專利名稱：鐵素體自調(diào)邊界汽封的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明適用于汽輪機的軸封、葉頂汽封、隔板汽封。
技術(shù)背景-
己知在汽輪機內(nèi)部用于做功的高溫高壓汽體，是靠汽封圈來實現(xiàn)密封的，
這種汽封圈與轉(zhuǎn)軸之間保留有0.3111111至1.2誦的動靜間隙，因此密封效果很差， 直接影響汽輪機的運行效率。為此，近年來在汽輪機行業(yè)出現(xiàn)了許多新型汽封 圈結(jié)構(gòu)，從動靜間隙的大小來看，基本沒有邊界條件的設定，在汽輪機起停的 工況下，要么密封齒和轉(zhuǎn)軸處于接觸狀態(tài)、要么因動靜間隙較小發(fā)生碰磨，因 此在汽輪機起停的工況下，就有引起汽輪機振動的可能性；或者在汽輪機正常 運行時，動靜間隙又太大，造成汽體大量泄漏。
特別是已知技術(shù)中的金屬密封齒， 一旦和轉(zhuǎn)軸發(fā)生碰磨勢必損傷轉(zhuǎn)軸，甚 至引起轉(zhuǎn)軸變彎的事故發(fā)生，所以近年來又出現(xiàn)了碳素齒的接觸汽封，然而碳 素齒強度差又易碎。

發(fā)明內(nèi)容
按照汽輪機實際運行工況要求，汽封圈的動靜間隙最好能隨運行工況的變 化自動調(diào)節(jié)，而這種調(diào)節(jié)的范圍，必須設定邊界條件，即汽輪機起停時其邊界 條件設定為動靜間隙值大于轉(zhuǎn)子最大的振動量，稱邊界條件的上限；而在正 常運行時其邊界條件設定為動靜間隙值為零，稱邊界條件的下限。
這是因為汽輪機在起車和停車的工況下，有個升速和降速過程，當轉(zhuǎn)速在 通過臨界轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子會發(fā)生共振，如若這一振動頻率剛好和汽封圈的固有頻 率相等，怡巧這時動靜間隙又為零，就會引起汽封圈也一起共振，進而擴大振 動的嚴重性。
本發(fā)明的目的是設計一種能夠自調(diào)邊界的汽封，這樣既可以保證密封效果， 提高汽輪機的效率，又可以保證汽輪機起停的安全性。 本發(fā)明的目的是這樣來實現(xiàn)的其原理結(jié)構(gòu)主要由汽缸體l、板式彈簧2、新型汽封圈3、高溫薄片彈簧4、 高溫、高壓汽體5、轉(zhuǎn)軸6、進汽腔7、滑板8、鐵素體迷宮齒9、高溫螺旋彈簧 IO組成，如附圖l、附圖2所示。其中汽缸體l、板式彈簧2、轉(zhuǎn)軸6屬己知原 結(jié)構(gòu)；高溫、高壓汽體5是原理要素。 其特征在于
將多等分的新型汽封圈3的截面制成T尾形，背部加裝板式彈簧2后，滑 入汽缸體l已有的T尾槽內(nèi)，組成一級浮動。再在多等分的滑板8的背部裝上 高溫薄片彈簧4后，配合在新型汽封圈3的內(nèi)槽，并在滑板8背部的整體園周 上留出一個空腔，并使這一空腔和進汽腔7相通?；?在高溫薄片彈簧4的 作用下，使滑板8的內(nèi)徑園周面與轉(zhuǎn)軸6的外徑園周面接觸，這時動靜間隙為 零，達到邊界條件的下限，構(gòu)成了滑板8的二級浮動。
為了使滑板8獲得邊界條件的上限，再在滑板8的等分接頭處均開出園形 槽，并裝入高溫螺旋彈簧IO，其裝法如附圖l、附圖2所示。
在汽輪機的正常運行工況下，滑板8處于邊界條件的下限，這時動靜間隙 為零，為了防止迷宮齒9和轉(zhuǎn)軸6碰磨而損傷轉(zhuǎn)軸，將迷宮齒9用鐵素體材料 制成，并鑲嵌入新型汽封圈3的凹槽內(nèi)；同理將滑板8也用鐵素體材料整體制 成，并在和轉(zhuǎn)軸6接觸的部位制成兩道尖齒，使其能在邊界條件的下限連續(xù)運 行。
因為鐵素體在高溫狀態(tài)下其硬度會大大地削弱，質(zhì)地變軟，所以能夠滿足 上述碰磨和動靜間隙為零的工況要求。
本發(fā)明的工作原理將多等分的新型汽封圈3的截面制成T尾形，背部加 裝板式彈簧2后，滑入汽缸體l已有的T尾槽內(nèi)，構(gòu)成了新型汽封圈3的一級 浮動，由于板式彈簧2具有很高的硬度，所以一級浮動稱作硬浮動。如若單純 依靠硬浮動，那么新型汽封圈3的每一個齒，是無法滿足邊界條件下限工況的， 所以一級浮動只不過是為了應對事故狀態(tài)而設置的。
為此本發(fā)明又設置了二級浮動，也稱作軟浮動，即在多等分的滑板8的背 部裝上高溫薄片彈簧4后，配合在新型汽封圈3的內(nèi)槽，并在滑板8的背部留
4出一個空腔，滑板8在高溫薄片彈簧4的彈力作用下，使滑板8的內(nèi)徑園周面 與轉(zhuǎn)軸6的外徑園周面接觸，滿足了邊界條件的下限要求，構(gòu)成了滑板8的有 效浮動，這就是二級浮動，即軟浮動。由于二級軟浮動所使用的高溫薄片彈簧4， 其彈力遠遠小于板式彈簧2，所以使得滑板8作用于轉(zhuǎn)軸6的壓力非常小，再加 上滑板8是由鐵素體材料制成的，并配以兩道連體的尖齒，所以才能按邊界條 件的下限運行?；?的肩頭用以控制邊界條件的下限，即確保動靜間隙值為 零；而螺旋彈簧10卻是為了控制滑板8邊界條件的上限，即動靜間隙值-般控 制在0.5mm至2mm。
以上所述為本發(fā)明的一級浮動和二級浮動的構(gòu)成，為了使汽輪機在起車和 停車的工況下，能夠在邊界條件范圍內(nèi)，使滑板8位置從下限變到上限，將高 溫螺旋彈簧10的彈力，設計成略大于高溫薄片彈簧4的壓力，這樣當進汽腔7 還沒有進入高溫、高壓汽體5前，或撤掉高溫、高壓汽體5后，此時即為汽輪 機的起車和停車工況，滑板8的背部僅有高溫薄片彈簧4的壓力，而其壓力又 小于高溫螺旋彈簧10的彈力，因此滑板8被高溫螺旋彈簧10舉起，不再和轉(zhuǎn) 軸接觸，躲避了轉(zhuǎn)子過臨界轉(zhuǎn)速時的共振過程；當汽輪機正常運行時，高溫、 高壓汽體5通過進汽腔7進入到滑板8的背部，并對滑板8的背部產(chǎn)生一種壓 力，這種壓力和高溫薄片彈簧4的壓力相疊加，作用于滑板8的背部，這個作 用力則遠遠大于高溫螺旋彈簧10的彈力，將滑板8又推回轉(zhuǎn)軸6，構(gòu)成有效浮 動。
本發(fā)明的技術(shù)方案，能使滑板8具有兩級浮動的靈活工作狀態(tài)，在設定的 邊界條件下，隨著運行工況的變化，從邊界條件的上限至邊界條件的下限自動 調(diào)節(jié)；又由于鐵素體迷宮齒9、滑板8均由鐵素體制成，因此本發(fā)明的技術(shù)方案 不僅密封效果好，而且能夠躲避轉(zhuǎn)軸的振動，滑板8不僅強度高，而且不易破 碎，因此運行十分可靠、安全。


附圖1是本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖2是本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)剖面圖。
具體實施例方式
本發(fā)明是由汽缸體l、板式彈簧2、新型汽封圈3、高溫薄片彈簧4、高溫、 高壓汽體5、轉(zhuǎn)軸6、進汽腔7、滑板8、鐵素體迷宮齒9、高溫螺旋彈簧0組 成。其特征在于:將多等分的新型汽封圈3的截面制成T尾形，背部加裝板式 彈簧2后，滑入汽缸體l已有的T尾槽內(nèi)，組成一級浮動。再在多等分的滑板8 的背部裝上高溫薄片彈簧4后，配合在新型汽封圈3的內(nèi)槽，并在滑板8背部 的整體園周上留出一個空腔，并使這一空腔和進汽腔7相通?；?在高溫薄 片彈簧4的作用下，使滑板8的內(nèi)徑園周面與轉(zhuǎn)軸6的外徑園周面接觸，構(gòu)成 了滑板8的二級浮動。再在滑板8的等分接頭處均開出園形槽，并裝入高溫螺 旋彈簧10。
將迷宮齒9用鐵素體材料制成，并鑲嵌入新型汽封圈3的凹槽內(nèi)；同理將 滑板8也用鐵素體材料整體制成，并在和轉(zhuǎn)軸6接觸的部位制成兩道尖齒。
滑板8的肩頭用以控制邊界條件的下限，螺旋彈簧10用以控制邊界條件的 上限。
權(quán)利要求
1、本發(fā)明是由汽缸體(1)、板式彈簧(2)、新型汽封圈(3)、高溫薄片彈簧(4)、轉(zhuǎn)軸(6)、進汽腔(7)、滑板(8)、鐵素體迷宮齒(9)、高溫螺旋彈簧(10)組成，其特征在于將多等分的新型汽封圈(3)的截面制成T尾形，背部加裝板式彈簧(2)后，滑入汽缸體(1)已有的T尾槽內(nèi)，組成一級浮動，再在多等分的滑板(8)的背部裝上高溫薄片彈簧(4)后，配合在新型汽封圈(3)的內(nèi)槽，并在滑板(8)背部的整體園周上留出一個空腔，并使這一空腔和進汽腔(7)相通，滑板(8)在高溫薄片彈簧(4)的作用下，使滑板(8)的內(nèi)徑園周面與轉(zhuǎn)軸(6)的外徑園周面接觸，構(gòu)成了滑板(8)的二級浮動，再在滑板(8)的等分接頭處均開出園形槽，并裝入高溫螺旋彈簧(10)，將迷宮齒(9)用鐵素體材料制成，并鑲嵌入新型汽封圈(3)的凹槽內(nèi)，同理將滑板(8)也用鐵素體材料整體制成，并在和轉(zhuǎn)軸(6)接觸的部位制成兩道尖齒，組成鐵素體自調(diào)邊界汽封，滑板(8)的肩頭用以控制邊界條件的下限，螺旋彈簧(10)用以控制邊界條件的上限。
全文摘要
鐵素體自調(diào)邊界汽封適用于汽輪機，為了提高汽輪機的效率，使汽封圈的滑板齒具有兩級浮動功能，在設定的邊界條件下，能夠隨著運行工況的變化，從邊界條件的上限至下限自動調(diào)節(jié)。其特征在于將多等分的新型汽封圈的截面制成T尾型，背部加裝板式彈簧后，滑入汽缸體已有的T尾槽內(nèi)。再在多等分的滑板的背部，裝上高溫薄片彈簧，配合在新型汽封圈的內(nèi)槽，使滑板背部空腔和進汽腔相通，滑板在高溫薄片彈簧的作用下，使滑板的齒和轉(zhuǎn)軸相接觸。再在滑板的等分接頭處均開出圓形槽，裝入高溫螺旋彈簧，滑板及迷宮齒均用鐵素體制成，構(gòu)成鐵素體自調(diào)邊界汽封。
文檔編號F01D11/00GK101539032SQ20081008731
公開日2009年9月23日 申請日期2008年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月18日
發(fā)明者王勝五 申請人:王勝五