CN110454576A - 用于回转机械的密封组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于回转机械的密封组件，所述回转机械包括静体和转动体，所述密封组件包括刷式密封部件、蜂窝密封部件和指尖密封部件，所述刷式密封部件、所述蜂窝密封部件和所述指尖密封部件适于设在所述静体上，所述刷式密封部件和所述指尖密封部件沿所述转动体的轴向交替布置，所述蜂窝密封部件设在所述刷式密封部件和所述指尖密封部件之间且与设在所述转动体的表面上的密封齿相对，所述蜂窝密封部件与所述密封齿构成迷宫密封。本发明用于回转机械的密封组件，具有良好的密封效果，而且使用寿命长，所需的密封空间小，提高了适用性。

Description

用于回转机械的密封组件
技术领域
本发明涉及密封技术领域，具体地涉及一种用于回转机械的密封组件。
背景技术
燃气轮机的压气机或透平等的回转机械中通常需要对流体进行密封，以降低泄漏，保 证回转机械的正常工作。相关技术中，燃气轮机的压气机或透平内的部件的级间和轴端通 常需要设置多级密封，以经过膨胀、节流和降压的过程达到密封效果。
然而，现有的密封需要的级数较多，所需的密封空间大，适用性低，且由于密封间隙 小，容易产生摩擦磨损，影响密封件的使用寿命，降低了密封效果。
发明内容
为此，本发明提出一种用于回转机械的密封组件,该密封组件具有良好的密封效果，使 用寿命长，所需的密封空间小，提高了适用性。
根据本发明实施例的用于回转机械的密封组件,所述回转机械包括静体和转动体，所述 密封组件包括刷式密封部件、蜂窝密封部件和指尖密封部件，所述刷式密封部件、所述蜂 窝密封部件和所述指尖密封部件适于设在所述静体上，所述刷式密封部件和所述指尖密封 部件沿所述转动体的轴向交替布置，所述蜂窝密封部件设在所述刷式密封部件和所述指尖 密封部件之间且与设在所述转动体的表面上的密封齿相对，所述蜂窝密封部件与所述密封 齿构成迷宫密封。
根据本发明实施例的用于回转机械的密封组件，通过刷式密封部件、指尖密封部件和 指尖密封部件的有效排列，能够快速实现节流、降压，具有良好的密封效果，而且使用寿 命长，所需的密封空间小，能够适用于密封空间受限的环境，提高了适用性。
在一些实施例中，所述刷式密封部件与所述转动体在所述径向上具有第一间隙，所述 指尖密封部件与所述转动体在所述径向上具有第二间隙，所述蜂窝密封部件与所述转动体 在所述径向上具有第三间隙，所述第三间隙大于所述第一间隙和所述第二间隙。
在一些实施例中，所述第一间隙为0.1mm～0.5mm；所述第二间隙为0.05mm～0.3mm。
在一些实施例中，所述蜂窝密封部件与所述密封齿在所述静体的径向上的间隙为0.5mm～1mm。
在一些实施例中，所述密封组件在所述静体的轴向上的厚度不超过50mm。
在一些实施例中，所述刷式密封部件在所述轴向上的厚度不超过2mm，所述蜂窝密封 部件在所述轴向上的厚度不超过20mm。
在一些实施例中，所述密封齿纵截面呈矩形或三角形。
在一些实施例中，所述刷式密封部件包括第一刷式密封部件和第二刷式密封部件，所 述蜂窝密封部件包括第一蜂窝密封部件和第二蜂窝密封部件，所述指尖密封部件设于所述 第一刷式密封部件和所述第二刷式密封部件之间，所述第一蜂窝密封部件设于所述第一刷 式密封部件和所述指尖密封部件之间，所述第二蜂窝密封部件设于所述指尖密封部件和所 述第二刷式密封部件之间。
在一些实施例中，所述指尖密封部件位于所述第一刷式密封部件和所述第二刷式密封 部件的中间位置。
在一些实施例中，所述指尖密封部件包括第一指尖密封部件和第二指尖密封部件，所 述蜂窝密封部件包括第一蜂窝密封部件和第二蜂窝密封部件，所述刷式密封部件设于所述 第一指尖密封部件和所述第二指尖密封部件之间，所述第一蜂窝密封部件设于所述第一指 尖密封部件和所述刷式密封部件之间，所述第二蜂窝密封部件设于所述刷式密封部件和所 述第二指尖密封部件之间。
在一些实施例中，所述刷式密封部件位于所述第一指尖密封部件和所述第二指尖密封 部件的中间位置。
在一些实施例中，一个所述蜂窝密封部件对应多个所述密封齿。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的用于回转机械的密封组件。
图2是根据本发明另一个的实施例的用于回转机械的密封组件。
附图标记：
密封组件100，刷式密封部件1，第一刷式密封部件11，第二刷式密封部件12，蜂窝密封部件2，第一蜂窝密封部件21，第二蜂窝密封部件22，指尖密封部件3，第一指尖密 封部件31，第二指尖密封部件32，密封齿4，静体200，转动体300。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图 描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发 明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“内”、 “外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位 或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件 必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1-2所示，根据本发明实施例的用于回转机械的密封组件,其中，回转机械包括静 体200和转动体300，具体地，静体200围绕转动体300的外周设置，且转动体300在静体200内能够绕转动体300的轴线转动，密封组件100用于密封静体200和转动体300。 其中，回转机械例如燃气轮机，燃气轮机包括机壳和转轴，转轴设在机壳内且在机壳内绕 转轴的轴线可转动，该转轴即为转动体300，而该机壳可为静体200，也可以是机壳内在需 要密封的位置设置密封基体，该密封基体与机壳的内壁相连且环绕在转轴的外周，则该密 封基体为静体200。
密封组件100包括刷式密封部件1、蜂窝密封部件2和指尖密封部件3，刷式密封部件 1、蜂窝密封部件2和指尖密封部件3适于设在静体200上。这里，“适于”是密封组件 100具体设置在回转机械上时，刷式密封部件1、蜂窝密封部件2和指尖密封部件3设在静 体200上，即表示在具体的应用环境下能够的意思，例如，密封组件100的刷式密封部件 1、蜂窝密封部件2和指尖密封部件3设在机壳上或是机壳内的密封基体上。具体地，刷式 密封部件1、蜂窝密封部件2和指尖密封部件3设在静体200的内周面。
刷式密封部件1和指尖密封部件3沿转动体300的轴向交替布置，蜂窝密封部件2设在刷式密封部件1和指尖密封部件3之间且与设在转动体300的表面上的密封齿4相对， 蜂窝密封部件2与密封齿4构成迷宫密封。
换言之，在转动体300的轴向上，刷式密封部件1和指尖密封部件3交替且间隔布置， 蜂窝密封部件2设在刷式密封部件1和指尖密封部件3之间的间隔位置处，转动体300的与静体200相对的外周面上设有密封齿4，密封齿4与蜂窝密封部件2在转动体300的径 向上相对设置且构成迷宫密封。更进一步地，蜂窝密封部件2的两端分别与刷式密封部件 1和指尖密封部件3中的一个连接。
可以理解的是，迷宫密封中转动体300上的密封齿4与静体200之间形成间隙和耗散 空间，当流体经过间隙时，该部分流体的部分压力能转化为速度能，速度能随即在耗散空 腔中由于湍流涡旋与壁面摩擦阻力的作用耗散为热能，由于经过的流体产生节流与热力学 效应，该部分流体的压力逐渐降低，从而达到密封的效果。
更具体地，密封组件100用于燃气轮机中，燃气轮机的机壳内具有作为转动体300的 转轴，转轴在机壳内能够绕转轴的轴线转动，机壳内还设有环绕在转轴外周的密封基体， 密封基体的外周面与机壳内表面相连，密封基体上设有刷式密封部件1、蜂窝密封部件2 和指尖密封部件3，转轴上设有与蜂窝密封部件2相对的密封齿4，以实现机壳与转轴之间的密封。可以理解的是，本发明并不限于此，例如，机壳和转轴之间没有密封基体，刷式 密封部件1、蜂窝密封部件2和指尖密封部件3直接设在机壳内表面上，转轴上设有与蜂 窝密封部件2相对的密封齿，以实现机壳与转轴之间的密封。可以理解的是，通过在燃气 轮机中设置上述结构的密封组件，能够提高燃气轮机的可靠性。
根据本发明实施例的用于回转机械的密封组件，通过刷式密封部件、指尖密封部件和 指尖密封部件的有效排列，能够快速实现节流、降压，具有良好的密封效果，而且使用寿 命长，所需的密封空间小，安装方便，能够适用于密封空间受限的环境，提高了适用性。
在一些实施例中，刷式密封部件1与转动体300在静体200的径向上具有第一间隙，指尖密封部件3与转动体300在径向上具有第二间隙，蜂窝密封部件2与转动体300在径 向上具有第三间隙，第三间隙大于第一间隙和第二间隙。换言之，刷式密封部件1、蜂窝 密封部件2和指尖密封部件3均在静体200的径向(即转动体300的径向)上和转动体300 之间具有间隙，且蜂窝密封部件2和转动体300之间在径向上的间隙大于刷式密封部件1 和转动体300之间在径向上的间隙，蜂窝密封部件2和转动体300之间在径向上的间隙也 大于指尖密封部件3和转动体300之间在径向上的间隙。这里，间隙为相应密封部件的内 表面和转动体300的外表面在径向上的距离。此外，术语“第一”、“第二”、“第三” 仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的 数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少 一个该特征。
进一步地，第一间隙为0.1mm～0.5mm；第二间隙为0.05mm～0.3mm。换言之，刷式密封部件1和转动体300之间在径向上的间隙在0.1mm～0.5mm的范围，指尖密封部件3和转 动体300之间在径向上的间隙在0.05mm～0.3mm的范围。更具体地，蜂窝密封部件2和密 封齿4在径向上的间隙为0.5mm～1mm，换言之，蜂窝密封部件2的内表面和密封齿4的外 表面在径向上的间隙在0.5mm～1mm范围。
在一些实施例中，密封组件在静体200的轴向上的厚度不超过50mm，具体地，刷式密 封部件1在轴向上的厚度不超过2mm，蜂窝密封部件在所述轴向上的厚度不超过20mm。可以理解的是，通过对刷式密封部件1、蜂窝密封部件2和指尖密封部件3做具体设计，进 一步能够较小的控制密封的径向间隙，降低泄露量，提高密封效果。
在一些实施例中，密封齿4的纵截面(图中所示的截面)呈矩形或三角形，如图1所示，密封齿4的纵截面呈三角形，如图2所示，密封齿4的纵截面呈矩形，本发明并不限 于此，密封齿4的纵截面的形状本领域技术人员能够根据实际情况确定。
在一些实施例中，如图1所示，刷式密封部件1包括第一刷式密封部件11和第二刷式 密封部件12，蜂窝密封部件2包括第一蜂窝密封部件21和第二蜂窝密封部件22，指尖密封部件3设于第一刷式密封部件11和第二刷式密封部件12之间，第一蜂窝密封部件21设 于第一刷式密封部件11和指尖密封部件3之间，第二蜂窝密封部件22设于指尖密封部件 3和第二刷式密封部件12之间。进一步地，指尖密封部件3位于第一刷式密封部件11和 第二刷式密封部件12的中间位置。更进一步地，如图1所示，第一蜂窝密封部件21的左 端与第一刷式密封部件11的右端连接，第一蜂窝密封部件21的右端与指尖密封部件3的 左端连接；第二蜂窝密封部件22的左端与指尖密封部件3的右端连接，第二蜂窝密封部件 22的右端与第二刷式密封部件12的左端连接。
在一些实施例中，如图2所示，指尖密封部件3包括第一指尖密封部件31和第二指尖 密封部件32，蜂窝密封部件2包括第一蜂窝密封部件21和第二蜂窝密封部件22，刷式密封部件1设于第一指尖密封部件31和第二指尖密封部件32之间，第一蜂窝密封部件21设 于第一指尖密封部件31和刷式密封部件1之间，第二蜂窝密封部件22设于刷式密封部件 1和第二指尖密封部件32之间。进一步地，刷式密封部件1位于第一指尖密封部件31和 第二指尖密封部件32的中间位置。更进一步地，如图2所示，第一蜂窝密封部件21的左 端与第一指尖密封部件31的右端连接，第一蜂窝密封部件22的右端与刷式密封部件1的 左端连接；第二蜂窝密封部件22的左端与刷式密封部件1的右端连接，第二蜂窝密封部件 22的右端与第二指尖密封部件31的左端连接。
在一些实施例中，一个蜂窝密封部件2对应多个密封齿4。换言之，第一蜂窝密封部件21对应多个密封齿4，第二蜂窝密封部件22也对应多个密封齿4。更进一步地，每个蜂 窝密封部件2对应的多个密封齿4沿转动体300的轴向均匀间隔布置。在本发明的描述中， “多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
下面参考附图1描述根据本发明具体实施例的用于回转机械的密封组件。
如图1所示，根据本发明实施例的用于回转机械的密封组件100，回转机械包括静体 200和转动体300，静体200环绕在转动体300的外周，且转动体300可绕其轴线转动，密封组件100包括刷式密封部件1、蜂窝密封部件2、指尖密封部件3和密封齿4，刷式密封 部件1、蜂窝密封部件2和指尖密封部件3适于设在静体200的内周面，且该内周面为与 转动体300在转动体300的径向上相对的内周面。
刷式密封部件1包括左侧的第一刷式密封部件11和右侧的第二刷式密封部件12，蜂 窝密封部件2包括左侧的第一蜂窝密封部件21和右侧的第二蜂窝密封部件22，指尖密封部件3设于第一刷式密封部件11和第二刷式密封部件12之间且位于第一刷式密封部件11和第二刷式密封部件12的中间位置，第一蜂窝密封部件21设于第一刷式密封部件11和指尖密封部件3之间，第二蜂窝密封部件22设于指尖密封部件3和第二刷式密封部件12之 间，且第一蜂窝密封部件21的左端与第一刷式密封部件11的右端连接，第一蜂窝密封部 件21的右端与指尖密封部件3的左端连接；第二蜂窝密封部件22的左端与指尖密封部件 3的右端连接，第二蜂窝密封部件22的右端与第二刷式密封部件12的左端连接。
转动体300的外周上设有6纵截面呈三角形的密封齿4，其中，3个密封齿4在转动体300的轴向上均匀间隔布置且在转动体300的径向上与第一蜂窝密封部件21相对设置，另外3个密封齿4在转动体300的轴向上均匀间隔布置且在转动体300的径向上与第二蜂窝 密封部件22相对设置。
刷式密封部件1与转动体300在径向上具有第一间隙，指尖密封部件3与转动体300在径向上具有第二间隙，蜂窝密封部件2与转动体300在径向上具有第三间隙，其中，第 三间隙大于第一间隙和第二间隙，第一间隙为0.1mm～0.5mm；第二间隙为0.05mm～0.3mm。 蜂窝密封部件2和密封齿4在径向上的间隙为0.5mm～1mm，密封组件在静体200的轴向上 的厚度不超过50mm，具体地，刷式密封部件1在轴向上的厚度不超过2mm，蜂窝密封部件 在所述轴向上的厚度不超过20mm。
下面参考图2描述根据本发明另一个实施例的用于回转机械的密封组件100。如图2 所示，密封组件100包括刷式密封部件1、蜂窝密封部件2、指尖密封部件3和密封齿4， 密封齿4的纵截面呈矩形。
指尖密封部件3包括左侧的第一指尖密封部件31和右侧的第二指尖密封部件32，蜂 窝密封部件2包括左侧的第一蜂窝密封部件21和右侧的第二蜂窝密封部件22，刷式密封部件1设于第一指尖密封部件31和第二指尖密封部件32之间且位于第一指尖密封部件31和第二指尖密封部件32的中间位置，第一蜂窝密封部件21设于第一指尖密封部件31和刷式密封部件1之间，第二蜂窝密封部件22设于刷式密封部件1和第二指尖密封部件32之 间，第一蜂窝密封部件21的左端与第一指尖密封部件31的右端连接，第一蜂窝密封部件 22的右端与刷式密封部件1的左端连接；第二蜂窝密封部件22的左端与刷式密封部件1 的右端连接，第二蜂窝密封部件22的右端与第二指尖密封部件31的左端连接。
图2所示的密封组件的其他结构和操作可以与图1所示实施例相同，这里不再详细描 述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具 体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材 料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意 性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特 点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下， 本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特 征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的， 不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例 进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种用于回转机械的密封组件，所述回转机械包括静体和转动体，其特征在于，所述密封组件包括刷式密封部件、蜂窝密封部件和指尖密封部件，所述刷式密封部件、所述蜂窝密封部件和所述指尖密封部件适于设在所述静体上，所述刷式密封部件和所述指尖密封部件沿所述转动体的轴向交替布置，所述蜂窝密封部件设在所述刷式密封部件和所述指尖密封部件之间且与设在所述转动体的表面上的密封齿相对，所述蜂窝密封部件与所述密封齿构成迷宫密封。
2.根据权利要求1所述的用于回转机械的密封组件，其特征在于，所述刷式密封部件与所述转动体的外表面在所述径向上具有第一间隙，所述指尖密封部件与所述转动体的外表面在所述径向上具有第二间隙，所述蜂窝密封部件与所述转动体的外表面在所述径向上具有第三间隙，所述第三间隙大于所述第一间隙和所述第二间隙。
3.根据权利要求2所述的用于回转机械的密封组件，其特征在于，所述第一间隙为0.1mm～0.5mm；所述第二间隙为0.05mm～0.3mm。
4.根据权利要求1所述的用于回转机械的密封组件，其特征在于，所述蜂窝密封部件与所述密封齿在所述静体的径向上的间隙为0.5mm～1mm。
5.根据权利要求1所述的用于回转机械的密封组件，其特征在于，所述密封组件在所述静体的轴向上的厚度不超过50mm。
6.根据权利要求5所述的用于回转机械的密封组件，其特征在于，所述刷式密封部件在所述轴向上的厚度不超过2mm，所述蜂窝密封部件在所述轴向上的厚度不超过20mm。
7.根据权利要求1所述的用于回转机械的密封组件，其特征在于，所述密封齿纵截面呈矩形或三角形。
8.根据权利要求1所述的用于回转机械的密封组件，其特征在于，所述刷式密封部件包括第一刷式密封部件和第二刷式密封部件，所述蜂窝密封部件包括第一蜂窝密封部件和第二蜂窝密封部件，所述指尖密封部件设于所述第一刷式密封部件和所述第二刷式密封部件之间，所述第一蜂窝密封部件设于所述第一刷式密封部件和所述指尖密封部件之间，所述第二蜂窝密封部件设于所述指尖密封部件和所述第二刷式密封部件之间。
9.根据权利要求8所述的用于回转机械的密封组件，其特征在于，所述指尖密封部件位于所述第一刷式密封部件和所述第二刷式密封部件的中间位置。
10.根据权利要求1所述的用于回转机械的密封组件，其特征在于，所述指尖密封部件包括第一指尖密封部件和第二指尖密封部件，所述蜂窝密封部件包括第一蜂窝密封部件和第二蜂窝密封部件，所述刷式密封部件设于所述第一指尖密封部件和所述第二指尖密封部件之间，所述第一蜂窝密封部件设于所述第一指尖密封部件和所述刷式密封部件之间，所述第二蜂窝密封部件设于所述刷式密封部件和所述第二指尖密封部件之间。
11.根据权利要求10所述的用于回转机械的密封组件，其特征在于，所述刷式密封部件位于所述第一指尖密封部件和所述第二指尖密封部件的中间位置。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的用于回转机械的密封组件，其特征在于，一个所述蜂窝密封部件对应多个所述密封齿。
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