一种可提高升力的柔性密封-转子系统浅槽面套筒的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种套筒，尤其涉及一种可提高升力的柔性密封-转子系统浅槽面套筒，应用于叶轮机械转子轴向柔性密封。
【背景技术】
[0002]由于现代转子密封向高转速发展，密封件的设计目的趋向于大幅度的降低密封通路中的泄漏量。对于转子动态密封而言，在阻止泄漏的同时降低转子与密封之间的磨损比单纯的降低泄漏更加重要。
[0003]大量的数值计算和试验证明:高速转动的转子会产生较明显的偏心涡动，使之容易与密封发生碰摩，这样即伤害转子且增大密封原有间隙，降低密封性能。具有自适应能力的柔性密封(如指尖密封)可以在一定程度上解决这一问题。但由于柔性密封对转子的碰触具有一定的延迟反应，需要靠泄漏气体的升力来降低延迟的时间。因此在不明显影响泄漏量的前提下尽可能多的提高柔性密封的气体升力对整个转子-密封系统十分重要。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了提高密封通道内气体对密封下端面的升力。保证柔性密封下端面抬起的及时性并提高自适应能力而提供一种可提高升力的柔性密封-转子系统浅槽面套筒。
[0005]本发明的目的是这样实现的:套筒的内表面上设置有T型卡扣、外表面上设置有浅槽，且浅槽均匀对称的布满整个外表面，套筒通过T型卡扣装卡在转子上，套筒外设置有密封件，密封件与套筒的外表面及其上的浅槽形成密封间隙。
[0006]本发明还包括这样一些结构特征:
[0007]1.所述T型卡扣有3-6个，且沿套筒内表面的周向均匀设置。
[0008]2.所述浅槽是球形面浅槽，且球形面浅槽与球形面浅槽之间的间距是0.2-lmm。
[0009]3.所述球形面浅槽的半径是0.5_3mm，球形面浅槽的深度是0.02-0.2mm。
[0010]4.所述浅槽是蜂窝面浅槽，且蜂窝面浅槽与蜂窝面浅槽之间的间距是0.2-lmm。
[0011]5.所述蜂窝面浅槽的六边形的外接圆的半径是0.5-3mm，蜂窝面浅槽的深度是
0.02-0.2mmο
[0012]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明可以有效的提高密封下端面所受的气体升力，增强柔性密封的自适应效应。通过安装在转子上的嵌套装置，可以提高密封通道内气体对密封下端面的升力。本发明保证柔性密封下端面抬起的及时性并提高自适应能力。套筒的应用同时又避免了在造价昂贵的转子上直接进行加工而有可能带来的损失，并且替换方便。本发明的套筒外表面的槽结构可替代传统的钎焊在转子上的高低密封齿的结构来降低泄漏量。也即，针对柔性密封而言，本发明独特的浅槽面结构不但能减少轴向泄漏，还提高其密封下端面的气体升力。解决了柔性密封(指尖密封)下端面抬起的滞后性这一技术难题，提高了柔性密封的自适应能力以达到更好的密封效果。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的转子套筒结构件的主视方向示意图；
[0014]图2是本发明的球面浅槽表面套筒结构的侧视图；
[0015]图3是本发明的蜂窝面浅槽表面套筒结构侧视图；
[0016]图4是本发明的球面浅槽套筒结构A-A截面剖面图及其尺寸示意图，其中Db为外表面圆直径、Hb为浅槽深度；
[0017]图5是本发明的蜂窝面浅槽套筒结构A-A截面剖面图及其尺寸示意图，其中队为六边形外径、扎为蜂窝浅槽深度；
[0018]图6是本发明的套筒与转子-密封系统的组合方式。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述。
[0020]结合图1，本发明所采用的技术方案是:通过设计一种嵌套在转子表面的套筒装置，套筒外表面分布均匀的浅槽面的特殊结构增加泄漏气体的气体升力，此升力使得柔性密封(指尖密封)的下端及时抬升，提高柔性密封的自适应性。密封-转子系统浅槽面套筒的组成包括圆环套筒1、T型卡扣2和外表面浅槽3。套筒可以为整体安装，亦可根据需要由2-6个扇形环拼装而成。其中T型卡扣用于套筒和转轴之间的装卡，卡扣和套筒之间为一体成型、车削加工。并且卡扣和转子接触的边缘加工一定的倒角。
[0021]结合图2至图5，本发明提出了两种形式的浅槽结构，其一为球形面浅槽、另一为蜂窝面浅槽。球面浅槽表面套筒结构与蜂窝面浅槽表面套筒结构侧视图展示在图2图3中。其中球形面浅槽为使用球面磨床在套筒外表面直接进行磨削，蜂窝面槽是采用薄板在套筒外表面钎焊完成。球面浅槽的直径Db为0.5-3mm ;球面浅槽的深度化为0.02-0.2mm。蜂窝形浅槽的六面体外接圆直径队为0.5-3mm ;蜂窝形浅槽的深度H 0.02-0.2mm。套筒上相邻凹槽之间的距离为0.2-lmm。
[0022]结合图6，本发明中套筒与转子-密封系统的组合方式为:转轴套筒1通过T型卡扣2装卡在转子6上，图中布满浅槽3的套筒外表面的与密封件5之间阴影部分为密封间隙4。
[0023]本发明的原理是这样的:套筒装卡在转子上固定以后可随转子一起做高速转动。在套筒外表面和密封下端面发生相对运动的同时，位于外表面的浅凹槽可以增加泄漏流体沿圆周方向的分速度、迫使流体沿周向运动、降低轴向流速，在降低泄漏量的同时提高柔性密封的升力效果。通过升力来降低柔性密封下端抬起延迟的时间并增加柔性密封的自适应能力。
[0024]本发明的主体部分为一个外表面加工布满浅槽的套筒；套筒的内表面为光滑表面并在内环上设置有T型卡扣，可以装卡在转子上随转子做高速旋转运动。外表面为均匀分布满圆形或蜂窝形凹槽的非光滑表面。其中保证内外表面均与转子及密封下端面同心。套筒的应用同时又避免了在造价昂贵的转子上直接进行加工而有可能带来的损失，并且替换方便。套筒外表面的槽结构可替代传统的钎焊在转子上的高低密封齿的结构来降低泄漏量。所述的密封-转子系统浅槽面套筒结构，其套筒材料为lCrl8Ni9Ti。
[0025]本发明还可以包括这样一些结构特征:
[0026]球面浅槽的半径或蜂窝形浅槽的六面体外接圆半径为0.5_3mm。
[0027]球面浅槽的半径或蜂窝形浅槽的深度为0.02-0.2mm。
[0028]套筒的内表面有数量为3-6个的T型卡扣，均匀分布在圆周方向。
[0029]套筒上相邻浅槽之间的距离为0.2-lmm。
[0030]套筒可以为整体安装，亦可根据需要由2-6个扇形环拼装而成。
[0031]本发明公开了一种可提高升力的柔性密封-转子系统浅槽面套筒装置。该结构包括套筒主体，套筒内侧布置有T型卡扣，浅槽均匀地布置在套筒外表面。文中所发明的套筒外表面上浅槽形式有两种，一种是球面浅槽，另一种是蜂窝面浅槽。该套筒装置通过T型卡扣装卡在转子上并随转子高速转动。针对柔性密封而言，独特的浅槽面结构不但能减少轴向泄漏，还提高其密封下端面的气体升力。解决了柔性密封(指尖密封)下端面抬起的滞后性这一技术难题，提高了柔性密封的自适应能力以达到更好的密封效果。
[0032]本发明包括:套筒，嵌套在转子外表面装置与密封件顶部接近并构成密封间隙；镶嵌在套筒内表面的T型卡扣，套筒通过其与转子进行装卡；套筒外表面浅槽，构成套筒转子整体的新外表面并与密封件构成密封间隙。在套筒的外表面沿轴向和圆周方向均布浅槽，内表面沿周向均匀分布有T型卡扣，且内外表面有相同的中心轴线。
[0033]套筒的内表面有数量为3-6个的T型卡扣，套筒外表面浅槽结构可为球面或蜂窝形。
[0034]球面浅槽的半径或蜂窝形浅槽的六面体外接圆半径为0.5_3mm，球面浅槽的半径或蜂窝形浅槽的深度为0.02-0.2mm，套筒上相邻凹槽之间的距离为0.2_lmm。
[0035]T型卡扣边缘成一定的倒角。
【主权项】
1.一种可提高升力的柔性密封-转子系统浅槽面套筒，其特征在于:套筒的内表面上设置有T型卡扣、外表面上设置有浅槽，且浅槽均匀对称的布满整个外表面，套筒通过T型卡扣装卡在转子上，套筒外设置有密封件，密封件与套筒的外表面及其上的浅槽形成密封间隙。2.根据权利要求1所述的一种可提高升力的柔性密封-转子系统浅槽面套筒，其特征在于:所述T型卡扣有3-6个，且沿套筒内表面的周向均匀设置。3.根据权利要求1或2所述的一种可提高升力的柔性密封-转子系统浅槽面套筒，其特征在于:所述浅槽是球形面浅槽，且球形面浅槽与球形面浅槽之间的间距是0.2-lmm。4.根据权利要求3所述的一种可提高升力的柔性密封-转子系统浅槽面套筒，其特征在于:所述球形面浅槽的半径是0.5-3_，球形面浅槽的深度是0.02-0.2_。5.根据权利要求1或2所述的一种可提高升力的柔性密封-转子系统浅槽面套筒，其特征在于:所述浅槽是蜂窝面浅槽，且蜂窝面浅槽与蜂窝面浅槽之间的间距是0.2-lmm。6.根据权利要求5所述的一种可提高升力的柔性密封-转子系统浅槽面套筒，其特征在于:所述蜂窝面浅槽的六边形的外接圆的半径是0.5-3mm，蜂窝面浅槽的深度是.0.02-0.2mm。
【专利摘要】本发明提供一种可提高升力的柔性密封-转子系统浅槽面套筒，包括套筒主体，套筒内侧布置有T型卡扣，浅槽均匀地布置在套筒外表面。文中所发明的套筒外表面上浅槽形式有两种，一种是球面浅槽，另一种是蜂窝面浅槽。该套筒装置通过T型卡扣装卡在转子上并随转子高速转动。针对柔性密封而言，独特的浅槽面结构不但能减少轴向泄漏，还提高其密封下端面的气体升力。本发明解决了柔性密封(指尖密封)下端面抬起的滞后性这一技术难题，提高了柔性密封的自适应能力以达到更好的密封效果。
【IPC分类】F16J15/16
【公开号】CN105333148
【申请号】CN201510835195
【发明人】张海, 贾兴运, 郑群, 柴柏青
【申请人】哈尔滨工程大学
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年11月26日