专利名称：一种多级自调整间隙式汽封的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽封装置，具体涉及一种多级自调整间隙式汽封。
背景技术：
在发电机组领域中，通过向汽轮机缸体内输送高压蒸汽，并带动汽轮机组转动，从而达到发电的目的。为了降低缸体重量，常采用内外缸式结构，在机组正常运行中，内外缸的温度变化幅度不同，内外缸之间沿汽轮机轴线方向存在一定的膨胀差；外部的高压蒸汽被一根依次穿过外缸和内缸的硬质插管输送至汽轮机缸体内。由于内外缸膨胀差的存在，插管与汽轮机内外缸间采用焊接或法兰连接等硬连接形式，插管将会因承受内外缸膨胀差产生的剪切力，进而破损、漏气。现有技术通常采用活塞环式、钟罩式和叠片式三种密封型式对插管和内外缸的连接处进行密封，上述结构方案存在以下问题1、活塞环式结构通常被设计成开口的弹性环体结构，由于生产的工序较多，很难控制其最终的几何尺寸，安装、维修较麻烦，且安装过程中，活塞环易断裂造成漏气；2、钟罩式结构冷态小间隙，热态微过盈，密封效果高于活塞环式，但钟罩刚度大，对钟罩与喷嘴室的同心度要求比较高，生产难度大；3、叠片式密封由大密封片和小密封片间隔组成，内环、外环分别形成密封面，叠片端面间也形成密封面，结构复杂，且叠片与插管间存在间隙，高温蒸汽易通过这些装配间隙泄漏，密封性较差。
实用新型内容为了解决现有技术的不足，本实用新型提供一种密封性好且能使插管能较好适应内外缸间膨胀差的多级自调整间隙式汽封，进一步的目的是提供一共便于安装、检修的多级自调整间隙式汽封。一种多级自调整间隙式汽封，包括底座、连接件、穿置在底座上的插管以及套置在插管上的导气套管，导气套管的外壁与连接件连接，所述导气套管内壁设有若干平行分布的环状汽封槽，每个汽封槽内均设有一可在其内部活动的环状变径汽封，所述变径汽封通过其内环壁上的汽封齿搭接在所述插管的外壁上，所述变径汽封的外壁、顶面与汽封槽壁面间形成一 L形汽封间隙。在本方案中，底座与内缸固接，连接件与外缸固接；插管插置在导气套管中，且两者间通过卡置于汽封槽内的变径汽封实现密封，当高压蒸汽通过插管时，其部分高压蒸汽通过所述汽封间隙作用于变径汽封，既使得变径汽封外壁受压力作用而迫使其收缩，并导致变径汽封内壁上的汽封齿与插管外壁紧密贴合，又确保变径汽封贴合在汽封槽的底面上，还通过设置多组汽封槽和匹配的变径汽封，实现较好的汽封效果；由于变径汽封受力收缩，其外壁与汽封槽间充满了高压蒸汽，确保变径汽封可以随着内外缸间的形变而调整自身形态，有效起到防止高压蒸汽从插管和导气套管间的缝隙泄漏，有效减小高压蒸汽在输送过程中的损失；此方案通过在插管和导气套管间卡置变径汽封实现密封，结构简单可靠，方便安装和检修。所述变径汽封为环状，包括若干块圆弧形汽封单元，所述汽封单元端部间设有变径间隙，并通过一柱状弹簧活动连接，所述柱状弹簧的两端分别插置在设于所述汽封单元端部的对应孔洞中。在本方案中，圆弧形汽封单元两两首尾衔接，可以组成一个环形的变径汽封，汽封单元间设有变径间隙，且通过柱状弹簧连接，作为优选，变径汽封由四块汽封单元组成；变径汽封处于不受外力的常态时，柱状弹簧处于原始长度，变径汽封的直径较大，且其内壁上的汽封齿没有与插管外壁抵触；当变径汽封外壁受到高压蒸汽的推力时，汽封单元受力向中心收缩并压缩柱状弹簧，且变径间隙收缩，只允许少量高压蒸汽通过，此时，变径汽封直径变小，且其内壁上的汽封齿抵触在插管外壁上，实现密封。作为优选，所述导气套管的内壁与所述插管外壁间留有导气间隙，且所述导气套管的底部通过一弹性密封垫抵触在所述底座上。在本方案中，插管内流动的高压蒸汽通过导气间隙与汽封槽连通并作用于变径汽封时，少量高压蒸汽依次通过变径间隙和导气间隙，并进入下一级汽封槽中，为下一级变径汽封提供收缩驱动力；弹性密封垫将汽封间隙、变径间隙以及导气间隙形成的腔体与内外缸间的空间隔离，确保汽封的密封性。作为优选，所述汽封槽底部壁面一侧设有一限位环，所述变径汽封卡置于所述限位环内。作为优选，常态下被柱状弹簧撑开的变径汽封卡置在所述限位环内，确保变径汽封外壁与汽封槽底部间形成一定间隙，形成L形汽封间隙的一部分，确保高压蒸汽能进入变径汽封外壁与汽封槽底部间的空间内，并作用在变径汽封的外壁上；在工作状态下，变径汽封受力收缩并抵触在插管外壁上，变径汽封在限位环与插管外壁间的活动范围应该大于内外缸间的最大位移量，有效防止因变径汽封的活动范围有限而造成与限位环或插管外壁碰撞，甚至造成变径汽封损坏。作为优选，所述汽封槽为三个，且呈竖向均匀分布在所述导气套管的内壁上，所述二级汽封槽和三级汽封槽上分别设有一与外界连通的导管。在本方案中，汽封槽优选为三个，既简化加工结构，又确保插管与导气套管间的密封性能；二级汽封槽和三级汽封槽上均设有一导管，可以将汽封槽中多余的高压蒸汽排出，确保各级汽封槽内部压力逐级降低，防止汽封槽内压力超过其额定负载；二级汽封槽和三级汽封槽内排出的高压蒸汽可以按照其压力大小分别被所述导管输送，并与高压门杆漏气合并或轴封加热器，提高高压蒸汽的利用效率。作为优选，所述汽封齿为若干个，且呈水平等距布置在所述变径汽封的内环壁上，相邻汽封齿间留有密封槽。通过多个汽封齿与插管外壁抵触，并形成多个平行排列的环状密封槽，既可以通过多级方式逐级阻碍高压蒸汽泄漏，提高密封效果，还可以分散变径汽封与插管外壁间的抵触力，将变径汽封受到的收缩力通过有序排列的汽封齿均匀分散作用在插管的外壁上，有效防止汽封齿因作用力过大而损坏，降低汽封效果。本实用新型的有益效果通过在导气套管和插管间卡置变径汽封，既可以通过高压蒸汽作用于多组变径汽封形变取得较好的密封效果，还使得插管较好的适应内外缸间因温度变化而产生的膨胀差，且此方案结构简单，便于安装和日常检修，有效降低生产维护成本。
图1为本实用新型截面结构示意图；图2为本实用新型处于工作状态时截面结构示意图；[0013]图3为A-A’截面示意图；图4为B-B’截面示意图；图5为导气套管截面结构不意图图中1、底座，2、连接件，3、插管，4、导气套管，5、汽封槽，6、变径汽封，7、汽封齿，8、汽封间隙，9、汽封单元，10、变径间隙，11、柱状弹簧，12、导气间隙，13、弹性密封垫，14、限位环，15、导管。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式
对本实用新型的实质性特点作进一步的说明。如图1所示的一种多级自调整间隙式汽封，由底座1、连接件2、穿置在底座I上的插管3以及套置在插管3上的导气套管4组成，导气套管4的外壁与连接件2连接，所述导气套管4内壁设有若干平行分布的环状汽封槽5，每个汽封槽5内均设有一可在其内部活动的环状变径汽封6，所述变径汽封6通过其内环壁上的汽封齿7搭接在所述插管3的外壁上，所述变径汽封6的外壁、顶面与汽封槽5壁面间形成一 L形汽封间隙8 ;所述变径汽封6为环状，包括若干块圆弧形汽封单元9，所述汽封单元9端部间设有变径间隙10，并通过一柱状弹簧11活动连接，所述柱状弹簧11的两端分别插置在设于所述汽封单元9端部的对应孔洞中；所述导气套管4的内壁与所述插管3外壁间留有导气间隙12，且所述导气套管4的底部通过一弹性密封垫13抵触在所述底座I上；所述汽封槽5底部壁面一侧设有一限位环14，所述变径汽封6卡置于所述限位环14内(如图3所示);所述汽封槽5为三个(如图5所示)，且呈竖向均匀分布在所述导气套管4的内壁上，所述二级汽封槽5和三级汽封槽5上分别设有一与外界连通的导管15 ;所述汽封齿7呈若干水平等距布置且宽度错位匹配的弧形片状。在实际使用中，导气套管4套置在插管3上，其一端通过弹性密封垫13抵触在与插管3连接的底座I壁上，另一端与输送高压蒸汽的管道连接；当管道中有高压蒸汽经过时，如图2所示，高压蒸汽通过导气间隙12进入一级汽封槽5，并充满汽封间隙8，利用变径汽封6内外壁间的压差迫使其压缩并通过汽封齿7抵触在插管3外壁上(如图4所示)，隔断汽封齿7与插管3外壁间的气流通道，并使变径汽封6保持一定的径向密封力；由于一级汽封槽5与二级汽封槽5间存在压力差，汽封间隙8中的高压蒸汽通过变径间隙10以及导气间隙12被挤入二级汽封槽5，并作用于二级汽封槽5内的变径汽封6，通过重复上述过程在导气套管4和插管3间实现多级变径汽封6密封。当插管3中输送的高压蒸汽压力较小时，会出现一级、二级变径汽封6受力收缩，而三级变径汽封6因外壁受力小于住状弹簧弹力的情况，则三级变径汽封6作为后备措施备用。在具体操作时，由于变径汽封6受高压蒸汽压迫而收缩，使得变径汽封6外壁与限位环14间存在一定位移间隙，当汽轮机内外缸间因温度变化而产生膨胀差时，变径汽封6可以利用所述位移间隙在限位环14中移动，从而降低内外缸的膨胀差对变径汽封6的影响，此外，当高压蒸汽压力较小且底部变径汽封6未形变时，变径汽封6可以利用汽封单元9间的变径间隙10来消除内外缸膨胀差对其的影响。汽封槽5的数量可以根据输送高压蒸汽的压力而变化，当高压蒸汽的压力较高时，可以选用汽封槽5数量较多的导气套管4，当高压蒸汽的压力较低时，则选用汽封槽5数量较少的导气套管4，优选方案为三个，既结构简单、便于拆装维修，还能确保密封性。在具体操作时，为了能将变径汽封6顺利装入汽封槽5中，作为优选，变径汽封6由四块汽封单元9组成，且汽封单元9间两两通过柱状弹簧11衔接，并在其间形成四个变径间隙10，为了便于拆装，四个变径间隙10中至少有一个的间隙为斜向开设。但变径单元9的数量不局限于四块，可以根据实际情况而做相应调整，均视为本实用新型的具体实施例。本实用新型并不局限在发电领域的汽轮机上使用，可以根据其特点使用在其他需要实现密封输送的领域中。
权利要求1.一种多级自调整间隙式汽封，包括底座(I)、连接件(2)、穿置在底座(I)上的插管(3)以及套置在插管(3)上的导气套管(4)，导气套管(4)的外壁与连接件(2)连接，其特征在于所述导气套管(4)内壁设有若干平行分布的环状汽封槽(5),每个汽封槽(5)内均设有一可在其内部活动的环状变径汽封(6 )，所述变径汽封(6 )通过其内环壁上的汽封齿(7 )搭接在所述插管(3)的外壁上，所述变径汽封(6)的外壁、顶面与汽封槽(5)壁面间形成一 L形汽封间隙(8)。
2.根据权利要求1所述的一种多级自调整间隙式汽封，其特征在于所述变径汽封(6)为环状，包括若干块圆弧形汽封单元(9)，所述汽封单元(9)端部间设有变径间隙(10)，并通过一柱状弹簧(11)活动连接，所述柱状弹簧(11)的两端分别插置在设于所述汽封单元(9)端部的对应孔洞中。
3.根据权利要求1所述的一种多级自调整间隙式汽封，其特征在于所述导气套管(4)的内壁与所述插管(3)外壁间留有导气间隙(12)，且所述导气套管(4)的底部通过一弹性密封垫(13)抵触在所述底座(I)上。
4.根据权利要求1所述的一种多级自调整间隙式汽封，其特征在于所述汽封槽(5)底部壁面一侧设有一限位环(14)，所述变径汽封(6)卡置于所述限位环(14)内。
5.根据权利要求4所述的一种多级自调整间隙式汽封，其特征在于所述汽封槽(5)为三个，且呈竖向均匀分布在所述导气套管(4)的内壁上，所述二级汽封槽(5)和三级汽封槽(5)上分别设有一与外界连通的导管(15)。
6.根据权利要求1所述的一种多级自调整间隙式汽封，其特征在于所述汽封齿(7)为若干个，且呈水平等距布置在所述变径汽封(6)的内环壁上，相邻汽封齿(7)间留有密封槽。
专利摘要本实用新型涉及一种多级自调整间隙式汽封。现有汽封密封效果差、且拆装麻烦。本实用新型包括底座、连接件、插管以及导气套管，导气套管的外壁与连接件连接，导气套管内壁设有若干平行分布的环状汽封槽，每个汽封槽内均设有一可在其内部活动的环状变径汽封，变径汽封通过其内环壁上的汽封齿搭接在所述插管的外壁上，变径汽封的外壁、顶面与汽封槽壁面间形成一L形汽封间隙，变径汽封随着内外缸的形变而调整自身形态，有效起到防止高压蒸汽从插管和导气套管间的缝隙泄漏，有效减小高压蒸汽在输送过程中的损失；此方案通过在插管和导气套管间卡置变径汽封实现密封，结构简单可靠，方便安装和检修。
文档编号F16J15/40GK202834500SQ201220379090
公开日2013年3月27日 申请日期2012年7月30日 优先权日2012年7月30日
发明者倪定 申请人:浙江浙能能源技术有限公司