CN104482215A - 离心压缩机轴端复式密封 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种离心压缩机轴端复式密封，其技术特征是轴套外圆加工若干规则的凹型槽，轴套外圆及凹槽内侧均布密封齿，每个凹槽内装两套石墨环，两套石墨环间装弹簧。主要用于蒸汽透平、燃气透平、离心式压缩机、鼓风机等机器的级间和轴端气（汽）体的密封。尤其适用于密封长度短，对泄漏量要求较高的工况。其优点是，采用多边迷宫密封，延长密封有效长度2倍以上，与同等长度的高低齿梳齿密封相比效果更好，解决了设备结构紧凑，密封长度短，普通密封无法满足泄漏量要求的问题；可有效阻止蒸汽外漏进入轴承箱内部，造成油质乳化，润滑油中含水量明显降低，油质得到很大改善。

Description

离心压缩机轴端复式密封

技术领域

本发明涉及一种新型离心压缩机轴端复式密封，主要用于蒸汽透平、燃气透平、离心式压缩机、鼓风机等机器的级间和轴端气（汽）体的密封。尤其适用于密封长度短，对泄漏量要求较高的工况。

背景技术

一直以来梳齿密封以其毋须润滑，允许有热膨胀，维修简单，寿命长、能在高温、高压、高转速的场合长期稳定运转等优点被广泛用于汽轮机、燃汽轮机、压缩机、鼓风机轴端、级间的密封及其他动密封的前置密封。随着节能环保理念深入人心，节能减排越来越受到大家重视，效率高、占地小成为设备发展的趋势，普通梳齿密封越来越无法满足使用要求。近几年出现了许多新型密封形式但都存在一定不足。如：1、侧齿迷宫汽封：汽封间隙与传统汽封相同，在现有汽封齿上加工出1~2个侧齿和底齿，相当于在很有限的空间内部增加了迷宫腔的摩阻效应，对比传统汽封会有一些效果，但由于侧齿和底齿的尺寸过小，所以对汽封效率提高十分有限；2、布莱登汽封：长时间运行后，常常发生锈死，导致汽封不可调，在变负荷时存在卡涉现象；3、刷式汽封：密封效果好但磨损比较严重，使用时间短；4、DAS气封即常规铁素体汽封：汽封齿硬度较小，而且在高温下难以淬硬，对汽轮机转子磨损小，所以应用比较广泛。但正是由于其“软态”的优点，在机组运行过程中容易被转子磨损，使汽封间隙变大，不能达到预期的密封效果；5、浮环密封：对气体虽然可做到封严，但需要一套复杂而昂贵的自动化供油***；6、干气密封：控制***复杂，造价高。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术中存在的不足，提供一种离心压缩机轴端复式密封，该复式密封不仅结构紧凑，而且同等密封长度泄漏量比现有汽封大大降低，造价低。密封长度短，在解决普通密封无法满足泄漏量要求的同时可有效阻止蒸汽外漏进入轴承箱内部造成油质乳化，润滑油中含水量明显降低，油质也得到很大改善。

本发明的目的是这样实现的，包括轴套、石墨环、外套及密封腔体四部分， 其特征是，外套由端盖、隔离套和挡套组成，石墨环、外套及密封腔体静止，轴套旋转，借鉴高低齿梳齿密封形式，在轴套上车制矩形凹槽，轴套轴向和径向均加工有环形密封齿，这些环形密封齿分别与相邻的外套及石墨环组成梳齿密封。在轴套的两个相邻凸台间装有两套石墨环，石墨环为分瓣式结构以方便安装，两套石墨环中间装有弹簧，以防止设备轴向串动时，轴套凹槽侧面与石墨环硬性接触造成设备振动，密封损坏。当轴套恢复原位时石墨环在弹簧作用下回到原来位置，与轴套侧面的密封齿仍然保持正常密封间隙。外套选用铝、PEEK或金属内孔喷涂可磨涂层材料制作，材料硬度低，与硬质材料制成的轴套接触时，外套及石墨环磨损而轴套不磨损，因而可以将两者间隙做到近似零间隙配合。设备刚开始运转时短暂磨损，两者间达到合适的间隙后不再继续磨损。根据所密封气体危险性大小，外套及密封腔体上可增设一组或几组进、排气口并在进气口通入氮气等气体，对泄露气体进行阻隔及回收泄漏气体，加强密封性，防止介质泄露到大气中。当所密封气体危险性较高时可设置监控***，对气体泄漏量进行监测。

本发明的有益效果：1、采用多边迷宫密封，延长密封有效长度2倍以上，与同等长度的高低齿梳齿密封相比效果更好，解决了设备结构紧凑，密封长度短，普通密封无法满足泄漏量要求的问题；2、可有效阻止蒸汽外漏进入轴承箱内部，造成油质乳化，润滑油中含水量明显降低，油质得到很大改善；3、耐转子串动和振动，外套采用PEEK、金属喷涂可磨涂层材料或铝，设备刚开始运转时两接触件短暂磨损，两者间达到合适的间隙后不再继续磨损且不会产生抱轴现象。因而可以将密封间隙做到最小，密封效果大大增强；4、当设备主轴发生轴向串动时，石墨环在弹簧作用下随轴套凸台往复移动，避免了设备主轴发生轴向串动时轴套凹槽侧面与石墨环间发生硬性接触造成密封损坏，且可始终保持合适的密封间隙；5、密封齿设在旋转的轴套外圆及侧面上，可扰乱气体在密封腔内环向流动，有效减小转子自激振动发生概率；6、通过设置进、排气口并通入氮气等气体，可有效防止密封气体泄漏到大气中，与干气密封相比，密封效果接近，但设计更简单，不用气体作为密封润滑膜，可以干运转，无需复杂的监控***，成本大大降低。

附图说明：

图1 是本发明危险介质无外漏型密封结构图

图2 是本发明允许介质少量外漏型密封结构图

图3 是本发明不允许危险气体外漏，允许前置气进入介质型密封结构图

图4 是本发明允许少量无害介质外漏型密封结构图

图5 是本发明无进、排气口型密封结构图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明实施做进一步说明：

由图1-图5可知，本发明主要整体结构包括轴套14、石墨环4、外套及密封腔体1四部分。其中轴套14安装在设备主轴上，轴套外圆加工出规则的矩形凹槽，整个外圆及凹槽均布密封齿，每个凹槽内装分瓣式石墨环4两套，两套石墨环间装有弹簧11。端盖13、隔离套5和挡套2组成外套将石墨环4及轴套14包裹在内后装在密封腔体1内成为一个整体，视被密封介质的危险性，整套密封设一个或多个隔离套5及石墨环4，必要时还可增设一个或多个进、排气口并通入隔离气等，以阻挡危险气体的泄露、回收泄漏的介质和隔离气，必要时可以在各进、排气口接监控***对气体泄露情况进行监控。石墨环外圆安装O形圈7，以使石墨环定位并防止密封气体泄漏。各组件及进、排气口间设O形圈或密封垫防止气体的泄露，外套装防转销8，以防止石墨环转动。

本发明的整体结构除上述零部件外，根据被密封介质危险性大小，在轴套14、石墨环4、外套及密封腔体1四部分基础上所设置的进、排气口具体说明如下：

图1是一种适用于危险介质无外漏工况的视图， 该种结构密封设一级密封气入口3、一级泄漏气出口6、二级密封气入口9、二级泄漏气出口10、隔离气入口12共5个进、排气口。

图2是一种适用于允许介质少量外漏工况的视图，该种结构密封设一级密封气入口3、一级泄漏气出口6、二级泄漏气出口10、隔离气入口12共4个进、排气口。

图3是一种适用于不允许危险气体外漏的视图，允许前置气进入介质工况，该种结构密封设前置气入口15、密封气入口16、泄漏气出口17、隔离气入口12共4个进、排气口。

图4是一种适用于允许少量无害介质外漏工况的视图，该种结构密封设密封气入口16、泄漏气出口17、隔离气入口12共3个进、排气口。

图5是一种适用于所密封介质完全无害可直接泄漏到大气中，对介质泄漏量大小要求不严格的工况视图，该种结构密封不设进、排气口。

上述结构中每个进、排气口间可设一对或多对石墨环。

Claims (10)

1.一种离心压缩机轴端复式密封，包括轴套、石墨环、外套及密封腔体四部分的离心压缩机轴端复式密封，其特征是轴套外圆加工若干规则的凹型槽，轴套外圆及凹槽内侧均布密封齿，每个凹槽内装两套石墨环，两套石墨环间装弹簧。

2. 根据权利要求1所述的离心压缩机轴端复式密封，其特征是外套由端盖、隔离套和挡套组成，根据密封长度设一个或几个隔离套，外套采用PEEK、金属喷涂可磨涂层材料或铝，轴套、石墨环及外套组成一体装在密封腔体内。

3.根据权利要求1所述的离心压缩机轴端复式密封，其特征是石墨环外圆设O形圈，外套设防转销，各组件及进、排气口间设O形圈或密封垫。

4.根据权利要求1所述的离心压缩机轴端复式密封，其特征是整套密封设一级密封气入口（3）、一级泄漏气出口（6）、二级密封气入口（9）、二级泄漏气出口（10）、隔离气入口（12）。

5.根据权利要求1所述的离心压缩机轴端复式密封，其特征是整套密封设一级密封气入口（3）、一级泄漏气出口（6）、二级泄漏气出口（10）、隔离气入口（12）。

6.根据权利要求1所述的离心压缩机轴端复式密封，其特征是整套密封设前置气入口（15）、密封气入口（16）、泄漏气出口（17）、隔离气入口（12）。

7.根据权利要求1所述的离心压缩机轴端复式密封，其特征是整套密封设密封气入口（16）、泄漏气出口（17）、隔离气入口（12）。

8.根据权利要求1所述的离心压缩机轴端复式密封，其特征是整套密封不设进、排气口。

9.根据权利要求1所述的离心压缩机轴端复式密封，其特征是进、排气口与监控***相连。

10.根据权利要求1所述的离心压缩机轴端复式密封，其特征是每个进、排气口之间设有一对或多对石墨环。