专利名称：多级的刷形密封装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种蒸汽涡轮机的多级的刷形密封装置，其中所述刷 形密封装置包括多个刷子，所述刷子则分别具有多根刷毛。
背景技术：
除了迷宫式密封装置之外，刷形密封装置同样经常被用于防止流 体通过在转子和静止的部件之间的缝隙流出来。刷形密封装置在这种
情;兄特别宽容。所i刷子的刷毛在径向间隙低;额^值时且在所述密 封装置在旋转的轴上刮擦时发生变形，并且导致刷毛的变形以及刷毛 的无损坏的磨损，如果在静止的刷毛和旋转的部件之间的接触持续存 在较长时间。此外，刷子很适合于承受压差并且通过这种方式有效地 降低密封装置的泄漏。为克服更大的压差，刷形密封装置-正如迷宫式 密封装置 一样-构造成多级的，使得多个刷子在所述刷子之间中间设置 空隙的情况下承受一定程度的压差直至减压到环境压力。在本发明意 义上，流动方向在此是指从高的压力水平到低的压力水平的卸压的方 向，因此在所述刷形密封装置的区域中是流体运动的唯一的可能性。
刷式密封装置已从欧洲专利文献EP 1 271 021 Bl中得到公开。这 种传统的装置具有严重的缺点，即由于很难预测在各个刷子上的压差， 所以必须进行极其保守的设计，并且因此比如应该设置比实际需要更 多的级或者说刷子，以满足理论上的要求。
发明内容
因此，本发明的任务是，提供一种刷形密封装置，该刷形密封装 置能够对各个级或者说刷子上的压差进行精确预测，并且因此在充分 利用可能的节省的情况下也允许更加精确地设计所述刷形密封装置的 尺寸。
为解决该任务，在此提出，沿流动方向先后布置的刷子在刷毛的 长度或刷毛厚度或刷毛刚度或刷毛的放置角度或沿流动方向在所述刷 形密封装置的前面或者说后面限制着该刷形密封装置的第一护團的高 度或在刷毛和对置的表面之间的缝隙方面彼此不同。在各个刷子之间
比如在刷毛的长度方面确定的差别实现了可以更加精确地对在各个先 后布置的刷子上的压力下降的情况进行预测。在工作时间内的损耗情 况或者说磨损以及对由此出现的泄漏的预测也可能要精确得多。通过 这种方式也可以更好地对所述刷子的使用寿命进行优化。
按照本发明的一种有利的改进方案，沿流动方向布置在前面的刷 子与布置在后面的刷子相比具有更大的结构高度，也就是更大的刷毛 长度以及由此也具有更高的刷毛刚度和长度。通过这种方式，通过沿 流动方向的第一级或者说第一刷子发生最大程度的压力下降。在这种 情况下重要的是，在各个刷子上出现指定的压力下降并且通过这种方 式可以更加精确地预测运行情况。在此产生压力下降的特别理想的曲 线走向，如果在所述多级的装置的各个刷子上施加相同的压差。
如果沿流动方向处于前面的刷子受到更大程度的负荷，那么可以 通过以下方法对此加以考虑，即所述刷形密封装置的前面的级与其后 面的级相比具有更高的刷毛束厚度，也就是说刷毛束厚度沿流动方向 变化。
尤其利用沿泄漏流体的流动方向在不同的刷子上的刷毛的长度分 级，有利的是沿流动方向布置在前面的刷子与布置在后面的刷子相比 具有更细的刷毛。因此，比如可以实现这一点，即尽管更长的刷毛， 在刷子中获得类似的刚度并且通过这种方式获得所期望的压差。在相 同的意义上，沿流动方向布置在前面的刷子与布置在后面的刷子相比 具有更小的刷毛刚度是有利的。处于前面的刷子的更高的柔性可以比
如在运行中引起更好的"卸压效应(Blow-Down-Effekts )"的作用。
所述放置角度的平坦度在不同的刷子上沿流动方向逐渐下降，其 目的尤其在于产生"卸压效应"的受控制的变化。在各个刷子之间的 这个参数的受控制的变化使得在压差增加时可以预测刷子的性能。
在所述刷子的各个刷毛之间的摩擦的影响可以更好地受到控制， 如果沿流动方向在刷子的前后设置的、在流入侧保护刷毛并且在流出 侧支撑刷毛的护圏或者说垫圏有针对性地在高度方面进行变化，使得 所述装置的几个刷子更加灵活地对流动条件的变化作出反应并且其它 的刷子由于在刷毛之间的更强的摩擦而保持更加刚性。在各个刷子上， 所述护圏与所述垫圏相比相对于转子可以具有更小的缝隙，用于有利 地影响所述卸压效应。
在所述刷子的垫圏中的腔室的结构作为减压区而公知，它对所述 刷子的压差及相应的泄露情况具有广泛影响。这尤其能够在压差更高 时使所述卸压效应更好地起作用。由此，在现有实施例中所述减压区 的结构对所述多级装置的流出侧的级来说起到决定性的作用，而流入 侧的刷子则可以设计成具有较微小的减压作用或没有减压作用。
此外，可能有意义的是，沿流动方向布置在前面的刷子与布置在 后面的刷子相比刷毛尖端到对置的转子表面具有较小的间距，或者说 一些刷子具有的刷毛长度比其它的刷子或者说刷毛导致所述刷毛更加 有力地抵靠在对置的表面上。
另一种更加精确地对在各个级或者说刷子上的压差进行预测的方 案在于，在所述刷子之间的轴向间距沿流动方向从刷子到刷子逐渐增 加。通过这种方式，也可以在刷子之间设置沿周向延伸的密封尖，从 而产生一种由迷宫式密封装置和刷式密封装置构成的组合密封装置， 并且保留所述刷形密封装置在相对于径向间隙低于额定值的公差方面 的优点。
下面参照用于解释的附图对一种特殊的实施例进行说明。对于本 领域的技术人员来说，除了该实施例之外还获得本发明大量其它的变
型方案。其中
图1是转子、定子和按本发明的刷形密封装置的剖面， 图2是刷形密封装置的轴向(沿流动方向)的视图。
具体实施例方式
图1示出了刷形密封装置1，该刷形密封装置1对在转子18和定 子17之间的缝隙12进行密封。刷子2a、 2b、 2c沿流动方向8先后布 置。在这三个刷子2a、 2b、 2c上相应存在不同的压差Apa、 Apb、 △ pc，其中在刷子2a、 2b、 2c上的压差Ap沿流动方向8上升。通过以 下方式来达到这种效应，即所述刷子2a、 2b、 2c在长度4、其刷毛、 刷毛厚度5、刷毛刚度6、放置角度7方面、在处于刷毛尖端14和表 面13之间的缝隙12方面以及在沿周向15产生的放置角度7方面彼此 不同。第一刷子2a具有最长的刷毛3以及最低的刷毛刚度6及最小的 刷毛厚度5。
所述刷子2a、 2b、 2c具有彼此不同的刷毛束厚度9a、 9b、 9c。所
述刷毛束厚度9a、 9b、 9c从刷子2a、 2b、 2c到刷子2a、 2b、 2c沿流 动方向逐渐减小。
此外，所述刷子在其安装的区域中分别具有减压区19a、 19b、 19c。 所述减压区19a、 19b、 19c从刷子2a、 2b、 2c到刷子2a、 2b、 2c在其 大小方面如此变化，使得沿流动方向的第一刷子2a、 2b、 2c具有最大 的减压区并且最后的刷子2a、 2b、 2c具有最小的减压区19a、 19b、 19c。
在这里，不仅第一护圏10而且第二护圈11在高度方面都小于在 接下来的刷子2b或最后的刷子2c上的护團。在对置的表面13和刷毛 尖端14之间的缝隙12与接下来的刷子2b和2c相比具有径向最宽的伸 长。
权利要求
1.蒸汽涡轮机的多级的刷形密封装置(1)，其中所述刷形密封装置(1)包括多个刷子(2a、2b、2c)，所述刷子(2a、2b、2c)则分别具有多根刷毛(3)，其特征在于，所述并排布置的刷子(2a、2b、2c)在-刷毛(3)的长度(4)和/或-刷毛厚度(5)和/或-刷毛刚度(6)和/或-刷毛束厚度(9a、9b、9c)和/或-刷毛(3)的放置角度(7)和/或-在所述刷子(2a、2b、2c)之间的压力补偿区的结构和/或-沿流动方向在所述刷形密封装置(1)的前面限制着该刷形密封装置(1)的第一护圈(10)的高度和/或-沿流动方向在所述刷形密封装置(1)的后面限制着该刷形密封装置(1)的第二护圈(11)的高度和/或-在所述刷毛(3)和对置的表面(13)之间的缝隙(12)方面彼此不同。
2. 按前一项权利要求所述的刷形密封装置(1)， 其特征在于，沿流动方向(8)布置在前面的刷子(2a、 2b、 2c)与布置在后面 的刷子(2a、 2b、 2c)相比具有更大的刷毛(3)长度(4)。
3. 按权利要求1或2所述的刷形密封装置(1), 其特征在于，沿流动方向(8)布置在前面的刷子(2a、 2b、 2c)与布置在后面 的刷子(2a、 2b、 2c)相比具有更细的刷毛(3)。
4. 按前述权利要求中任一项所述的刷形密封装置(1)， 其特征在于，沿流动方向(8)布置在前面的刷子(2a、 2b、 2c)与布置在后面 的刷子(2a、 2b、 2c)相比具有更小的刷毛(3)刚度。
5. 按前述权利要求中任一项所述的刷形密封装置(1)， 其特征在于，沿流动方向(8)布置在前面的刷子(2a、 2b、 2c)与布置在后面 的刷子(2a、 2b、 2c)相比具有更平坦的刷毛(3)放置角度(7)。
6. 按前述权利要求中任一项所述的刷形密封装置(1)， 其特征在于，沿流动方向(8)布置在前面的刷子(2a、 2b、 2c)与布置在后面 的刷子(2a、 2b、 2c)相比具有沿流动方向(8)设置在所述刷子(2a、 2b、 2c)的刷毛(3)前面的护團的更小的高度。
7. 按前述权利要求中任一项所述的刷形密封装置(1)， 其特征在于，沿流动方向(8)布置在前面的刷子(2a、 2b、 2c)与布置在后面 的刷子(2a、 2b、 2c)相比具有沿流动方向(8)设置在所述刷子(2a、 2b、 2c)的刷毛(3)后面的护围(11)的更小的高度。
8. 按前述权利要求中任一项所述的刷形密封装置(1)， 其特征在于，沿流动方向(8)布置在前面的刷子(2a、 2b、 2c)与布置在后面 的刷子(2a、 2b、 2c)相比，刷毛尖端(14)到对置的表面(13 )具 有更小的间距。
9. 按前述权利要求中任一项所述的刷形密封装置(1)， 其特征在于，在所述刷子(2a、 2b、 2c)之间的轴向间距沿流动方向(8)从刷 子(2a、 2b、 2c)到刷子(2a、 2b、 2c)逐渐增加。
10. 按前述权利要求中任一项所述的刷形密封装置(1)， 其特征在于，在所述刷子(2a、 2b、 2c)之间设置了沿周向(15)延伸的密封 尖(16)。
全文摘要
本发明涉及一种蒸汽涡轮机的多级的刷形密封装置(1)，其中所述刷形密封装置(1)包括多个刷子(2a、2b、2c)，所述刷子(2a、2b、2c)则分别具有多根刷毛(3)。以往多级的刷形密封装置保守地进行设计，因为不可能对在各个级上的压差进行准确预测。因此本发明的任务是，提供一种刷形密封装置，该刷形密封装置能够对各个级或者说刷子上的压差进行更精确地预测，并且因此在充分利用可能的节省的情况下也允许更加精确地设计所述刷形密封装置的尺寸。在此提出，所述并排布置的刷子(2a、2b、2c)在不同的参数方面是不同的。
文档编号F16J15/32GK101375089SQ200780003482
公开日2009年2月25日 申请日期2007年1月23日 优先权日2006年1月26日
发明者K·乌尔利克斯, M·尼夫, N·瑟肯 申请人:西门子公司