专利名称：一种降低离心压缩机气体激振的密封结构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于离心压缩机领域，具体地说是ー种降低离心压缩机气体激振的密封结构。
背景技术：
迷宮密封在压缩机中有着广泛应用。随着转速和介质压カ的提高，转子柔性的增加和密封间隙的减小，密封腔流体激振已成为许多转子引发强烈振动的根源。密封腔内由气流激振引起转子的自激振动，已引起国内外学者的关注，成为高速、高压、大功率转子运行稳定性问题的ー个研究热点。由于密封装置引起转子的自激激振，严重影响机组的运行，甚至产生重大事故，造成巨大的经济损失以及人员伤害。透平压缩机中的密封在防止流体泄漏的同吋，还会产生重要的流体激振力，从而使转子的振动过大，影响转子的稳定性。气流激振属于自激振动范围，自激振动是系统受到其自身运动诱发出来的激励作用而产生的維持的振动。此时，系统包含有补充能量的能源；这种振动不能由动平衡的方法消除，密封间隙动カ失稳对设备工作介质的压力和负荷变化极为敏感。由于振动会随着负荷的增加而加剧，因此，气流激振易在较高负荷情况下发生。密封气体激振失稳振动有ー个门槛负荷,超过此负荷,立即激发气体振动；相反,气流激振在小于某ー负荷下会消失。气流激振在负荷增加过程中，易重复发生；另外，气流激振的振动频率等于或者略高于ー阶临界转速。由此，可以得出气体密封力的特点:1、随着介质压カ的増加，振动越大；2、密封前后的压差越大振动越大；3、密封的间隙越小，越易发生振动。根据现场的描述:机械运转试车时，运行平稳；现场有介质输入时，进出口的压カ达到一定值时，突然振动过大。机械运转试验，是指在机组没有介质情况下进行的，密封内的气体激振力也就不存在。当现场有介质的输入时，密封的间隙内就会有密封气体激振力的产生；而且随着压差的増加突然振动变大，当减小压差时，机组的振动消失。所以，可以得出结论该机组的振动过大，是由于密封气体激振弓I起的。
实用新型内容为了解决现有离心压缩机组存在的上述气体激振问题，本实用新型的目的在于提供一种降低离心压缩机气体激振的密封结构。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:离心压缩机转子上套有各段的多级叶轮以及位于相邻段之间的平衡盘，各段的级间隔板与相应级的叶轮之间以及位于相邻段之间的中间隔板与平衡盘之间分别设有密封；所述中间隔板与套在转子上的平衡盘之间的密封为蜂窝密封，各段的级间隔板与相应级的叶轮之间的密封为ロ圈密封；所述蜂窝密封与中间隔板上分别开有向蜂窝密封与平衡盘之间的间隙充气的反充气孔，进入所述间隙的充气方向与压缩机转子的转向相反；所述ロ圈密封上设有导流槽。[0009]其中:所述中间隔板与蜂窝密封之间沿圆周方向设有缓冲槽；所述中间隔板朝向高压侧的一面沿圆周方向均布有多个第一反充气孔，每个第一反充气孔的一端为进气端，另一端分别通过第二反充气孔与所述缓冲槽相连通；所述第一反充气孔沿转子的径向设置，第二反充气孔沿转子的轴向设置，第一反充气孔的另一端与第二反充气孔的一端相连通，第二反充气孔的另一端连通至所述缓冲槽；所述蜂窝密封沿周向均布有多个第三反充气孔，由高压侧引入的高压气体通过各第三反充气孔充入蜂窝密封与平衡盘之间的间隙，充气方向与压缩机转子的转向相反；所述第三反充气孔的一端与缓冲槽连通，另一端与所述间隙连通。本实用新型的优点与积极效果为:1.本实用新型将中间隔板与套在转子上的平衡盘之间的密封用蜂窝密封代替，拥有比迷宮密封大的阻尼系数，同时还能消弱密封内的周向速度，进而减小了密封的交叉刚度，从而提高转子的稳定性，解决了密封气体激振问题。2.本实用新型在压差较大的压缩机平衡盘位置，从高压侧引入了反向旋转的气流，旋转方向与转子的转动方向相反，这样就可以抵消一部分的气体周向速度，可使周向速度降低43%，使其气流紊乱，减缓了密封内转子四周的压カ脉动，消除了气流涡旋对转子产生的激振，増加了转子的稳定性。3.本实用新型在ロ圈密封周向上加工了导流槽，可以改变ロ圈密封进ロ的周向速度，从而减小ロ圈密封的交叉耦合刚度，减小ロ圈密封激振カ的作用，达到增加整个转子稳定性的目的。
图1为离心压缩机的内部结构示意图；图2为本实用新型蜂窝密封的结构示意图；图3为本实用新型中间隔板与蜂窝密封反充气孔布置的结构示意图；图4为本实用新型平衡盘蜂窝密封的反预旋结构示意图；图5为图4的左视图；图6为本实用新型级间隔板与相应级叶轮之间ロ圈密封位置的结构示意图；图7为图6中ロ圈密封的部件图； 图8为图7的A— A剖视图；其中:1为转子，2为中间隔板，3为蜂窝密封，4为平衡盘，5为缓冲槽，6为级间隔板，7为叶轮，8为ロ圈密封，9为导流槽，10为第一反充气孔，11为第二反充气孔，12为第三反充气孔。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进ー步详述。本实用新型应用于产生气体激振的离心压缩机，如图1所示，离心压缩机分为多段，一个进气ロ与一个出气ロ即为一段；离心压缩机的转子I上套有各段的多级叶轮7以及位于相邻段之间的平衡盘4，各段的级间隔板6与相应级的叶轮7之间以及位于相邻段之间的中间隔板2与平衡盘4之间分别设有密封。[0025]本实用新型解决转子I激振从两个方面考虑:増加结构的阻尼和减小密封腔内的周向平均速度。具体结构为:现有离心压缩机中间隔板2与平衡盘4之间的密封采用的是迷宫密封，本实用新型为了增加密封的稳定性，将中间隔板2与套在转子I上的平衡盘4之间的密封用蜂窝密封3代替；如图2所示，蜂窝密封是ー种阻尼密封，由于和平衡盘4相接触的部分采用蜂窝结构，使得这种蜂窝密封3拥有比迷宮密封大的阻尼系数，同时还能消弱蜂窝密封3内的周向速度，进而减小了蜂窝密封3的交叉刚度，从而提高转子I的稳定性，解决了密封气体激振问题。如图3 5所示，蜂窝密封3与中间隔板2上分别开有向蜂窝密封3与平衡盘4之间的间隙充气的反充气孔，进入所述间隙的充气方向与压缩机转子I的转向相反。中间隔板2与蜂窝密封3之间沿圆周方向设有缓冲槽5，可以保证气体的均匀平稳；中间隔板2朝向高压侧的一面沿圆周方向均布有多个第一反充气孔10 (本实施例为8个)，第一反充气孔10沿转子I的径向设置，每个第一反充气孔10的一端为进气端，另一端分别通过第二反充气孔11与所述缓冲槽5相连通；第二反充气孔11沿转子I的轴向设置，第一反充气孔10的另一端与第二反充气孔11的一端相连通，第二反充气孔11的另一端连通至所述缓冲槽5 ;第一、ニ反充气孔均米用直孔加工。蜂窝密封3沿周向均布有多个第三反充气孔12 (本实施例为12个)，第三反充气孔12的一端与缓冲槽5连通，另一端与所述间隙连通；由高压侧引入的高压气体通过各第三反充气孔12充入蜂窝密封3与平衡盘4之间的间隙，充气方向与压缩机转子I的转向相反。在叶轮机械中，由于各部件的旋转作用或设计时就带有预旋，密封进气ロ的气流都会带有不同程度的周向速度。密封内较大的周向速度会对转子的稳定性产生显著的影响，这是因为进ロ预旋对密封内周向速度的发展起着重要的作用，而周向速度的増大，会加大密封系统的交叉耦合刚度，交叉刚度的増加，有效阻尼就会相应的减小。本实用新型在压差较大的压缩机平衡盘位置，从高压侧引入的反向旋转的气流，即气体依次通过第一反充气孔10、第二反充气孔11、缓冲槽5、第三反充气孔12充入蜂窝密封3与平衡盘4之间的间隙，充气的旋转方向与转子I的转动方向相反，这样就可以抵消一部分的气体周向速度，使其气流紊乱，减缓了密封内转子四周的压カ脉动，消除了气流涡旋对转子产生的激振，増加了转子的稳定性。如图6 8所示，在各段的级间隔板6与相应级的叶轮7之间的密封为ロ圈密封8，该ロ圈密封8上设有导流槽9。通过在ロ圈密封8的周向上加工导流槽9的形式，可以改变ロ圈密封8进ロ的周向速度，从而减小ロ圈密封8的交叉耦合刚度，减小ロ圈密封8激振力的作用，达到增加整个转子稳定性的目的。
权利要求1.一种降低离心压缩机气体激振的密封结构，离心压缩机转子上套有各段的多级叶轮以及位于相邻段之间的平衡盘，各段的级间隔板与相应级的叶轮之间以及位于相邻段之间的中间隔板与平衡盘之间分别设有密封；其特征在于:所述中间隔板(2)与套在转子(I)上的平衡盘(4 )之间的密封为蜂窝密封(3 )，各段的级间隔板(6 )与相应级的叶轮(7 )之间的密封为ロ圈密封(8);所述蜂窝密封(3)与中间隔板(2)上分别开有向蜂窝密封(3)与平衡盘(4)之间的间隙充气的反充气孔，进入所述间隙的充气方向与压缩机转子(I)的转向相反；所述ロ圈密封(8)上设有导流槽(9)。
2.按权利要求1所述降低离心压缩机气体激振的密封结构，其特征在于:所述中间隔板(2)与蜂窝密封(3)之间沿圆周方向设有缓冲槽(5)。
3.按权利要求2所述降低离心压缩机气体激振的密封结构，其特征在于:所述中间隔板(2)朝向高压侧的一面沿圆周方向均布有多个第一反充气孔(10)，每个第一反充气孔(10)的一端为进气端，另一端分别通过第二反充气孔(11)与所述缓冲槽(5)相连通。
4.按权利要求3所述降低离心压缩机气体激振的密封结构，其特征在于:所述第一反充气孔(10)沿转子(I)的径向设置，第二反充气孔(11)沿转子(I)的轴向设置，第一反充气孔(10)的另一端与第二反充气孔(11)的一端相连通，第二反充气孔(11)的另一端连通至所述缓冲槽(5)。
5.按权利要求2所述降低离心压缩机气体激振的密封结构，其特征在于:所述蜂窝密封(3)沿周向均布有多个第三反充气孔(12)，由高压侧引入的高压气体通过各第三反充气孔(12)充入蜂窝密封(3)与平衡盘(4)之间的间隙，充气方向与压缩机转子(I)的转向相汉。
6.按权利要求5所述降低离心压缩机气体激振的密封结构，其特征在于:所述第三反充气孔(12)的一端与缓冲槽(5)连通，另一端与所述间隙连通。
专利摘要本实用新型属于离心压缩机领域，具体地说是一种降低离心压缩机气体激振的密封结构，离心压缩机转子上套有各段的多级叶轮以及位于相邻段之间的平衡盘，各段的级间隔板与相应级的叶轮之间以及位于相邻段之间的中间隔板与平衡盘之间分别设有密封；中间隔板与套在转子上的平衡盘之间的密封为蜂窝密封，各段的级间隔板与相应级的叶轮之间的密封为口圈密封；蜂窝密封与中间隔板上分别开有向蜂窝密封与平衡盘之间的间隙充气的反充气孔，进入间隙的充气方向与压缩机转子的转向相反；口圈密封上设有导流槽。本实用新型有效解决了气体激振的问题，提高转子稳定性，减缓了密封内转子四周的压力脉动，消除了气流涡旋对转子产生的激振，增加了转子的稳定性。
文档编号F04D29/08GK202946434SQ20122059126
公开日2013年5月22日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者蒋占丽, 齐智勇, 左成柱, 于小丹, 李志卓, 郭飞虎 申请人:沈阳透平机械股份有限公司