具有轴密封装置的系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种轴密封装置（ＳＳ），它包括多于一个的密封模块（ＳＭ）、至少一个流体输入机构（ＦＦ）和一个流体排出机构（ＦＳ），具有内部的主密封装置（ＭＳ１）和外部的主密封装置（ＭＳ２）以及设在两个主密封装置（ＭＳ１，ＭＳ２）之间的流体排出机构（ＦＳ１）。常规的轴密封装置通常需要大量的额外的密封流体（ＳＦ），用来确保适当的压降。本发明专利技术在此通过以下方式进行改进，即内部的主密封装置（ＭＳ１）构成为径向的双重密封装置（ＲＤＳ），它通过两个气体密封装置（ＤＧＳ）来确定，其分别具有旋转的密封面（ＲＳＳ）和静止的密封面（ＳＳＳ），这种密封面对（ＳＳＰ）分别在一个密封平面（ＳＥＰ）上对置，其中两个密封平面具有基本朝向轴（Ｓ）的径向延展。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有轴密封装置的系统
本专利技术涉及一种轴密封装置，用来密封穿过外壳的轴的通孔的间隙，其中在外壳内部具有处于密封压力下的工艺流体，在外壳外部具有处于环境压力下的环境流体，其中轴密封装置具有多于一个的密封模块、至少一个流体输入机构和一个流体排出机构，其中此密封模块包括至少一个内部的主密封装置和一个外部的主密封装置，在这两个主密封装置之间设置有至少一个流体排出机构，第一排出流体借助此排出机构排出。此外，本专利技术还涉及一种具有上述类型的轴密封装置的系统。
技术介绍
上述类型的轴密封装置尤其在涡轮机中经常使用，涡轮机具有从外壳中导出的轴，此轴实现了驱动机构与从动机构的连接。轴密封装置的本质是，由于轴表面与相邻外壳之间的相对运动，不能达到百分之百的密封性。尤其在工艺流体有毒或易爆的情况下，这种工艺流体应该借助轴密封装置远离周围环境，必须小心地将泄漏流体引开。例如在蒸气涡轮机或燃气涡轮机中，工艺流体也借助这种轴密封装置防止渗到周围环境中，轴密封装置的泄漏或排出量对产生的热效率会有直接影响。在这种机器的结构方面，将轴密封装置的泄漏降至最低是最重要的任务之一。在涡轮压缩机中，所谓的串列式气体密封装置通常承担着此任务，即将外壳内的压力腔与大气隔离开来。串列式气体密封装置是无接触的密封装置，并用干燥、过滤的密封流体或密封气体进行润滑。图1示意性地示出了具有上述类型的轴密封装置的常规结构。轴S通过外壳C的通孔PT进行延伸。在外壳C的内部，工艺流体PF处于密封压力PPF之下。此工艺流体PF借助压缩机CO加压到密封压力PPF进行输送。在外壳C的外面，空气AM处于环境压力PAM之下。在通孔PT范围内轴S与外壳C之间的间隙G借助轴密封装置SS进行密封。轴密封装置SS包含多个密封模块SM，还包含两个主密封装置，即第一主密封装置MS1和第二主密封装置MS2。这两个主密封装置MS1、MS2构成为气体密封装置DC1、DC2或干燥空气密封装置DCS。从外壳C的内部开始，首先设置了两个迷宫式密封装置，即第一迷宫式密封装置LS1和第二迷宫式密封装置LS2，在它们之间导入升压密封流体SFP。迷宫式密封装置LS1和升压密封流体SFP的作用是，把密封压力提高到所需的最低压力水平，并且只有当压缩机中存在的压力小于这个所需的最低压力水平时才是必需的。此外，在第一主密封装置MS1和第二、外部的迷宫式密封装置LS2之间，密封流体被引入间隙G中。由于密封流体SF的输入，通过第一主密封装置MS1朝外产生了质量流，通过迷宫式密封装置LS2在压缩机方向上产生了质量流。此质量流通常相对较小，不会在迷宫式密封装置LS2中产生显著的压差。升压密封流体SFP的质量流是这样测量的，即它与密封流体SF的质量流（其通过迷宫式密封装置LS2流动）一起在迷宫式密封装置LS1中建立差压，此差压除了压缩机中的压力以外与所述至少所需的压力水平相一致。此质量流流回到外壳C内。在第一主密封装置MS1和第二主密封装置MS2之间设置有第三迷宫式密封装置LS3。在第三迷宫式密封装置LS3和第二主密封装置MS2之间，中间密封流体ISF输入到间隙G中。密封流体SF是指工艺流体PF，而中间密封流体ISF要么指惰性流体或惰性气体，要么指环境介质（大多指氮气）。在第一主密封装置MS1和第二主密封装置MS2之间，即在第三迷宫式密封装置LS3的内部，在该处聚集的混合物输到接着的未详细描述的制备过程，此混合物由密封流体SF和中间密封流体ISF或由工艺流体和惰性流体或环境流体形成。此制备过程也可以是指吹焰器，借助它可点燃此混合物。在第二主密封装置MS2的外部，通常还具有额外的迷宫式密封装置的串列式结构，其由两个密封装置LS4、LS5构成，分离流体SPF在它们之间输入。由分离流体SPF和中间密封流体ISF构成的混合物借助第二排出机构EX2引导至制备过程或同样引导至吹焰器，此混合物在往外的方向上通过第二主密封装置MS2作为泄漏流出。在密封结构的下方，图1示出了在轴向方向上的压力走向，从中可导出通过密封装置的流动方向。干燥气体密封装置在通流方向方面是不可任意逆转的。就此而言，必须在一定的运转条件下，才能输入更大量的升压密封流体SFP。图1所示的气体密封装置的结构也可称为串列式气体密封装置。在串列式气体密封装置的构造方式中（在两个主密封装置之间有或没有迷宫式密封装置），中间密封流体只有在具有迷宫式密封装置的构造方式中才是必需的。中间密封流体通常指来自外部源头的氮气。不仅主密封装置MS1和附加轴密封装置LS2之间的密封流体SF的部分量，而且主密封装置MS2和相邻的附加轴密封装置LS3之间的中间密封流体ISF的部分量，都导入到第一排出机构EX1中，其中压力如同图1在示意图中示出的压力走向一样进行选择，即大部分导入的流体量到达第一排出机构EX1中。小部分中间密封流体通过第二主密封装置MS2达到第二排出机构EX2中。具有导入的分离流体SPF的附加轴密封装置LS4和LS5的作用是，将外部的主密封装置MS2与周围环境AM的污染物基本隔离开来，此周围环境可能被例如来自邻近轴承的油雾污染。分离流体部分地进入周围环境AM中，并且部分在第二排出机构EX2中导出。对于由附加轴密封装置LS4、LS5构成的密封模块SM来说，也可使用碳环或其它类型的密封装置。从DE202008003418U1已知前述类型的径向的双重密封结构。干燥气体密封装置的串列式结构从JP2006083889A以及US3，880，434已知。径向的双重密封装置的简单结构从US6，325，382B1已知。从EP1914387A1中已知在中间设置有迷宫式密封装置的情况下径向的双重密封结构的串列式结构。在密封压力较低时，必须借助第一附加轴密封装置LS1中的额外的升压密封流体SFP来提高密封压力，因此存在着朝第一排出机构EX1的压降。这一点是尤其重要，因为构成为气体密封装置的第一主密封装置MS1总是需要与待密封空间或密封压力在朝外方向上存在压降，以便不会随着轴的旋转而损坏。按照压力必须上升得多高，需要大量的升压密封流体SFP。这又也明显使整个设备的效率变差。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是，改进具有前述类型的轴密封装置的结构，从而降低密封流体的需求，但不会影响运转的密封性和安全性。为了实现按本专利技术的目的，建议了一种前述类型的系统，其具有权利要求1的特征部分所述的特征。如果在下面用到了朝内或朝外、内或外，则这些方向说明是指越来越靠近或越来越远离壳体的内部或壳体的外部。通过按本专利技术的特征，产生了特别的优点。密封流体量明显降低，因为与图1所示的常规结构相比，迷宫式密封装置不再直接用密封流体加载，密封流体而是首先必须经过密封面对。而且，在密封压力较低时，不必借助升压密封流体来升高压力，因为径向的双重密封装置需要或产生了出现的密封流体在两侧的压力差。由于不需要升高压力，内部循环的待密封的流体数量会减少，并且可改善了例如压缩机的容积效率。最后，还可在环境压力之下实现密封压力。因为径向的双重密封装置只需要很少的轴向空间，并且还额外可让迄今必需的额外轴密封装置通过，所以由于缩短可改善轴的转子动力。此外，还可这样来选择在第一排出机构EX1中的压力水平，即来自第一排出机构EX1中的流体可导回到压缩过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．　一种轴密封装置（ＳＳ），用来密封穿过外壳（Ｃ）的轴（Ｓ）的通孔（ＰＴ）的间隙（Ｇ），其中在外壳（Ｃ）内部（ＩＮ）具有处于密封压力（ＰＰＦ）下的工艺流体（ＰＦ），在外壳（Ｃ）外部具有处于环境压力（ＰＡＦ）下的环境流体（ＡＦ），其中此轴密封装置（ＳＳ）包括多于一个的密封模块（ＳＭ）、至少一个流体输入机构（ＦＦ）和一个流体排出机构（ＦＳ），其中此密封模块（ＳＭ）包括至少一个内部的主密封装置（ＭＳ１）和一个外部的主密封装置（ＭＳ２），在这两个主密封装置（ＭＳ１、ＭＳ２）之间设置有至少一个流体排出机构（ＦＳ１），借助此流体排出机构排出第一排出流体（ＦＬＥＸ１），其特征在于，至少内部的主密封装置（ＭＳ１）构成为径向的双重密封装置（ＲＤＳ），它通过两个气体密封装置（ＤＧＳ）来确定，其分别具有旋转的密封面（ＲＳＳ）和静止的密封面（ＳＳＳ），这种密封面对（ＳＳＰ）分别在一个密封平面（ＳＥＰ）上对置，其中两个密封平面具有基本朝向轴（Ｓ）的径向延展，其中这两个密封面对（ＳＳＰ）中的第一密封面对（ＳＳＰ）比第二密封面对（ＳＳＰ）位于更大的半径上，并且其中这两个密封面对（ＳＳＰ）的静止的密封面（ＳＳＳ）和旋转的密封面（ＲＳＳ）分别固定在一个共同的载体（ＲＳＵＰ、ＳＳＵＰ）上，即静止的载体（ＳＳＵＰ）和旋转的载体（ＲＳＵＰ）上，并且通过使至少静止的载体（ＳＳＵＰ）或者旋转的载体（ＲＳＵＰ）借助弹性元件（ＥＥＬ）预紧，使密封面对（ＳＳＰ）的密封面（ＲＳＳ、ＳＳＳ）弹性地相对张紧，其中在两个密封面对（ＳＳＰ）之间设置在周向上延伸的密封流体腔（ＳＦＣ），此密封流体腔（ＳＦＣ）可借助密封流体输入机构（ＳＦＳ）加载密封流体（ＳＦ）。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE102008048942.52008年9月25日1.一种轴密封装置（SS），用来密封穿过外壳（C）的轴（S）的通孔（PT）的间隙（G），其中在外壳（C）内部（IN）具有处于密封压力（PPF）下的工艺流体（PF），在外壳（C）外部具有处于环境压力（PAF）下的环境流体（AF），其中此轴密封装置（SS）包括多于一个的密封模块（SM）、至少一个流体输入机构（FF）和一个流体排出机构（FS），其中此密封模块（SM）包括至少一个内部的主密封装置（MS1）和一个外部的主密封装置（MS2），在这两个主密封装置（MS1、MS2）之间设置有至少一个流体排出机构（FS1），借助此流体排出机构排出第一排出流体（FLEX1），其中至少内部的主密封装置（MS1）构成为径向的双重密封装置（RDS），它通过两个气体密封装置（DGS）来确定，其分别具有旋转的密封面（RSS）和静止的密封面（SSS），这种密封面对（SSP）分别在一个密封平面（SEP）上对置，其中两个密封平面具有基本朝向轴（S）的径向延展，其中这两个密封面对（SSP）中的第一密封面对（SSP）比第二密封面对（SSP）位于更大的半径上，并且其中这两个密封面对（SSP）的静止的密封面（SSS）和旋转的密封面（RSS）分别固定在一个共同的载体（RSUP、SSUP）上，即静止的载体（SSUP）和旋转的载体（RSUP）上，并且通过使至少静止的载体（SSUP）或者旋转的载体（RSUP）借助弹性元件（EEL）预紧，使密封面对（SSP）的密封面（RSS、SSS）弹性地相对张紧，其中在两个密封面对（SSP）之间设置在周向上延伸的密封流体腔（SFC），此密封流体腔（SFC）可借助密封流体输入机构（SFS）加载密封流体（SF），其特征在于，其中在外部的主密封装置（MS2）的外面还顺序设置了两个附加轴密封装置（LS4、LS5），即内部的第四附加轴密封装置（LS4）和外部的第五附加轴密封...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·阿尔费斯，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE