基于泊松效应的汽轮机端部中分面挤压密封组件

本发明属于汽轮机设计相关，更具体地，涉及一种基于泊松效应的汽轮机端部中分面挤压密封组件。

背景技术：

1、汽轮机汽缸中分面漏汽是目前电厂经常遇到的问题，常见的处理方法包括补焊、研磨等，但是对于非表面缺陷造成的中分面漏汽必须通过改进结构来消除，然而改进结构受到诸多条件限制。在漏汽点外部增加封堵措施是一种灵活方便高效的方式，这种方式不会对汽缸本体进行改动，安全风险较小，易于实现。

2、中国专利cn115653697a提供了一种用于汽轮机汽缸中分面端部的防泄漏封堵组件，其采用密封注胶的方式进行封堵，密封注胶注入时为流体态，对泄露环境的封闭性要求较高，若封闭性不够间隙过大，密封注胶将溢出，导致密封压力不能维持使得密封失败；另一方面密封注胶往往是热固型，工作时会发生硬化，导致二次泄漏后难以补救；最后注胶过程需要注胶枪和加压泵，所需操作空间大、操作复杂。本专利采用弹性固态材料施行封堵，与上述专利在原理上完全不一样，性能上也存在差异。

3、专利cn215334429 u提供了一种具有保护功能的橡胶密封装置，其关注点在于温度保护防止橡胶低温变硬，其密封是通过工作时两个工作部件挤压中间的橡胶层实现的，本申请中是通过附属部件对橡胶施加挤压力，与该专利差异较大。

4、专利cn209262250u提供了一种用于发动机的橡胶密封垫组件结构，将橡胶结构嵌入了金属板内，通过上、下两密封面挤压橡胶圈的凸出结构使其变形产生接触压力从而实现密封，橡胶圈产生变形和接触压力的来源是通过设计的凸出结构被安装平面挤压导致，不能实现运行中灵活调节接触压力即密封性能，本申请中可以在运行中用螺栓调节变形量和密封接触压力大小，与该专利差异较大。

5、专利cn202022008421.2提供了一种袋式除尘器密封顶盖门，采用了橡胶挤压密封和液封结合的方式实现了低压除尘室的密封，其密封面为规则平面，并且需要对密封腔室顶盖结构做相应改动，难以适应复杂密封面和不允许改动原有结构的情况。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于泊松效应的汽轮机端部中分面挤压密封组件，可以实现对存在中分面泄漏的高温蒸汽或其它流动物质进行密封的效果，无需更改原设计结构，并可灵活调节密封压力。

2、为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种用于汽轮机端部中分面的异形弹性外密封组件，所述组件包括上金属压板、下金属压板、多层高温橡胶片、侧金属压板、侧高温橡胶片，其中：多层高温橡胶片设于所述上金属压板和下金属压板之间，并通过贯通所述多层高温橡胶片、上金属压板和下金属压板的高强螺栓固定，所述多层高温橡胶片的密封端突出于所述上金属压板和下金属压板，多层高温橡胶片的中间层高温橡胶片的厚度小于顶层高温橡胶片和底层高温橡胶片；所述上金属压板和下金属压板的端部设有螺栓，所述侧金属压板和侧高温橡胶片设有贯通的螺栓孔，其中，所述侧金属压板的螺栓孔为竖直长椭圆形孔，所述螺栓与所述竖直长椭圆形孔匹配固定。

3、优选的，所述多层高温橡胶片中多层高温橡胶片的厚度由顶部和底部向中间层逐渐递减，且最中间层的橡胶片厚度在1.5～2.5mm。

4、优选的，所述上金属压板和下金属压板上贯通所述高强螺栓的螺栓孔孔径不同。

5、优选的，所述下金属压板上适配所述高强螺栓的螺栓孔为带有进口引导锥形段的螺纹孔，所述上金属压板上适配所述高强螺栓的螺栓孔大于所述下金属压板上适配所述高强螺栓的螺栓孔。

6、优选的，所述组件还包括薄金属压板，所述薄金属压板设于所述上金属压板和多层高温橡胶片之间，以及所述下金属压板和多层高温橡胶片之间。

7、优选的，所述薄金属压板横截面大于所述上金属压板和下金属压板，但小于所述多层高温橡胶片，也略小于所在空间的横截面。

8、优选的，所述侧金属压板纵向两端向内凸出以限制所述侧高温橡胶片的纵向位移。

9、优选的，所述侧金属压板与侧高温橡胶片接触的表面设有防滑小凸起。

10、本申请另一方面提供了一种上述用于汽轮机端部中分面的异性形弹性外密封组件的应用，所述组件的橡胶的外轮廓与汽轮机上的待密封口匹配且略小于汽轮机上的待密封口，以使得密封时组件承受压力。

11、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的基于泊松效应的汽轮机端部中分面挤压密封技术及组件主要具有以下有益效果：

12、1.本申请的密封组件在多个方向均有伸缩余度，该组件基于泊松效应通过一个方向的可控均匀挤压实现另外两个方向的膨胀挤压，由于橡胶的弹性使其适用于不平整的曲面，可实现狭窄贯通空间内中分面的的外部封堵、防止漏汽的发生。

13、2.本申请封堵过程中不影响汽轮机的正常运行，在高温橡胶失效后能够及时更换，在封堵压力不够的时候可以既是增加压力，并且无需注胶，操作简单，经济性好。

14、3.高温橡胶材料的变形能力较强，能够适应不平整的汽缸端部壁面，填补壁面的细小缺陷达到密封效果，且能适应的间隙要大于流动的密封注剂。

15、4.所述多层高温橡胶片中多层高温橡胶片的厚度由顶部和底部向内层逐渐递减，可以实现微小缝隙的封堵。

16、5.本申请采用厚金属压板和薄金属压板组合的方式既方便安装，也能够控制外密封组件与汽缸壁之间的间隙，并且薄金属压板可以根据现场情况及安装流程进行二次加工，使其外形与汽缸壁面更为贴合，本申请也可以对其他狭窄或半开放空间内存在的壁面泄露问题实现密封。

技术特征：

1.一种基于泊松效应的汽轮机端部中分面挤压密封组件，其特征在于，所述组件包括上金属压板(1)、下金属压板(2)、多层高温橡胶片(4)、侧金属压板(5)、侧高温橡胶片(6)，其中：

2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述多层高温橡胶片(4)中多层高温橡胶片的厚度由顶部和底部向中间逐渐递减，且最中间层的橡胶片厚度在1.5～2.5mm。

3.根据权利要求1或2所述的组件，其特征在于，所述下金属压板(2)上适配所述高强螺栓(7)的螺栓孔为带有进口引导锥形段的螺纹孔，所述上金属压板(1)上适配所述高强螺栓(7)的螺栓孔为光孔，且孔径大于所述下金属压板(2)上适配所述高强螺栓(7)的螺栓孔。

4.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述组件还包括薄金属压板(3)，所述薄金属压板(3)设于所述上金属压板(1)和多层高温橡胶片(4)之间，以及所述下金属压板(2)和多层高温橡胶片(4)之间。

5.根据权利要求4所述的组件，其特征在于，所述薄金属压板(3)横截面大于所述上金属压板(1)和下金属压板(2)。

6.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述侧金属压板(5)纵向两端向内凸出以限制所述侧高温橡胶片(6)的纵向位移。

7.根据权利要求1或6所述的组件，其特征在于，所述侧金属压板(5)与侧高温橡胶片(6)接触的表面设有防滑小凸起，以限制侧高温橡胶片(6)的移动。

技术总结
本发明属于汽轮机设计相关技术领域，其公开了一种基于泊松效应的汽轮机端部中分面挤压密封组件，组件包括上金属压板、下金属压板、多层高温橡胶片、侧金属压板、侧高温橡胶片，多层高温橡胶片设于上金属压板和下金属压板之间，并通过贯通多层高温橡胶片、上金属压板和下金属压板的高强螺栓固定，多层高温橡胶片的密封端突出于上金属压板和下金属压板，多层高温橡胶片的中间层高温橡胶片的厚度小于顶层高温橡胶片和底层高温橡胶片；上金属压板和下金属压板的端部设有螺栓，侧金属压板和侧高温橡胶片设有贯通的螺栓孔，侧金属压板的螺栓孔为竖直长椭圆形孔，螺栓与竖直长椭圆形孔匹配固定。本申请可以对狭窄空间内存在的中分面泄漏问题实现密封。

技术研发人员：王坤,秦志文,王宇,鲁录义
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16