一种采用高温碳环密封悬浮式轴套的密封结构制造技术

本发明专利技术公开了一种采用高温碳环密封悬浮式轴套的密封结构，涉及轴套密封技术领域，包括旋转轴以及套设于旋转轴上的轴套，所述轴套和所述旋转轴之间设有弹性元件，且留有间隙；所述轴套采用和碳环材料热膨胀系数相同的金属或合金。采用本方案，轴套与碳环(石墨)由于热膨胀系数基本相同，当机组工作温度上升时，主轴膨胀大于轴套膨胀量的部分通过预留的间隙消除；轴套与碳环同步膨胀，轴套与碳环的间隙从常温到工作温度就可以保持基本不变，从而使碳环密封在常温和工作温度的密封气或工艺气的泄漏量基本保持不变，有效解决高温、大轴径机组碳环密封在常温工况时的各种问题。径机组碳环密封在常温工况时的各种问题。径机组碳环密封在常温工况时的各种问题。

【技术实现步骤摘要】
一种采用高温碳环密封悬浮式轴套的密封结构


[0001]本专利技术涉及轴套密封
，具体涉及一种采用高温碳环密封悬浮式轴套的密封结构。

技术介绍

[0002]目前高温机组：压缩机、风机等如果采用碳环密封，通常设计为碳环与主轴直接配合或设计轴套(热膨胀系数与主轴相近)与主轴小间隙/过盈配合。这种设计由于主轴/轴套(金属材料)与碳环(石墨材料)的热膨胀系数差异较大，当机组工作温度较高(＞100℃)，轴径较大(＞200mm)导致碳环在常温时与主轴的间隙较大。当机组开机时(机组常温)密封有以下缺陷：
[0003]1、大量密封气进入机组同时向轴承侧泄漏，可能影响机组内工艺气体组分或轴承润滑有损坏轴承的风险。
[0004]2、密封气供气不足，导致工艺气向机组外泄漏到环境中，对环境、人员、设备造成影响。或外部气体进入机组，对工艺造成影响。
[0005]3、密封气供气系统庞大，系统制造成本增大，密封气消耗量增大。
[0006]4、大量工艺气(无密封气结构)泄漏到环境，对环境、人员、设备造成影响。
[0007]目前轴套与主轴采用间隙配合的结构通常采用容差带定位，但容差带刚度太大，大量压缩后复位性能较差导致采用容差带定位的轴套与主轴直径间隙不能超过0.3mm，应用范围受到很大限制。

技术实现思路

[0008]本专利技术为解决现有技术的不足，目的在于提供一种采用高温碳环密封悬浮式轴套的密封结构，采用本方案，轴套与碳环(石墨)由于热膨胀系数基本相同，当机组工作温度上升时，主轴膨胀大于轴套膨胀量的部分通过预留的间隙消除；轴套与碳环同步膨胀，轴套与碳环的间隙从常温到工作温度就可以保持基本不变，从而使碳环密封在常温和工作温度的密封气(或工艺气)的泄漏量基本保持不变，有效解决高温、大轴径机组碳环密封在常温工况时的各种问题。
[0009]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0010]一种采用高温碳环密封悬浮式轴套的密封结构，包括旋转轴以及套设于旋转轴上的轴套，所述轴套和所述旋转轴之间设有弹性元件，且留有间隙；所述轴套采用和碳环材料热膨胀系数相同的金属或合金。
[0011]相对于现有技术中，由于主轴/轴套(金属材料)与碳环(石墨材料)的热膨胀系数差异较大，当机组工作温度较高(＞100℃)，轴径较大(＞200mm)导致碳环在常温时与主轴的间隙较大，但目前轴套与主轴采用间隙配合的结构通常采用容差带定位，但容差带刚度太大，大量压缩后复位性能较差导致采用容差带定位的轴套与主轴直径间隙不能超过0.3mm，应用范围受到很大限制等问题，本方案提供了一种采用高温碳环密封悬浮式轴套的
密封结构，具体方案中，包括悬浮式轴套，轴套套设在旋转轴上，并和旋转轴之间留有间隙，轴套和旋转轴之间可通过键或销连接，并在轴套和主轴之间采用弹性元件进行支撑定位，从而预留足够的间隙H，保持轴套与主轴的同轴度在允许的范围内；轴套采用与碳环(石墨)材料热膨胀系数基本相同的金属或合金，表面进行硬化处理，轴套内孔与主轴根据两种材料的热膨胀差异值预留足够的间隙H，轴套与碳环(石墨)由于热膨胀系数基本相同，当机组工作温度上升时，主轴膨胀大于轴套膨胀量的部分通过预留的间隙消除；轴套与碳环同步膨胀，轴套与碳环的间隙从常温到工作温度就可以保持基本不变，从而使碳环密封在常温和工作温度的密封气(或工艺气)的泄漏量基本保持不变，有效解决高温、大轴径机组碳环密封在常温工况时的各种问题。
[0012]进一步优化，所述弹性元件包括若干弹簧固定座，所述轴套内孔端部开有长度方向沿轴向的第一安装槽，若干弹簧固定座均设置于第一安装槽内并沿轴向和环向均布；所述弹簧固定座一端抵接于所述旋转轴侧面，所述弹簧固定座另一端开有凹槽，所述凹槽内设有第一螺旋弹簧，所述凹槽开口处设有和所述第一螺旋弹簧连接的第一调节装置，所述第一螺旋弹簧能沿所述旋转轴径向伸缩；所述第一调节装置能在所述凹槽开口处沿所述旋转轴径向方向调节，并抵接于所述第一安装槽侧壁；所述第一调节装置采用弹簧装配过渡帽；用于实现弹性元件的支撑定位。
[0013]进一步优化，所述轴套内孔的第一安装槽内设有第一限位机构，所述第一限位机构用于限制若干所述弹簧固定座的轴向位移。
[0014]进一步优化，所述轴套内孔两端均开有第一安装槽，且两端第一安装槽内设有若干弹簧固定座；通过在两端设置若干弹簧固定座，实现平衡支撑。
[0015]进一步优化，所述弹性元件包括第二螺旋弹簧和第二调节装置，所述轴套侧壁沿轴向和环向开有若干通孔，所述通孔的长度方向沿所述旋转轴径向设置；所述第二螺旋弹簧设于所述通孔内，所述第二调节装置设于所述通孔远离旋转轴的一端；所述第二螺旋弹簧一端和所述旋转轴侧壁连接，所述第二螺旋弹簧另一端和所述第二调节装置连接，所述第二螺旋弹簧能沿所述旋转轴径向伸缩，所述第二调节装置能沿所述通孔长度方向调节；所述第二调节装置采用调节螺钉，所述调节螺钉和所述通孔螺纹连接；用于实现弹性元件的支撑定位。
[0016]进一步优化，所述弹性元件包括波片弹簧，所述轴套内孔两端均开有沿轴向设置的第二安装槽，两个所述第二安装槽内均设有波片弹簧，所述波片弹簧套设于所述旋转轴上，所述波片弹簧的波谷抵接于所述旋转轴，所述波片弹簧的波峰抵接于所述第二安装槽侧壁；用于实现弹性元件的支撑定位。
[0017]进一步优化，所述第二安装槽内设有第二限位机构，所述第二限位机构用于限制所述波片弹簧的轴向位移。
[0018]进一步优化，所述轴套内孔和主轴之间直径间隙2H为2～3mm或3mm以上；轴套内孔与主轴根据两种材料的热膨胀差异值预留足够的间隙H。
[0019]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0020]本专利技术提供了一种采用高温碳环密封悬浮式轴套的密封结构，采用本方案，轴套与碳环(石墨)由于热膨胀系数基本相同，当机组工作温度上升时，主轴膨胀大于轴套膨胀量的部分通过预留的间隙消除；轴套与碳环同步膨胀，轴套与碳环的间隙从常温到工作温
度就可以保持基本不变，从而使碳环密封在常温和工作温度的密封气(或工艺气)的泄漏量基本保持不变，有效解决高温、大轴径机组碳环密封在常温工况时的各种问题。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
[0022]图1为本专利技术提供的一种实施例的密封结构的局部剖视图；
[0023]图2为本专利技术提供的一种实施例的B处的结构放大图；
[0024]图3为本专利技术提供的一种实施例的密封结构的局部剖视图；
[0025]图4为本专利技术提供的一种实施例的密封结构的局部剖视图；
[0026]图5为本专利技术提供的一种实施例的波片弹簧的结构示意图。
[0027]附图中标记及对应的零部件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用高温碳环密封悬浮式轴套的密封结构，包括旋转轴以及套设于旋转轴上的轴套(1)，其特征在于，所述轴套(1)和所述旋转轴之间设有弹性元件，且留有间隙；所述轴套采用和碳环材料热膨胀系数相同的金属或合金。2.根据权利要求1所述的一种采用高温碳环密封悬浮式轴套的密封结构，其特征在于，所述弹性元件包括若干弹簧固定座(3)，所述轴套(1)内孔端部开有长度方向沿轴向的第一安装槽，若干弹簧固定座(3)均设置于第一安装槽内并沿轴向和环向均布；所述弹簧固定座(3)一端抵接于所述旋转轴侧面，所述弹簧固定座(3)另一端开有凹槽，所述凹槽内设有第一螺旋弹簧(2)，所述凹槽开口处设有和所述第一螺旋弹簧(2)连接的第一调节装置，所述第一螺旋弹簧(2)能沿所述旋转轴径向伸缩；所述第一调节装置能在所述凹槽开口处沿所述旋转轴径向方向调节，并抵接于所述第一安装槽侧壁。3.根据权利要求2所述的一种采用高温碳环密封悬浮式轴套的密封结构，其特征在于，所述第一调节装置采用弹簧装配过渡帽(4)。4.根据权利要求2所述的一种采用高温碳环密封悬浮式轴套的密封结构，其特征在于，所述轴套(1)内孔的第一安装槽内设有第一限位机构(5)，所述第一限位机构(5)用于限制若干所述弹簧固定座(3)的轴向位移。5.根据权利要求2所述的一种采用高温碳环密封悬浮式轴套的密封结构，其特征在于，所述轴套(1)内孔两端均开有第一安装槽，且两端第一安装槽内设有若干弹簧固定座(3)。6.根据权利要求1所述的一种采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐大全，孟秀国，周忠学，
申请(专利权)人：成都一通密封股份有限公司，
类型：发明
国别省市：