专利名称:旋转机械的密封装置的制作方法
本发明涉及到例如象压缩机，气体蒸发器等的旋转机械的密封装置。
一个产生高压流体的高速旋转机械有一个问题，即由于高压流体的震动激励力可能在旋转部件上产生一个不稳定的震动，其结果降低了密封装置的密封性能。到目前为止，作为一个消除这种不稳定型的震动的措施，有下面几个方案①，给在密封装置附近的轴承部件提供一个震动阻尼效应。②，制造密封装置附近的轴承部件的支承体时，其刚度要提高。
首先，根据方案①参照图6阐述一下这个密封装置，参考数(101)表示一个旋转体，数(102)表示一旋转机械的外部，数(103)表示这旋转机械的内部，数(130)表示一个密封装置，数(110)表示一个在这旋转机械外部靠近密封装置(130)处的一个轴承装置。在这个轴承装置(110)中，参考数(111)表示一个轴瓦，数字(112)表示一个轴盖，数字(113)表示一个轴盖帽，数字(115)表示在旋转体(101)和轴瓦(111)之间的一层油膜，数字(12)表示具有矩形横截面的密封圈，数(123)表示一个弹性支承部件，数字(125)表示一个轴承台，数字(126)表示在轴承台(125)中的一个轴承油注入孔，数字(127)表示在轴盖(112)上的一个轴承油注入孔。在上述提到的密封装置(130)中，参考数字(135)表示一个外壳(固定部件)，数字(133)表示一个密封盖(固定部件)，数字(134)表示一个密封法兰盘(固定部件)，数字(131)表示一个机械的内密封圈，数字(132)表示一个机械的外密封圈，数字(136)表示在上述外壳(135)上的一个密封液注入孔，数字(137)表示在上述提到的密封盖(133)上的一个密封液注入孔。
轴盖(112)和轴盖帽(113)用弹性支承部件(123)有弹性地支撑在轴承台(125)上，用轴盖(112)和轴盖帽(113)可换置地支承轴瓦(111)，因此，在轴瓦(111)和旋转体(101)之间形成一层油膜(115)，在轴盖(112)和轴承台(125)之间形成了一层油膜(121)，这层油膜通过所谓“挤压效应”减弱了旋转体(101)的震动，这一效应是指轴盖(112)在其径向方向上有不同的偏差，所以，在轴盖(112)和轴承台(125)之间的油孔被从窄缝挤出到窄缝部位，这样，旋转体(101)的震动就通过油膜(115)到轴瓦(111)再到轴盖(112)传递到油膜(121)上去了，因此减弱了旋转体(101)的震动。与此同时，密封液通过密封液注入孔(136)和(137)注入到该机械内密封圈(131)和该机械外密封圈(132)之间的环形槽中，(即，在密封盖(133)和密封法兰盘(134)之间形成一个环形槽)，这样，在固定部件(133)至(135)与旋转体(101)之间的缝隙都被密封液密封了。
图7表示了先有技术中另一密封装置的例子，其构造除了把具有矩形横截面的密封圈换成O形圈以外，其余与图6所示的第一例完全类似。
其次，根据方案②参照图8阐述一下这个密封装置，参考数字(301)表示一个旋转体，图8中省略去一个旋转地支承旋转体(301)的轴承装置。参考数字(330)表示一个密封装置，数字(331)表示一机械的内密封圈，数字(332)表示一机械的外密封圈，数字(333)表示一密封盖(固定部件)，数字(334)表示一密封法兰盘(固定部件)，数字(335)表示一外壳(固定部件)，数字(351)表示一轴承垫圈，数字(352)表示一定位螺钉，轴承垫圈(351)插在该机械的内密封圈(331)和外密封圈(332)之间，轴承垫圈(351)用定位螺钉(352)牢固地固定在该机械的外密封圈(332)上，由于在轴承垫圈(351)和旋转体(301)之间形成一层油膜而提高了对旋转体(301)的支承刚度这样就能提高旋转体(301)的危险转速。应当注意到该机械的外密封圈(332)需要提高其刚度以承受在轴承垫圈(351)和旋转体(301)之间的反作用力，采用在该机械的外密封圈(332)前后两端供以不同压力的办法把该密封圈(332)锁定在密封法兰盘(334)上。
在先有技术中如图6所示的一旋转体的密封装置和上面的阐述，存在着如下一些问题1，轴盖(112)和轴盖帽(113)是用弹性支承部件(123)有弹性地支撑在轴承台(125)上，这样，在油膜(121)处的减小震动的能力是增强了，但支承旋转体(101)的支承刚度却降低了，这样，危险转速就不能定得太高。
2，如上所述，由于轴盖(112)和轴盖帽(113)是用弹性支承部件(123)有弹性地支撑在轴承台(125)上，确定旋转体(101)的中心是困难的，而且，随着时间的推移，也会发生中心偏差。
这些问题同样也存在于先有技术中图7所示的密封装置中。
先有技术中如图8所示的旋转体的密封装置和上面的叙述包含有下例问题1，在该密封装置中配备有一个轴承垫圈(351)由于提高了对旋转体(301)的支承刚度，所以也可以把旋转体(301)的危险转速适当地定高一些，但不能指望它的震动衰减效应也很高。
2，由于加速度引起的旋转体(301)的不定性和该机械的外密封圈(332)开始固定调整时的不精确性使得推测实际载荷分布非常困难，因此，整个密封装置包括轴承装置的震动特性就不能准确地确定。
因此，本发明的一个目的就是给一旋转机械提供一个经过改进的密封装置，它可以有效地抑制旋转体的不稳定震动。
本发明的另一目的是给一旋转机械提供一个经过改进的密封装置，在这装置中，旋转体定圆心很容易完成而且可以消除在先有技术中随着时间的推移所产生的中心偏差。
本发明还有一个目的是给一旋转机械提供一个经过改进的密封装置，整个密封装置包括轴承装置的震动特性都可以准确地确定。
根据本发明的一个特点，这是给一旋转机械提供一个密封装置，在穿过用轴承装置旋转地支承的旋转体的固定部件的一个通孔的内圆周表面提供一个环形槽，在旋转体和在环形槽相对两侧上的固定件的两侧间的缝隙用密封圈密封，在固定件上有一个向环形槽注入密封液的密封液注入孔，在环形槽内配置一个可移动的震动抑制，为了使可移动圈只能在径向方向上移动，把它安装在固定件上，这样，就可以在可移动圈的外圆周表面和环形槽的内圆周表面之间形成一外侧环形窄缝间隙，而在可移动圈的内孔的内圆围表面和延伸穿过该内孔的旋转体的外圆周表面之间可形成一内侧环形窄缝间隙，这内侧环形窄缝间隙被分成许多圆弧窄缝部分，所形成的这些圆弧窄缝的形状是楔形的，它在朝向旋转体的旋转方向的下游端慢慢地变窄。
根据本发明的一个旋转体的密封装置，因为，在可移动圈的内孔的内圆周表面和延伸穿过该内孔的旋转体的外圆周表面之间形成一内侧环形窄缝间隙，并如上所述，它被分成许多圆弧窄缝部分，如上所述因为所形成的这些圆弧窄缝的形状是楔形的，它在朝向旋转体的旋转方向的下游端慢慢地变窄，随着旋转体的旋转，在这一部分的密封液将朝变窄的窄缝间隙流动，因此在相同的密封液中尖劈效应提高了，这样，密封液就形成了一具有很高刚度的密封液膜。另一方面，在可移动圈的外圆周表面和环形槽的内圆周表面之间形成的外侧环形窄缝间隙处形成了一层密封液膜，通过挤压效应，这层膜可以降低旋转体的震动。因为，旋转体的震动通过在内侧环形窄缝间隙处形成的具有很高刚性的密封液膜和可径向移动的移动式震动抑制圈传递到在外侧环形窄缝间隙处形成的密封液膜，因此，可以有效地抑制旋转体的不稳定震动。
此外，根据本发明在密封装置中，如上所述，由于可以有效地抑制旋转体的不稳定震动，就不需要象在先有技术中如图6和图7所示的那种密封装置的情况把轴承部件(轴盖和轴盖帽)有弹性地支撑，在组件上的旋转体对圆心变得更为方便而且可以消除随着时间的推移可能产生的中心偏差。
另外，根据本发明在密封装置中，由于轴承部件支承了旋转体的静态载荷而可移动圈起到了减震的效果，在轴承装置和可移动圈之间的作用的分担及它们相应的特性都可以确切地推断出来，而且整个密封装置包括轴承装置的震动特性都可以准确地确定。
参照本发明的最佳实施例下述说明并结合着看附图，前面的叙述和本发明的其它一些目的，特点及优点将变得更加显而易见。
图1，是根据本发明的一个旋转机械的密封装置的一个最佳实施例的纵向剖面侧视图;
图2，是按图1所示的箭头方向沿线Ⅱ-Ⅱ所作的横截面剖面前视图;
图3，是一个定位螺钉附近部位的放大了的纵向剖面侧视图;
图4，是按图3所示的箭头方向沿线Ⅳ-Ⅳ所作的横截剖面后视图;
图5，是与图2类似的一个横截剖面前视图，它表示的是本发明的另一最佳实施例;
图6，是表示先有技术中一旋转机械的密封装置的一个实施例子的纵向剖面侧视图;
图7，表示的是先有技术中一旋转机械的密封装置的又一个实施例子的纵向剖面侧视图;
图8，仍表示的是先有技术中一旋转机械的密封装置的另外一个实施例子的纵向剖面侧视图。
现在，参照最佳实施例的图1至图4对旋转机械的密封装置进行说明，参考数字(1)表示一个旋转体，数字(10)表示一个轴承装置而数字(40)表示一个密封装置。在上面提到的轴承装置(10)中，参考数字(11)表示一环形轴瓦，数字(12)表示一支承轴瓦(11)的环形轴盖，数字(25)表示一支承轴盖(12)的轴承台，数字(15)表示在轴瓦内圆周表面和旋转体(1)外圆周表面之间形成的一层油膜，旋转体(1)被该轴承装置(10)可旋转地支承住了。在上面提到的密封装置(40)中，参考数字(33)表示一个密封盖(固定部件)，数字(34)表示一个密封法兰盘(固定部件)，数字(35)表示一个外壳(固定部件)，这密封盖(33)和密封法兰盘(34)组成一个环形槽。此外，参考数字(31)表示一机械的内密封圈，数字(32)表示一个机械的外密封圈，用在环形槽的两相对端安置密封圈(31)和(32)的方法，把上面提到的环形槽的内部与机械的内部和外部密封隔离开来。参考数字(50)表示在外壳(35)和密封盖(33)上的密封液注入孔，这样，就可以通过这密封液注入孔(50)把密封液注入进上面提到环形槽里。参考数字(41)表示装在上面提到的环形槽内的可移动的一个震动抑制圈，参看图1、图3和图4，参考数字(43)表示安在上面提到的可移动圈(41)上的一个定位螺钉，可移动的震动抑制圈是支承在密封法兰盘(34)这样由于定位螺钉(43)的限制，它只能在径向方向上移动。另外，参考数字(46)表示在可移动圈(41)的外圆周表面和上述环形槽的内圆周表面之间一个外侧环形窄缝间隙，参考数字(45)表示在可移动圈(41)的内孔的内圆周表面和延伸穿过该内孔的旋转体(1)的外圆周表面之间形成的一个内侧环形窄缝间隙，数字(47)表示在内侧窄缝间隙(45)的轴相对两侧上的对称位置上的两个轴向槽，相应的轴向槽(47)把内侧窄缝间隙(45)分成两个圆弧间隙部分，每个圆弧间隙部分的形状是一个楔形并朝向旋转体(1)旋转方向的下游端逐渐变窄(见图2中箭头所示方向)。另外，参考数字(42)表示在上面提到的可移动圈(41)两相对端部分和上述的密封盖(33)之间的O形圈，数字(48)表示一延伸穿过密封盖(33)的一密封液注入孔，这密封液注入孔(48)和前面提到密封液注入孔(50)及外侧环形窄缝间隙相连通。参考数字(49)表示另一个密封液注入孔，这一密封液注入孔(49)和上述外侧环形窄缝间隙及上面提到的机械的外密封圈(32)的内密封装置的内侧相连通。应当注意到外侧环形窄缝间隙是由轴承装置(10)的旋转体的圆心效应所形成的，因此除了定位螺钉(43)不需要任何其他零件来支承可移动的震动抑制圈(41)另外，省去O形圈(42)和密封液注入孔(48)、(49)也不会带来什么不利影响。
现在，我们就对图1到图4所示的旋转机械的密封装的工作情况作一较详细的叙述。在可移动的震动抑制圈(41)内孔的内圆周表面和穿过该内孔的旋转体(1)之间形成的内侧环形窄缝间隙(45)被分成许多圆弧窄缝间隙部分，每一圆弧窄缝间隙部分其形状象一个楔子并沿旋转体(1)的旋转方向的下游端逐渐变窄，这样，在这些部分的密封液，随着旋转体(1)的旋转就流向较窄的缝隙部分，因为，密封液中的尖劈效应增强，密封液就形成了具有很强刚度的一层液体膜。另一方面，在可移动的震动抑制圈(41)的外圆周表面和环形槽的内圆周表面之间形成的外侧环形窄缝间隙内形成一层密封液膜，通过挤压效应来降低旋转体(1)的震动，通过在内侧环形窄缝间隙(45)内的具有很高刚度的液体膜和可在径向方向上移动的可移动的震动抑制圈(41)把旋转体(1)的震动传递到在上述外侧环形窄缝间隙内形成的密封液膜上，因而，可以有效地抑制旋转体(1)的不稳定震动。
图5表示的是本发明的另一最佳实施例，其结构除了上述的内侧环形窄缝间隙(45)被四个轴向槽(47)分成四个圆弧窄缝间隙部分之外，其余与图1到图4所示的第一最佳实施例相类似，在这个最佳实施中也可以达到与前一例相同的效果。
如前面所作的详细叙述，根据本发明在旋转机械的密封装置里，因为，在可移动圈内孔内圆周表面和延伸穿过该内孔的旋旋体的外圆周表面之间形成的内侧环形窄缝间隙，被分成许多圆弧窄缝间隙部分，而且相应的圆弧窄缝间隙部分的状状是一楔形在旋转体的旋转方向的下游方向上逐渐变窄，随着旋转体的旋转，在这一部分的密封液将流向变窄的窄缝部分，因此，在相同的密封液中，尖劈效应增强，密封液形成了具有很高刚度的一层液体膜。另一方面，在可移动圈外圆周表面和环形槽的内圆周表面之间形成的外侧环形窄缝间隙处形成一层密封液膜，通过挤压效应来减轻旋转体的震动，这样，通过在内侧环形窄缝间隙处形成的具有很高刚度的液体膜和可在径向方向上移动的可移动震动抑制圈把旋转体的震动传递到在外侧环形窄缝间隙处形成的密封液膜上去，因而，可以有效地抑制旋转体的不稳定状态。
此外，如上所述，根据本发明在密封装置中，因为可以有效地抑制旋转体的不稳定震动，就不需要象在先有技术中图6和图7所示的密封装置那样把轴承部分(轴盖和轴盖帽)有弹性地支承住，这样，旋转体对圆心也变得容易了，也可以消除随着时间推移所到起的圆心偏差。
此外，根据本发明，在密封装置中，因为轴承部分支承着旋转体的静态载荷，可移动圈实现抑制震动的效果，这样，轴承装置和可移动圈的角色分配和各自的特点都可以准确地确定，因而，整个密封装置包括轴承装置的震动特点都可以精确地确定。
上面已联系本发明的最佳实例对本发明进行了说明，当然本发明并不是限制在这些图示的实施例中而是包括不脱离本发明的精神而可能作出的在设计上的各种改进和变化。
权利要求
1.旋转机械的一密封装置，在一个固定件的一个通孔的内圆周表面上有一环形槽，通过这通孔一旋转体被一延伸的轴承装置可旋转地支承住了，在上述旋转体和在上述环形槽相对侧上的固定件两端部分之间的窄缝间隙用密封圈密封，在上述固定件上有一密封液注入孔，可用来向上述环形槽内注入密封液；其特点在于在上述环形槽内配有一个可移动的震动抑制圈，上述可移动圈安装在上述的固定件使得它只能在径向方向上移动，这样，就可在上述可移动圈的外圆周表面和上述环形槽的内圆周表面之间形成一个外侧环形窄缝间隙，同时可以在上述可移动圈的内孔的内圆周表面和延伸穿过上述该内孔的上述旋转体的外圆周表面之间形成一个内侧环形窄缝间隙，上述内侧环形窄缝间隙被分成许多圆弧部分，上述相应的圆弧窄缝间隙部分是楔形的它们在沿上述旋转体的旋转方向的下游端逐渐变窄。
专利摘要
在回转机械密封装置中，环形槽内振动抑制圈安装在固定部件上，只能在径向移动。在上述圈的相对圆周表面和环形槽之间形成外环间隙。在上述圈内孔的相对圆周表面和穿过内孔的回转体之间形成内环间隙。内侧内隙分成许多弧形间隙部分，每部分为楔形，沿上述旋转体旋转方向变窄。
文档编号F01D25/18GK86102491SQ86102491
公开日1987年9月9日 申请日期1986年3月12日
发明者片山一三, 毛利靖, 神吉博, 森井茂树, 竹下兴三, 小泽丰, 吉田善一 申请人:三菱重工业株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan