，14
‑
卡簧，15
‑
连接螺栓，16
‑
橡胶支撑圈。
具体实施方式
[0027]下面结合附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种密封装置，包括用于套装在旋转轴外部的动环组件(01)以及固定在密封腔端部的静环组件(02)，其特征在于：所述静环组件(02)包括静环(1)、静环座(2)以及逆L型推筒(3)，所述静环座(2)近动环组件(01)的一端设有第一安装槽(2.1)，所述逆L型推筒(3)包括套筒(3.1)和凸设在套筒(3.1)一端外侧壁上的压盘(3.2)，所述套筒(3.1)的外侧壁与静环座(2)的内侧密封配合，所述压盘(3.2)滑动配合在第一安装槽(2.1)的底部；所述静环(1)背离静密封面的一端密封且可滑动的配合在第一安装槽(2.1)内，且所述静环(1)的尾部与压盘(3.2)的另一端相抵靠，所述静环(1)的密封面与动环组件(01)的密封面贴合。2.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于：所述的动环组件(01)包括动环(4)和动环座(5)，所述动环座(5)密封的套装在旋转轴的外部，所述动环座(5)的外部设有环形且轴向开口的第二安装槽(5.1)，所述动环(4)配装在第二安装槽(5.1)内，且动环(4)的内侧壁与第二安装槽(5.1)的一侧壁密封配合，动环(4)的外侧壁与第二安装槽(5.1)的另一侧壁留有间隙。3.根据权利要求2所述的密封装置，其特征在于：所述动环座(5)上还设有用于轴向限位在动环(4)端面的定位组件。4.根据权利要求3所述的密封装置，其特征在于：所述的定位组件包括定位套筒(6)，所述定位套筒(6)套装在动环座(5)近靠静环(1)的一端，且所述定位套筒(6)的端部与动环(4)端面之间留有0.03
‑
0.05mm的微间隙...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆俊杰，王天瑞，张炜，高德，张学昌，许少锋，
申请(专利权)人：浙大宁波理工学院，
类型：发明
国别省市：