本發(fā)明涉及一種用于在外柱面與內(nèi)柱面之間的間隙的密封件。這些表面具有中心軸線、是同軸的并且布置成相互旋轉(zhuǎn)。具體地，本發(fā)明涉及一種用于渦輪機的內(nèi)部密封件，例如在旋轉(zhuǎn)的軸與保持工作流體的外殼之間的密封件。在接下來的公開中，將作為本發(fā)明的特殊應(yīng)用涉及離心泵；然而不意圖損失普遍性。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有技術(shù)中，用于上面所提及的間隙的密封件可通過緊密包裝多個平板來提供。這些板徑向地來布置。換言之，這些板布置成使得它們處于在包含這些表面的中心軸線的平面上。板的長度、厚度和數(shù)量被選擇成使得在兩個相鄰的板之間僅存在較小的間隙。這些間隙允許工作流體的少量泄漏。該泄漏被視為是可接受的，因為其有助于相互運動的表面的潤滑。

不利地，如果柱面與其相互的距離相比具有較小的半徑，在靠近外柱面的板之間可造成相對大的間隙。這些較大的間隙(大約0.1-0.3mm)將趨向于引起流體的過度泄漏。如果被所捕獲的固體顆粒污染還可能遭受問題(損失靈活性以及隨后的摩擦)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一方面因此涉及一種用于在外柱面與內(nèi)柱面之間的間隙的密封件。這些表面具有中心軸線、是同軸的并且布置成相互旋轉(zhuǎn)。密封件本身包括彼此堆疊的多個板元件以便在外柱面與內(nèi)柱面之間限定環(huán)。每個板具有凹側(cè)和凸側(cè)。凸側(cè)鄰近于下一板的凹側(cè)。

有利地，以該方式甚至對于較小的半徑和在外與內(nèi)表面之間的較大的距離極大地減小了在板之間的間隙以及因此流體的泄漏。

本發(fā)明的另一方面涉及上述密封件，在其中每個密封件還包括在外部置于由所述多個板元件所限定的所述環(huán)上的彈性元件。

有利地，該彈性元件提供了預載荷，其使在起動階段期間密封元件保持總是與旋轉(zhuǎn)表面相接觸并且維持它們彼此堆疊。

本發(fā)明的另一方面涉及一種渦輪機，其包括至少一個根據(jù)本發(fā)明的密封件。

附圖說明

另外的細節(jié)和具體實施例將涉及附圖，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的用于間隙的密封件的正剖視圖；并且

圖2示出了圖1的密封件的細節(jié)的側(cè)剖視圖；以及

圖3示出了圖1和2的密封件的細節(jié)的正剖視圖。

圖4示出了包括多個根據(jù)本發(fā)明的密封件的離心壓縮機的視剖視圖。

具體實施方式

示例性實施例的接下來的說明涉及附圖。在不同附圖中的相同的附圖標記指定相同的或相似的元件。接下來的詳細說明不限制本發(fā)明。本發(fā)明的范圍而是由所附權(quán)利要求來限定。

整個說明書中所指的“一個實施例”或“一實施例”意指結(jié)合一實施例所說明的具體的特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在所公開的主題的至少一個實施例中。因此，短語“在一個實施例中”或“在一實施例中”在整個說明書的不同位置中出現(xiàn)不一定是指相同的實施例。此外，這些具體的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任何合適的方式在一個或更多個實施例中相結(jié)合。

由此，用于在外柱面與內(nèi)柱面之間的間隙的密封件將通過參考附圖來說明，在其中以數(shù)字1來表示。

間隙2本身在外柱面2a與內(nèi)柱面2b之間被限定。這些表面2a、2b被布置成使得其共同具有中心軸線“a”。換言之，表面2a、2b同軸。表面2a、2b也被布置成使得其圍繞中心軸線“a”相對于彼此旋轉(zhuǎn)。特別地，不需要兩個表面2a、2b都旋轉(zhuǎn)。實際上，在本發(fā)明的應(yīng)用中，內(nèi)柱面2b可以是軸5的表面。外柱面2a可以是渦輪機的殼體6的表面。

這些表面被布置成使得密封件1將內(nèi)部環(huán)境3與外部環(huán)境4分離。例如，內(nèi)部環(huán)境3可以在密封件1所應(yīng)用至的渦輪機(未示出)的內(nèi)部。在內(nèi)部環(huán)境中可存在處于內(nèi)部壓力“p1”的工作流體。外部環(huán)境4可以是大氣或在渦輪機內(nèi)的另一環(huán)境。在任一情況中，在外部環(huán)境4中限定外部壓力“p2”。

更具體地，密封件1包括多個板元件7。這些板元件7被堆疊到彼此上，從而在外2a與內(nèi)柱面2b之間限定環(huán)11。

尤其參考圖2，密封件1包括密封件支架13，板元件7被插入其中。特別地，密封件支架13具有布置成與外柱面2a相接觸的凹部14。凹部14由面向內(nèi)部環(huán)境的內(nèi)壁14和由面向外部環(huán)境的外壁16限界。內(nèi)壁15和外壁16尤其從外柱面2a向內(nèi)柱面2b延伸。然而，密封件支架13的壁15、16不接觸間隙2的內(nèi)柱面2b。在正常運行期間，作用于板7上的向心力和壓差將板7擠向密封件支架13的內(nèi)壁16。

更具體地，每個板元件7具有恒定的厚度并且沿著平行于中心軸線“a”的方向大致是平的。該厚度優(yōu)選地包括在密封件1的直徑的2%與10%之間。更優(yōu)選地，該厚度包括在密封件1的直徑的2%與5%之間。因此每個板元件沿著橫向于中心軸線“a”、尤其與柱面相切的方向彎曲。

具體地，每個板具有凹側(cè)8和凸側(cè)9。每個板7的凸側(cè)9鄰近于下一板元件7的凹側(cè)8。每個板元件7的凸側(cè)9和凹側(cè)8互補。術(shù)語“互補”被理解成板元件7的每個側(cè)8、9的曲率相同。

換言之，每個板元件7在大致垂直于中心軸線“a”的平面中具有輪廓。該輪廓具有預定的曲率。

在第一實施例中，該輪廓具有曲率使得在凹側(cè)8或凸側(cè)9的兩個任意點處(在板元件表面與徑向之間)的角度的余弦之間的比等于在與旋轉(zhuǎn)軸線的相應(yīng)的距離之間的反比。換言之，如在圖3中所示，在輪廓的每個點p1、p2處限定了在板元件7的表面與徑向之間的角度x1、x2。在每個點p1、p2處還限定了沿著上述徑向與中心軸線“a”的距離l1、l2。在第一實施例中，板元件7的曲率如此使得在角度x1，x2的余弦與距離l1、l2之間的乘積的值對于板元件7的輪廓的每個點p1、p2恒定。

在本發(fā)明的第二實施例中，該輪廓具有恒定的曲率，該曲率接近在第一實施例中所限定的定律。

更具體地，每個板元件7具有外緣7a、內(nèi)緣7b以及前緣7c和后緣7d。外緣7a面對外柱面2a。內(nèi)緣7b面對內(nèi)柱面2b。前緣7c面對內(nèi)部環(huán)境3。后緣面對外部環(huán)境4。

優(yōu)選地，內(nèi)緣7b和外緣7a平行。類似地，前緣7c和背緣7d也平行。

密封件1還包括置于外柱面2a與板元件7之間的彈性元件10。彈性元件10大致定位在由所述板元件7所限定的環(huán)的外側(cè)上。優(yōu)選地，彈性元件10置于板元件7的外緣7a與外柱面2b之間。更優(yōu)選地，彈性元件10是連續(xù)的。

如在圖2中所示，彈性元件10是彈簧、優(yōu)選地螺旋彈簧。更具體地，板元件7具有座12以便容納彈性元件10。具體地，座12被限定在板元件7的外緣7a中。

更具體地，彈性元件10置于所有板元件7的座12中。換言之，單個彈簧接觸密封件1的所有板元件7。在備選的實施例中，座12被完全封在板7中。

本發(fā)明的另一方面是一種渦輪機，其包括至少一個根據(jù)本發(fā)明的密封件。

如上所述的密封件可代替普通的迷宮式密封件被安裝在離心壓縮機100的一個或更多個區(qū)域中。

如在圖4中所示，密封件可被安裝在平衡鼓101上和/或在平衡襯套104上和/或在葉輪102、103上、尤其在葉輪入口103上。該類型的密封件可被安裝在渦輪機的定子的或轉(zhuǎn)子的部分兩者上。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種用于在外柱面(3a)與內(nèi)柱面(2b)之間的間隙(2)的密封件(1)，這些表面共同地與中心軸線(A)同軸并且布置成相互旋轉(zhuǎn)，密封件(1)包括彼此堆疊的多個板元件(7)以在外柱面(2a)與內(nèi)柱面(2b)之間限定環(huán)(11)，其中，每個板具有凹側(cè)(8)和凸側(cè)(9)，每個板元件(7)的凸側(cè)(9)鄰近于下一板元件(7)的凹側(cè)(8)。

技術(shù)研發(fā)人員：L.貝爾加米尼
受保護的技術(shù)使用者：諾沃皮尼奧內(nèi)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2015.10.02
技術(shù)公布日：2017.08.01