CN108979740B - 一种低磨损迷宫-刷式复合密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低磨损迷宫‑刷式复合密封装置，属于机械密封技术领域。本发明包括迷宫齿、轴承、前挡板、刷丝束、后挡板、熔焊区、轴套、转子；刷丝束根部与前挡板和后挡板通过熔焊工艺形成熔焊区，后挡板设有减压槽，刷丝束通过熔焊区固定安装在前挡板、后挡板之间构成刷丝环，刷丝环过盈配合安装在两个轴承内圈，轴套安置在两轴承之间，迷宫齿安置在刷丝环及轴承两侧。本发明增加承压能力，降低泄漏量，提高密封性能；密封装置的刷丝环通过轴承可以转动，能有效的降低刷丝束端部与转子间的摩擦磨损，可提高刷丝使用寿命；两轴承和轴套相连，解决泄漏气体不均匀而导致刷丝环所受的弯矩，延长使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种低磨损迷宫-刷式复合密封装置，属于机械密封技术领域。
背景技术
在航空发动机以及燃气轮机等透平机械中，常常需要对旋转件与静止件间流体进行密封。目前迷宫密封和刷式密封在透平机械中应用较为普遍。磨损寿命和泄漏两个问题是密封最重要的两个指标。迷宫密封承压能力较大，但是由于迷宫齿与转子之间一般有一定的间隙，导致迷宫密封泄漏率较大；刷式密封泄漏量仅为迷宫密封的10%~20%，但是其刷丝尖端与转子之间一般有接触，产生摩擦生热导致其磨损较大。
刷式密封的密封原理是由数万根排列紧凑的刷丝对上下游的流体起到了流动阻碍的作用，大量刷丝尖端与转子之间的相互接触产生摩擦热磨损。摩擦热与摩擦系数、刷丝尖端力、转子表面线速度有关，而目前减小刷丝束与转子摩擦磨损的手段主要是：选用低摩擦系数的刷丝束和转子涂层配对材料，但其成本较高；改变刷丝束的形状尺寸以减小尖端力等，但其功能效果不明显。
综合利用迷宫密封承压能力强，刷式密封泄漏率低的优点，能有效地减小刷式密封的磨损，可提高密封性能、可靠性和使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种低磨损迷宫-刷式复合密封装置，利用迷宫密封承压能力强，刷式密封泄漏率低的优点，可有效地减小刷式密封的磨损，以提高密封可靠性和使用寿命。
本发明按以下技术方案实现：一种低磨损迷宫-刷式复合密封装置，包括迷宫齿1、轴承2、前挡板3、刷丝束4、后挡板5、熔焊区6、轴套7、转子8；刷丝束4根部与前挡板3和后挡板5通过熔焊工艺形成熔焊区6，后挡板5设有减压槽，刷丝束4通过熔焊区6固定安装在前挡板3、后挡板5之间构成刷丝环9，刷丝束4端部通过摩擦安置在机器的转子8上，刷丝环9过盈配合安装在两个轴承2内圈，轴套7安置在两轴承2之间，迷宫齿1安置在刷丝环9及轴承2两侧，迷宫齿1与轴承2有轴向间隙。
所述轴承2为可承受径向力和轴向力的滚动轴承。
所述轴套7内圈与刷丝环9有间隙，两轴承2与轴套7用于解决由于气流力不均匀而导致刷丝环9所受弯矩。
所述迷宫齿1与转子8之间的间隙为1~2mm之间，刷丝束4端部与转子8接触无间隙。
一种低磨损迷宫-刷式复合密封装置的工作原理为：上游高压侧压力先后经过迷宫密封区、刷式密封区、迷宫密封区后，压力会大幅下降，实现密封作用。迷宫密封区为迷宫齿1；刷丝束4根部与前挡板3和后挡板5通过熔焊工艺形成熔焊区6，其整体过盈配合安装在两个轴承2内圈，轴承2之间有轴套7，组成刷式密封区；当机器工作转子8转动时，转子8与刷丝束4端部接触产生摩擦力，由于轴承2的作用，刷丝环9可跟随转子8转动，转子8表面与刷丝束4端部相对速度的减小可以有效的减小摩擦。
本发明具有以下有益效果：
1、密封装置将迷宫密封和刷式密封结合在一起，增加承压能力，降低泄漏量，提高密封性能；
2、密封装置的刷丝环通过轴承可以转动，能有效的降低刷丝束端部与转子间的摩擦磨损，可提高刷丝使用寿命，相较于其它可降低刷式密封磨损的结构，效果更好；
3、两轴承和轴套相连，解决泄漏气体不均匀而导致刷丝环所受的弯矩，延长使用寿命。
附图说明
图1为发明的结构示意图；
图2为本发明局部放大结构示意图；
图3为图1的A-A向剖视图。
图中各标号为：1：迷宫齿、2：轴承、3：前挡板、4：刷丝束、5：后挡板、6：熔焊区、7：轴套、8：转子、9：刷丝环。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不限于所述范围。
实施例1：如图1-3所示，一种低磨损迷宫-刷式复合密封装置，包括迷宫齿1、轴承2、前挡板3、刷丝束4、后挡板5、熔焊区6、轴套7、转子8；刷丝束4根部与前挡板3和后挡板5通过熔焊工艺形成熔焊区6，后挡板5设有减压槽，刷丝束4通过熔焊区6固定安装在前挡板3、后挡板5之间，构成刷丝环9，刷丝束4端部通过摩擦安置在机器的转子8上，刷丝环9过盈配合安装在两个轴承2内圈，轴套7安置在两轴承2之间，迷宫齿1安置在刷丝环9及轴承2两侧，迷宫齿1与轴承2有轴向间隙。
轴承2为可承受径向力和轴向力的滚动轴承。
轴套7内圈与刷丝环9有间隙，两轴承2与轴套7用于解决由于气流力不均匀而导致刷丝环9所受弯矩。
迷宫齿1与转子8之间的间隙为1~2mm之间，刷丝束4端部与转子8接触无间隙。
实施例2：如图1-3所示，一种低磨损迷宫-刷式复合密封装置，包括迷宫齿1、轴承2、前挡板3、刷丝束4、后挡板5、熔焊区6、轴套7、转子8；刷丝束4根部与前挡板3和后挡板5通过熔焊工艺形成熔焊区6，后挡板5设有减压槽，刷丝束4通过熔焊区6固定安装在前挡板3、后挡板5之间构成刷丝环9，刷丝束4端部通过摩擦安置在机器的转子8上，刷丝环9过盈配合安装在两个轴承2内圈，轴套7安置在两轴承2之间，迷宫齿1安置在刷丝环9及轴承2两侧，迷宫齿1与轴承2有轴向间隙。
轴承2为可承受径向力和轴向力的滚动轴承。
轴套7内圈与刷丝环9有间隙，轴套7用于解决由于气流力不均匀而导致刷丝环9所受弯矩。
迷宫齿1与转子8之间的间隙为1.5mm，刷丝束4端部与转子8接触无间隙。
Claims (2)
1.一种低磨损迷宫-刷式复合密封装置，其特征在于：包括迷宫齿（1）、轴承（2）、前挡板（3）、刷丝束（4）、后挡板（5）、熔焊区（6）、轴套（7）、转子（8）；刷丝束（4）根部与前挡板（3）和后挡板（5）通过熔焊工艺形成熔焊区（6），后挡板（5）设有减压槽，刷丝束（4）通过熔焊区（6）固定安装在前挡板（3）、后挡板（5）之间构成刷丝环（9），刷丝束（4）端部通过摩擦安置在机器的转子（8）上，刷丝环（9）过盈配合安装在两个轴承（2）内圈，轴套（7）安置在两轴承（2）之间，迷宫齿（1）安置在刷丝环（9）及轴承（2）两侧，迷宫齿（1）与轴承（2）有轴向间隙，轴套（7）内圈与刷丝环（9）有间隙，两轴承（2）与轴套（7）相连用于解决由于气流力不均匀而导致刷丝环（9）所受弯矩，迷宫齿（1）与转子（8）之间的间隙为1~2mm之间，刷丝束（4）端部与转子（8）接触无间隙。
2.根据权利要求1所述的低磨损迷宫-刷式复合密封装置，其特征在于：所述轴承（2）为可承受径向力和轴向力的滚动轴承。
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