一种透平轴径向嵌齿密封的制作方法

本实用新型属于密封技术领域，特别涉及一种透平轴径向嵌齿密封。

背景技术：

在传统密封技术中，以气体为介质的密封，例如汽轮机，燃气轮机等其常见密封为三种结构形式：

1、间隙密封：该种密封是在风机两端设梳齿密封或碳环密封等轴向单一的间隙密封，并在靠近叶轮侧设有隔离气充气口，风机使用过程中加入隔离气以阻隔风机内气体泄露。该种密封为汽封中的常见结构，价格低廉，维护简单，但当风机内气体压力发生变化时经常会出现隔离气不但无法阻隔气体泄露，反倒使气体泄露越发严重，泄露的气体直接喷入临近的轴承箱，造成轴承箱内的润滑油雾化，轴承损坏，在输送有毒有害介质时还存在密封介质泄露量过大污染环境的问题，普通间隙密封因设备振动大，密封材料限制无法把间隙做的很小，造成气体泄漏量非常大，污染环境的同时还会降低设备效率。

2、干气密封：造价高，需安装辅助系统，现场氮气气源不能断，一旦气源断供干气密封摩擦副很快会因干磨造成损坏，由于造价及日常使用成本太高，该种密封仅用于易燃易爆气体的密封。

3、机械密封：需要做plan54系统，辅助系统造价高维护复杂。一旦系统出现故障，密封腔内润滑液供应不足会造成机械密封损坏，由于结构限制，机械密封无法应用在高速、大轴径设备上，而随着现代技术的发展，燃气轮机、汽轮机、离心压缩机等设备规格尺寸越来越大，转速越来越高，除一些小型设备外该种密封现已很少使用。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种透平轴径向嵌齿密封，该透平轴径向嵌齿密封采用最新密封材料及自摩擦刮削成型工艺，可在不损伤轴套的前提下获得设备实际工作状态下的最小间隙。以达到减小密封间隙，降低泄漏量的目的。该密封结构简单、易维护，通过改变气体泄漏方向并对泄漏的气体进行回收的方法，防止了泄漏气体直接喷射入轴承箱，避免了轴承箱内润滑油雾化损坏轴承，进而降低了设备故障率。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种透平轴径向嵌齿密封，包括轴套、定位环、径向回收套、螺钉、密封本体和压盖；所述轴套在轴承箱侧设置有径向凸台，径向凸台远离轴承箱侧及轴套外圆面均加工有密封齿，所述密封本体由螺栓固定在压盖上，径向回收套套装在密封本体外圆上，且径向回收套位于轴套径向凸台与密封本体之间，径向回收套和密封本体均套装于轴套上，密封本体和径向回收套外圆套装有定位环，且定位环通过螺钉固定在密封本体的金属本体上，所述定位环上加工有腰形孔，腰形孔内安装有螺钉，且螺钉底端螺接在径向回收套外圆上，径向回收套可通过腰形孔内的螺钉调整其轴向位置，当径向回收套与轴套径向凸台间因磨损间隙变大后可通过螺钉调整径向回收套与轴套径向凸台间距离缩小间隙，减少泄露，所述轴套套装在设备主轴上。

所述密封本体及径向回收套为剖分式结构或整体式结构，当密封本体和径向回收套为剖分式结构时，轴套外圆上的密封齿嵌入密封本体内孔面中，使轴套与密封本体间的间隙为零，气体泄漏量达到最小；当密封本体和径向回收套为整体式结构时，轴套外圆上的密封齿齿顶与密封本体内孔面紧贴。

所述密封本体由金属本体和内衬组成，金属本体与内衬由螺栓固定在压盖上，所述内衬为f500、peek或聚四氟乙烯制成的环状体或为在所述金属本体内表面喷涂的可磨涂层，金属本体外圆呈阶梯状，金属本体的小直径部分套装有径向回收套，且径向回收套可在轴向沿密封本体的金属本体外圆滑动，所述内衬内孔与轴套密封齿外圆按零间隙或嵌入式配合制作，安装运行一段时间后内衬的内孔与轴套自摩擦成型，可在不损伤轴套的前提下获得设备实际工作状态下的最小间隙。

当所述密封本体为剖分式结构时，密封本体内衬的内孔孔径大于等于轴套密封齿的齿根圆直径且小于等于轴套密封齿的齿顶圆直径；当所述密封本体为整体式结构时，密封本体内衬的内孔孔径与轴套密封齿的齿顶圆直径相等。

所述径向回收套靠近轴套径向凸台一侧的端面开设有径向集气槽，沿径向回收套的外圆面周向均匀开设有集气孔，集气孔和径向集气槽相通，径向集气槽收集轴套径向凸台处的密封齿及径向凸台和轴套外圆处的密封齿间泄露出来的气体至集气孔，集气孔出口与径向回收套外圆间加工有凹槽，所述凹槽将若干集气孔出口连成一体。

所述定位环上加工有排气孔，排气孔与径向回收套上的凹槽相通，各集气孔收集到的泄露气体统一流入所述凹槽后从排气孔排出至大气或安全地带，保证了零泄露并防止了因泄露气体直接喷入轴承箱，造成轴承箱内的润滑油雾化，轴承损坏。

所述密封本体与径向回收套之间、所述径向回收套与定位环之间及所述密封本体与压盖之间均设置有密封圈，以防止密封气体从两者间泄漏。

所述密封本体和定位环上加工有隔离气孔，隔离气孔通隔离气以阻挡设备内气体泄露。

所述定位环上设置有凸台，方便定位环的拆卸。

本实用新型的有益效果是：

(1)、轴套设径向凸台，径向凸台侧面设密封齿，由轴向密封改为轴向和径向组合密封，改变了气流方向，防止了气体沿轴套轴向漏出后直接喷入轴承箱，造成轴承箱内的润滑油雾化，轴承损坏。

(2)、密封本体和轴套径向凸台间设径向回收套，径向回收套设径向集气槽和集气孔，在密封齿阻挡气体泄露的同时还可对泄露气体进行收集，可保证即使内侧密封有少量介质泄露设备整体泄漏量仍然为零。

(3)、径向回收套外设定位环并可沿密封本体外圆滑动，径向回收套可通过腰形孔内的螺钉调整其轴向位置，当径向回收套与轴套径向凸台间因磨损间隙变大后可通过螺钉调整径向回收套与凸台间距离缩小间隙，减少泄露，待大修时再更换密封，延长了密封的使用期限，减小了设备维护的费用及时间。

(4)、轴套外圆密封齿嵌入密封本体内衬中，使两密封件间间隙近似为零，气体泄漏量达到最小。

(5)、减小密封间隙是降低介质泄漏量的最佳方式，为保证在极小间隙条件下的设备运转安全性，需密封功能层具备优异的自润滑性和稳定的可磨削性以避免密封齿齿尖的损失，此外由于密封介质多样，使用温度跨度大，需功能层材料具备高度的化学稳定性、宽广的可使用温度范围和优异的耐老化性能，为此本实用新型选取当今最先进的材料f500为密封本体内衬，保证了密封上述各项指标达到最优。

(6)、定位环设凸台作为拆卸定位环的受力点，拆卸密封时可通过拉拔该凸台拆下定位环，达到安装拆卸方便的目的。

附图说明

图1是本实用新型一种透平轴径向嵌齿密封密封本体为剖分式结构示意图；

图2是本实用新型一种透平轴径向嵌齿密封c-c剖面示意图；

图3是本实用新型一种透平轴径向嵌齿密封b向腰形孔示意图；

图4是本实用新型一种透平轴径向嵌齿密封密封本体为整体式结构示意图；

1、轴套；2、密封圈；3、定位环；31、排气孔；32、腰形孔；4、径向回收套；41、径向集气槽；42、集气孔；5、螺钉；6、密封本体；7、压盖；8、隔离气孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例1

如图1至图3所示，一种透平轴径向嵌齿密封，包括轴套1、定位环3、径向回收套4、螺钉5、密封本体6和压盖7；所述轴套1在轴承箱侧加工有径向凸台，径向凸台远离轴承箱侧的端面及轴套1外圆面均加工有密封齿，所述密封本体6由螺栓固定在压盖7上，径向回收套4套装在密封本体6外圆上，且径向回收套4位于轴套1径向凸台与密封本体6之间，所述密封本体6为两个半圆组成的剖分式结构，且由金属本体和内衬组成，所述内衬为f500、peek及聚四氟乙烯制成的环状体，金属本体与内衬同轴套装在一起，且由螺栓固定在压盖7上，金属本体内圆面的燕尾槽与内衬外圆面形成的燕尾形凸起配合，金属本体外圆呈阶梯状，所述内衬内孔与轴套1密封齿外圆按嵌入式配合制作，内衬的内孔与轴套1自摩擦成型，使轴套1与内衬两个密封件间的间隙近似为零，气体泄漏量达到最小，此时密封本体6内衬的内孔孔径与轴套1密封齿的齿根圆直径相等；径向回收套4靠近轴套1径向凸台一侧的端面开设有径向集气槽41，沿径向回收套4的外圆面周向均匀开设有集气孔42，集气孔42和径向集气槽41相通，径向集气槽41收集轴套1径向凸台处的密封齿及径向凸台和轴套1外圆处的密封齿间泄露出来的气体至集气孔42，集气孔42出口与径向回收套4外圆间加工有环形凹槽，所述凹槽将若干集气孔42出口连成一体，径向回收套4套装在密封本体6的金属本体外圆上并可在轴向沿密封本体6的金属本体外圆滑动，所述密封本体6和径向回收套4外圆套装有定位环3，且定位环3通过螺钉5固定在密封本体6的金属本体上，定位环3上加工有排气孔31，排气孔31与径向回收套4上的凹槽相通，各集气孔42收集到的泄露气体统一流入所述凹槽后从排气孔31排出至大气或安全地带，保证了零泄露并防止了因泄露气体直接喷入轴承箱，造成轴承箱内的润滑油雾化，轴承损坏，所述定位环3上加工有腰形孔32，腰形孔32内安装有螺钉5，且螺钉5底端螺接在径向回收套4外圆上，径向回收套4可通过腰形孔32内的螺钉5调整其轴向位置，密封本体6由螺栓固定在压盖7上，当径向回收套4与轴套1径向凸台间因磨损间隙变大后可通过螺钉5调整径向回收套4与轴套1径向凸台间距离缩小间隙，减少泄露，所述轴套1套装在设备主轴上。

所述密封本体6与径向回收套4之间、所述径向回收套4与定位环3之间及所述密封本体6与压盖7之间均设置有密封圈2，以防止密封气体从两者间泄漏。

所述密封本体6和定位环3上加工有隔离气孔8，隔离气孔8通隔离气以阻挡设备内气体泄露。

所述定位环3上设置有凸台，方便定位环3的拆卸。

一种透平轴径向嵌齿密封的安装过程：

将压盖7安装在密封腔，并靠止口定位；将轴套1套装在设备主轴上，将两瓣密封本体6套在轴套1外圆密封齿上，靠螺栓将两瓣密封本体6把合，启动设备，转动主轴刮研密封本体6内衬的同时逐渐收紧两瓣密封本体6把合螺栓，直至上下两瓣本体完全把合，密封本体6的内孔形成与轴套1上密封齿完全一致的齿形槽，从而保证两者间隙最小；用螺栓将密封本体6固定在压盖7上，装上密封圈2，套上剖分式径向回收套4，装上胶圈，再将定位环3从轴套1径向凸台侧套到径向回收套4和密封本体6外圆，使径向回收套4紧箍在密封本体6上成为一个整体，装上定位用螺钉5，将定位环3固定在密封本体6上。

实施例2

如图4所示，实施例2与实施例1的区别在于，所述密封本体6和径向回收套4为整体式，当密封本体6为整体式结构时，轴套1外圆上的密封齿齿顶与密封本体6内孔面紧贴，所述密封本体6内衬的内孔孔径与轴套1密封齿的齿顶圆直径相等，此时所述内衬内孔与轴套1密封齿外圆按零间隙配合制作。

一种透平轴径向嵌齿密封的安装过程：

将压盖7安装在密封腔，并靠止口定位；用螺栓将密封本体6固定在压盖7上，装上密封圈2，套上整体式径向回收套4，装上胶圈，再将定位环3套装在径向回收套4和密封本体6外圆，使径向回收套4紧箍在密封本体6上成为一个整体，装上定位用螺钉5，将定位环3固定在密封本体6上；将轴套1套装在设备主轴上。