一種可提高升力的柔性密封-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)淺槽面套筒的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種套筒，尤其涉及一種可提高升力的柔性密封-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)淺槽面套筒，應(yīng)用于葉輪機(jī)械轉(zhuǎn)子軸向柔性密封。
【背景技術(shù)】
[0002]由于現(xiàn)代轉(zhuǎn)子密封向高轉(zhuǎn)速發(fā)展，密封件的設(shè)計(jì)目的趨向于大幅度的降低密封通路中的泄漏量。對(duì)于轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)密封而言，在阻止泄漏的同時(shí)降低轉(zhuǎn)子與密封之間的磨損比單純的降低泄漏更加重要。
[0003]大量的數(shù)值計(jì)算和試驗(yàn)證明:高速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子會(huì)產(chǎn)生較明顯的偏心渦動(dòng)，使之容易與密封發(fā)生碰摩，這樣即傷害轉(zhuǎn)子且增大密封原有間隙，降低密封性能。具有自適應(yīng)能力的柔性密封(如指尖密封)可以在一定程度上解決這一問題。但由于柔性密封對(duì)轉(zhuǎn)子的碰觸具有一定的延遲反應(yīng)，需要靠泄漏氣體的升力來降低延遲的時(shí)間。因此在不明顯影響泄漏量的前提下盡可能多的提高柔性密封的氣體升力對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)子-密封系統(tǒng)十分重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了提高密封通道內(nèi)氣體對(duì)密封下端面的升力。保證柔性密封下端面抬起的及時(shí)性并提高自適應(yīng)能力而提供一種可提高升力的柔性密封-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)淺槽面套筒。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:套筒的內(nèi)表面上設(shè)置有T型卡扣、外表面上設(shè)置有淺槽，且淺槽均勻?qū)ΨQ的布滿整個(gè)外表面，套筒通過T型卡扣裝卡在轉(zhuǎn)子上，套筒外設(shè)置有密封件，密封件與套筒的外表面及其上的淺槽形成密封間隙。
[0006]本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征:
[0007]1.所述T型卡扣有3-6個(gè)，且沿套筒內(nèi)表面的周向均勻設(shè)置。
[0008]2.所述淺槽是球形面淺槽，且球形面淺槽與球形面淺槽之間的間距是0.2-lmm。
[0009]3.所述球形面淺槽的半徑是0.5_3mm，球形面淺槽的深度是0.02-0.2mm。
[0010]4.所述淺槽是蜂窩面淺槽，且蜂窩面淺槽與蜂窩面淺槽之間的間距是0.2-lmm。
[0011]5.所述蜂窩面淺槽的六邊形的外接圓的半徑是0.5-3mm，蜂窩面淺槽的深度是
0.02-0.2mmο
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明可以有效的提高密封下端面所受的氣體升力，增強(qiáng)柔性密封的自適應(yīng)效應(yīng)。通過安裝在轉(zhuǎn)子上的嵌套裝置，可以提高密封通道內(nèi)氣體對(duì)密封下端面的升力。本發(fā)明保證柔性密封下端面抬起的及時(shí)性并提高自適應(yīng)能力。套筒的應(yīng)用同時(shí)又避免了在造價(jià)昂貴的轉(zhuǎn)子上直接進(jìn)行加工而有可能帶來的損失，并且替換方便。本發(fā)明的套筒外表面的槽結(jié)構(gòu)可替代傳統(tǒng)的釬焊在轉(zhuǎn)子上的高低密封齒的結(jié)構(gòu)來降低泄漏量。也即，針對(duì)柔性密封而言，本發(fā)明獨(dú)特的淺槽面結(jié)構(gòu)不但能減少軸向泄漏，還提高其密封下端面的氣體升力。解決了柔性密封(指尖密封)下端面抬起的滯后性這一技術(shù)難題，提高了柔性密封的自適應(yīng)能力以達(dá)到更好的密封效果。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的轉(zhuǎn)子套筒結(jié)構(gòu)件的主視方向示意圖；
[0014]圖2是本發(fā)明的球面淺槽表面套筒結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；
[0015]圖3是本發(fā)明的蜂窩面淺槽表面套筒結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；
[0016]圖4是本發(fā)明的球面淺槽套筒結(jié)構(gòu)A-A截面剖面圖及其尺寸示意圖，其中Db為外表面圓直徑、Hb為淺槽深度；
[0017]圖5是本發(fā)明的蜂窩面淺槽套筒結(jié)構(gòu)A-A截面剖面圖及其尺寸示意圖，其中隊(duì)為六邊形外徑、扎為蜂窩淺槽深度；
[0018]圖6是本發(fā)明的套筒與轉(zhuǎn)子-密封系統(tǒng)的組合方式。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0020]結(jié)合圖1，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:通過設(shè)計(jì)一種嵌套在轉(zhuǎn)子表面的套筒裝置，套筒外表面分布均勻的淺槽面的特殊結(jié)構(gòu)增加泄漏氣體的氣體升力，此升力使得柔性密封(指尖密封)的下端及時(shí)抬升，提高柔性密封的自適應(yīng)性。密封-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)淺槽面套筒的組成包括圓環(huán)套筒1、T型卡扣2和外表面淺槽3。套筒可以為整體安裝，亦可根據(jù)需要由2-6個(gè)扇形環(huán)拼裝而成。其中T型卡扣用于套筒和轉(zhuǎn)軸之間的裝卡，卡扣和套筒之間為一體成型、車削加工。并且卡扣和轉(zhuǎn)子接觸的邊緣加工一定的倒角。
[0021]結(jié)合圖2至圖5，本發(fā)明提出了兩種形式的淺槽結(jié)構(gòu)，其一為球形面淺槽、另一為蜂窩面淺槽。球面淺槽表面套筒結(jié)構(gòu)與蜂窩面淺槽表面套筒結(jié)構(gòu)側(cè)視圖展示在圖2圖3中。其中球形面淺槽為使用球面磨床在套筒外表面直接進(jìn)行磨削，蜂窩面槽是采用薄板在套筒外表面釬焊完成。球面淺槽的直徑Db為0.5-3mm ;球面淺槽的深度化為0.02-0.2mm。蜂窩形淺槽的六面體外接圓直徑隊(duì)為0.5-3mm ;蜂窩形淺槽的深度H 0.02-0.2mm。套筒上相鄰凹槽之間的距離為0.2-lmm。
[0022]結(jié)合圖6，本發(fā)明中套筒與轉(zhuǎn)子-密封系統(tǒng)的組合方式為:轉(zhuǎn)軸套筒1通過T型卡扣2裝卡在轉(zhuǎn)子6上，圖中布滿淺槽3的套筒外表面的與密封件5之間陰影部分為密封間隙4。
[0023]本發(fā)明的原理是這樣的:套筒裝卡在轉(zhuǎn)子上固定以后可隨轉(zhuǎn)子一起做高速轉(zhuǎn)動(dòng)。在套筒外表面和密封下端面發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，位于外表面的淺凹槽可以增加泄漏流體沿圓周方向的分速度、迫使流體沿周向運(yùn)動(dòng)、降低軸向流速，在降低泄漏量的同時(shí)提高柔性密封的升力效果。通過升力來降低柔性密封下端抬起延遲的時(shí)間并增加柔性密封的自適應(yīng)能力。
[0024]本發(fā)明的主體部分為一個(gè)外表面加工布滿淺槽的套筒；套筒的內(nèi)表面為光滑表面并在內(nèi)環(huán)上設(shè)置有T型卡扣，可以裝卡在轉(zhuǎn)子上隨轉(zhuǎn)子做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。外表面為均勻分布滿圓形或蜂窩形凹槽的非光滑表面。其中保證內(nèi)外表面均與轉(zhuǎn)子及密封下端面同心。套筒的應(yīng)用同時(shí)又避免了在造價(jià)昂貴的轉(zhuǎn)子上直接進(jìn)行加工而有可能帶來的損失，并且替換方便。套筒外表面的槽結(jié)構(gòu)可替代傳統(tǒng)的釬焊在轉(zhuǎn)子上的高低密封齒的結(jié)構(gòu)來降低泄漏量。所述的密封-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)淺槽面套筒結(jié)構(gòu)，其套筒材料為lCrl8Ni9Ti。
[0025]本發(fā)明還可以包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征:
[0026]球面淺槽的半徑或蜂窩形淺槽的六面體外接圓半徑為0.5_3mm。
[0027]球面淺槽的半徑或蜂窩形淺槽的深度為0.02-0.2mm。
[0028]套筒的內(nèi)表面有數(shù)量為3-6個(gè)的T型卡扣，均勻分布在圓周方向。
[0029]套筒上相鄰淺槽之間的距離為0.2-lmm。
[0030]套筒可以為整體安裝，亦可根據(jù)需要由2-6個(gè)扇形環(huán)拼裝而成。
[0031]本發(fā)明公開了一種可提高升力的柔性密封-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)淺槽面套筒裝置。該結(jié)構(gòu)包括套筒主體，套筒內(nèi)側(cè)布置有T型卡扣，淺槽均勻地布置在套筒外表面。文中所發(fā)明的套筒外表面上淺槽形式有兩種，一種是球面淺槽，另一種是蜂窩面淺槽。該套筒裝置通過T型卡扣裝卡在轉(zhuǎn)子上并隨轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動(dòng)。針對(duì)柔性密封而言，獨(dú)特的淺槽面結(jié)構(gòu)不但能減少軸向泄漏，還提高其密封下端面的氣體升力。解決了柔性密封(指尖密封)下端面抬起的滯后性這一技術(shù)難題，提高了柔性密封的自適應(yīng)能力以達(dá)到更好的密封效果。
[0032]本發(fā)明包括:套筒，嵌套在轉(zhuǎn)子外表面裝置與密封件頂部接近并構(gòu)成密封間隙；鑲嵌在套筒內(nèi)表面的T型卡扣，套筒通過其與轉(zhuǎn)子進(jìn)行裝卡；套筒外表面淺槽，構(gòu)成套筒轉(zhuǎn)子整體的新外表面并與密封件構(gòu)成密封間隙。在套筒的外表面沿軸向和圓周方向均布淺槽，內(nèi)表面沿周向均勻分布有T型卡扣，且內(nèi)外表面有相同的中心軸線。
[0033]套筒的內(nèi)表面有數(shù)量為3-6個(gè)的T型卡扣，套筒外表面淺槽結(jié)構(gòu)可為球面或蜂窩形。
[0034]球面淺槽的半徑或蜂窩形淺槽的六面體外接圓半徑為0.5_3mm，球面淺槽的半徑或蜂窩形淺槽的深度為0.02-0.2mm，套筒上相鄰凹槽之間的距離為0.2_lmm。
[0035]T型卡扣邊緣成一定的倒角。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可提高升力的柔性密封-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)淺槽面套筒，其特征在于:套筒的內(nèi)表面上設(shè)置有T型卡扣、外表面上設(shè)置有淺槽，且淺槽均勻?qū)ΨQ的布滿整個(gè)外表面，套筒通過T型卡扣裝卡在轉(zhuǎn)子上，套筒外設(shè)置有密封件，密封件與套筒的外表面及其上的淺槽形成密封間隙。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可提高升力的柔性密封-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)淺槽面套筒，其特征在于:所述T型卡扣有3-6個(gè)，且沿套筒內(nèi)表面的周向均勻設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可提高升力的柔性密封-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)淺槽面套筒，其特征在于:所述淺槽是球形面淺槽，且球形面淺槽與球形面淺槽之間的間距是0.2-lmm。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可提高升力的柔性密封-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)淺槽面套筒，其特征在于:所述球形面淺槽的半徑是0.5-3_，球形面淺槽的深度是0.02-0.2_。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可提高升力的柔性密封-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)淺槽面套筒，其特征在于:所述淺槽是蜂窩面淺槽，且蜂窩面淺槽與蜂窩面淺槽之間的間距是0.2-lmm。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種可提高升力的柔性密封-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)淺槽面套筒，其特征在于:所述蜂窩面淺槽的六邊形的外接圓的半徑是0.5-3mm，蜂窩面淺槽的深度是.0.02-0.2mm。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可提高升力的柔性密封-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)淺槽面套筒，包括套筒主體，套筒內(nèi)側(cè)布置有T型卡扣，淺槽均勻地布置在套筒外表面。文中所發(fā)明的套筒外表面上淺槽形式有兩種，一種是球面淺槽，另一種是蜂窩面淺槽。該套筒裝置通過T型卡扣裝卡在轉(zhuǎn)子上并隨轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動(dòng)。針對(duì)柔性密封而言，獨(dú)特的淺槽面結(jié)構(gòu)不但能減少軸向泄漏，還提高其密封下端面的氣體升力。本發(fā)明解決了柔性密封(指尖密封)下端面抬起的滯后性這一技術(shù)難題，提高了柔性密封的自適應(yīng)能力以達(dá)到更好的密封效果。
【IPC分類】F16J15/16
【公開號(hào)】CN105333148
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510835195
【發(fā)明人】張海, 賈興運(yùn), 鄭群, 柴柏青
【申請(qǐng)人】哈爾濱工程大學(xué)
【公開日】2016年2月17日
【申請(qǐng)日】2015年11月26日