发电机通风系统的密封装置制造方法及图纸

一种密封装置，包括：　　　　一转动部件，安装得用于围绕一轴线转动；　　　　一静止部件，围绕所述转动部件；　　　　一密封，在周围静止部件与转动部件的外径边缘之间；　　　　所述密封包括一环形迷宫式密封件，由所述静止部件托持并具有许多与转动部件各外缘间隔开来的齿，以及在所述迷宫式密封件齿每一轴向对置侧上的环形刷式密封件，所述各刷式密封件具有伸向转动部件边缘并终止于靠近所述边缘的顶端的鬃毛，从而把经由静止部件与转动部件各边缘之间的任何间隙的溢漏减至最小或予以消除。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及用于发电机通风系统的密封装置，而具体地涉及用于发电机冷却风扇的密封装置，风扇在各扇片顶端处采用非金属的各刷式密封件用于消除或尽量减少一些溢漏气流和提高风扇效率。
技术介绍
在发电机正常运转期间，由于铜、铁、通风和荷载损耗而在各导电线圈、转子和定子各芯体、机架等之中生成热量。为了确保发电机的可靠运转，这种产生出来的热量必须通过一种通风系统从发电机中有效地消散出去。装在转子各轴端处的各通风风扇在通风系统中起着至关重要的作用，由于它们把冷气驱向定子和转子的绕组和芯体并因而确保发电机的工作温度在允许的限度以下。在一部典型的发电机中，在一通风风扇装在转子一端上的情况下，冷却气体主要流进发电机的四条支路转子定子间隙、转子辅助槽缝、外部空间旁路和通向一换热器的各通风孔眼。随着冷却气体离开风扇而趋近转子，转子端部区域的各转动表面着手加速气体使之达到转子速度。这样有助于泵送冷却气体通过各电枢导条。冷却气流在对中环的前面分解开来而分别进入转子辅助槽缝和转子定子间隙。然后所有冷却气体在沿径向向外的方向上穿过定子芯体。由于转子的所有灼热气体必须穿过定子芯体，所以经由转子和定子二者的气体分配就是相关的并将影响定子工作温度。为了最好地冷却靠近各串联回路插座的各电枢导条端部，各电枢导条边缘与一气体护罩之间的间隙用以调节流率。端子绕组区域位于发电机的两端处。许多零部件都在此区域之内，包括一通风风扇、一气体护罩、各电枢导条、一挡圈、一对中环、转子和各绕组、各电力接线环和一定子机架。结果，此区域中的流场相当复杂。在大尺寸和大电力发电机的情况下，端部绕组区域处的冷却气流是特别重要的，因为它可能导致各端部绕组导条中的许多局部热点和很大的通风损耗。发电机电枢绕组被冷却的好坏对于一部同部电机的整体尺寸具有显著的影响。发电机风扇的设计基于在规定流量下所需的压力。风扇必须以转子轴速运转而各项尺寸由发电机端部结构的几何状况限定。风扇效率直接取决于各密封件防止溢漏的能力。发电机一般采用一些刚硬的三角形齿式，即迷宫式密封件来控制转动的各扇片与静止的气体护罩之间的溢漏。一径向间隙保持在扇片顶端与气体护罩迷宫式齿之间，以避免对扇片的损伤。不过，这一间隙可导致溢漏气流并因而降低风扇效率。因此，需要一种增强的密封装置来以具有成本效益和可靠的方式促使减少风扇顶端与发电机机壳之间的溢漏气流。
技术实现思路
按照本专利技术的一项优先实施例，提供一种组合起来的刷式密封件，诸如双排两向的或倾斜的刷式密封件，以及一通常的迷宫式密封件，可以消除或尽量减少经由扇片与气体护罩之间间隙的气体溢漏气流。刷式密封件是由诸如塑料纤维和/或KevlarTM这样的非金属材料制成的。非金属刷式密封件提供的鬃毛挺度较低，从而有助于在扇片顶端与刷式鬃毛之间形成零径向间隙。另外，在低挺度的情况下，倾斜角度不再是一个受控的设计参数，由于倾斜角度是由扇片转动自然而然地形成的。其次，低挺度和非金属鬃毛可适应轴的径向游移而无对轴或密封件的损伤。在一项优选实施例中，两个双排两向刷式密封件装在迷宫式密封件齿对置两侧上一刷式密封托座上。刷式密封托座固接于发电机机壳，特别是气体护罩，以形成在转子端部处围绕扇片顶端的环形密封装置。由于各刷式密封件之间的迷宫式齿，来自上游刷式密封件的涡流不会显著地影响下游刷式密封件。为了进一步增强密封，可以在各扇片顶端上制成切口以在扇片每一侧上造成一微小的径向台阶。因而，各鬃毛封套的顶端处在不同的径向位置处，使密封效能提高。各倾斜的刷式密封件也可以采用在各扇片的两侧附近。在鬃毛朝向风扇对置两侧倾斜的情况下，任何溢漏气流都需要基本上在相反两方向上的两次90°转弯，这就显著地提高了密封效能。另外，各倾斜刷式密封件的鬃毛朝着溢漏气流向上游倾斜以增大对于溢漏气流的阻抗。迷宫式齿同样可以朝向溢漏气流倾斜。在一项符合本专利技术的实施例中，提供一种密封装置，包括一转动部件，安装得用于围绕一轴线转动；一静止部件，围绕着转动部件；一密封装置，在转动部件的外径边缘与周围的静止部件之间，密封装置包括一环形迷宫式密封件，由静心部件托持并具有许多与转动部件外缘间隔开来的齿，以及一环形刷式密封件，在迷宫式密封件齿每一沿轴向对置的两侧上，各刷式密封件伸向转动部件的边缘并终止在靠近边缘的顶端上，从而把经由转动部件边缘与静止部件之间任何间隙的溢漏减至最少或予以消除。在另一符合本专利技术的优先实施例中，提供一种用于发电机通风系统的密封装置，发电机具有一转子、一定子和一机壳用于转子和定子，还包括一风扇，用于装在转子的一个端部上，而发电机机壳的一些部分围绕着风扇；一密封装置，在风扇外径边缘与周围机壳各部分之间，此密封装置包括一环形迷宫式密封件，由周围的机壳部分托持并具有许多与风扇外缘间隔开来的齿；以及在迷宫式密封件齿每一对置两侧上的一环形刷式密封件，各刷式密封件具有鬃毛，伸向风扇的边缘并终止在靠近风扇边缘的顶端处，从而风扇边缘与机壳部分之间的任何间隙被减至最小或被消除。附图说明图1是发电机一端附近其上半部的片断剖面视图；图2是放大的片断剖面视图，图示符合本专利技术一优先实施例的围绕风扇顶端的密封装置；图3是类似于图2的视图，图示其密封装置的另一实施例；图4是类似于图2的视图，图示其密封装置的又一实施例；图5是图4刷式密封装置一部分的放大剖面视图；以及图6是符合本专利技术一优先实施例的又一形式密封装置的剖面视图。具体实施例方式现在参照图纸，特别是图1，其中图示一发电机的一部分，总体上用10标示。发电机10包括转子12，可围绕轴线14转动，并包括转子绕组16、转子线圈端部线匝18、挡圈20和装有扇片24的风扇22，全都在机壳29之内。转子还包括定子26，具有端部电枢导条28、串联回路插座30和接线环32。转子12还包括转子辅助槽缝34。气隙36出现在定子26与转子绕组16之间。将会理解，冷却气体经由风扇中缝进入，以便围绕挡圈和转子线圈端部线匝流进转子辅助槽缝和气隙，在此，冷却气体沿径向向外方向穿过定子。冷却气体还流经电枢导条和流经通风孔口(未画出)，以便穿过换热器(也未画出)。由于端部绕组区域中的大量形状各异的组件所致，此区域中的流场是相当复杂的。因此，重要的是，避免了端部绕组导条中的许多局部热点。现在参照图2，一密封装置，整体上用40标示，安装在气体护罩42上用于围绕扇片24的外缘或顶端密封起来。密封装置40包括固接于气体护罩42的各弧形扇段。各扇段可以不同长度设置，比如，两片180°的扇段或四片90°的扇段，或者以方便应用的其他方式。不过，将会理解，各扇段围绕各扇片顶端构成环形密封。密封装置40包括弧形密封托座44，具有大体上T形的横截面形状，包括一对凸缘46和沿径向伸出的芯柱48。密封托座44由许多沿周向间隔开来的、以螺纹拧在气体护罩42的螺栓固接在制成在气体护罩42上的弧形沟槽49之中。托座44芯柱48的沿径向向内端面配有许多迷宫式密封齿50，与扇片24的外缘或顶端52间隔开来。双排两向的各刷式密封件54位于迷宫式密封件齿50的对置两侧上，亦即，各刷式密封件54跨坐于迷宫式密封件齿50。每一刷式密封件54包括一对两排沿轴向间隔开来的鬃毛55和57。虽然可以采用不同类型的刷式密封件，但优先实施例包括中心鬃毛托架6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：仝威，托马斯·A·瓦格纳，卓张青，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：