抑制流体激振的自动调心滚子密封结构的制作方法

本发明涉及一种应用于汽轮机、燃气轮机、压缩机等透平机械中，是防止流体泄漏并保证设备安全运行的密封装置，尤其是一种能够有效抑制透平机械内部密封引起的流体激振力，提高透平机械性能的自动调心滚子密封结构。

背景技术：

密封装置对透平机械内流体泄漏的抑制、设备安全运行的保障和技术经济性的提高有着重要的作用。现今国内外的密封装置主要分为静密封装置和动密封装置两大类，两者的区别在于被密封的两个元件之间有无相对运动。但对于旋转机械密封所产生的激振力问题，目前尚未研究出有效的解决办法。

旋转机械的密封装置在抑制流体泄漏的同时会产生激振力，对转子的稳定性有着不利的影响。尽管研究者们为削弱激振力的影响而做了许多努力，如在传统梳齿密封的基础上，通过改变密封的结构，提出了蜂窝、刷式、反旋流、阻尼、螺旋槽、阶梯、混合等新型密封型式，但由于上述固定式密封不能根据外界工况的变化而自动调整产生相适应的改变，所以无法解决流体激振的问题。

随着密封技术的新突破——可调节密封的诞生，研究的思维突破了局限。可调节密封的概念由美国于上世纪90年代提出，其主要思想是引入一股气流到密封背部，通过改变气体压力来改变动静间隙，从而达到可调节的目的。1990年，美国GE公司研发了通过引入高压蒸汽来手动控制密封块开合的正压密封。1995年，日本东芝公司提出了采用压力波纹管控制的可调密封。然而，转子在实际的转动过程中，除了有一定偏心之外，还存在一定量的倾斜或弯曲变形，偏心距、偏转角度将不同程度的改变径向力、切向力和泄漏量，并影响转子的周期解稳定性。由于以上问题的存在，流体激振的问题仍没有得到根本解决。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提出一种抑制流体激振的自动调心滚子密封结构。

本发明的技术方案是：一种抑制流体激振的自动调心滚子密封结构，包括密封块、外壳体、转子，所述的外壳体内表面具有一条球面滚道，球面滚道的曲率中心与密封中心一致，所述的密封块外表面具有两道滚道，所述的密封块内表面设置密封齿，密封齿与转子之间形成密封通道，所述的密封块的两道滚道与外壳体内表面的球面滚道之间装配有两列滚子。

当转子发生倾斜或挠曲变形时，所述的密封块受到由于转子倾斜所引起的气流力作用，自动发生偏转，直到密封块与转子同心，气流力为零。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明可以自动补偿由于轴的挠曲和壳体变形产生的同轴度误差，因此可以有效减小由于转子倾斜或挠曲变形引起的流体激振力，进而提高密封抗流体激振能力。

附图说明

图1是本发明的抑制流体激振的自动调心滚子密封结构在同心状态下的示意图；

图2是本发明的抑制流体激振的自动调心滚子密封结构在转子倾斜状态下的示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种抑制流体激振的自动调心滚子密封结构，包括密封块5、外壳体1，滚子3、转子7。外壳体1内表面具有一条球面滚道2，球面滚道2的曲率中心与密封中心一致，密封块5外表面具有两道滚道4，密封块5内表面设置密封齿6，密封齿6与转子7之间形成密封通道，密封块5的两道滚道4与外壳体1内表面的球面滚道2之间装配有两列滚子3。

如图1所示，是密封在同心时结构状态，转子7与密封块5及外壳体1同心，在这种情况下，密封内流体激振力为零；

如图2所示，是密封在转子7倾斜时结构状态，此时密封块5受到由于转子7倾斜所引起的气流力作用，也自动发生偏转，直到密封块5与转子7同心，气流力为零。

可以看出：与传统固定式密封相比，本发明流体激振力可以得到很好地抑制，本发明抗流体振能力较强。

本发明的密封结构的具体原理如下：

自动调心滚子密封具有两列滚子，主要承受径向载荷，同时也能承受任一方向的轴向载荷。该类密封外圈滚道是球面形，且其曲率中心与轴承中心一致，在轴、外壳出现挠曲时，可以自动调荷及二个方向的轴向负荷，补偿同轴度误差，故其调心性能良好。