，工质在径向上的流动受到额外的节流效应，并且由于密封齿结构密封腔内产生复杂的旋涡流动，对能量耗散加快，达到极低的泄漏量以及极为优秀的密封效果。对于转子振动带来的影响，此结构的两平行密封齿可以适应转子振动特性改变带来的径向间隙的改变。保证在转子达到振动任意时刻有至少一个密封齿环可以在径向产生节流效应。
[0027]通过安装在转子与安装冠上的F型密封齿结构增加密封齿的节流效应以及密封腔内对动能的耗散以保证极优秀的密封效果与极低的泄漏量。只需要传统刚性非接触密封一半的密封圈数量可以达到一样的密封效果。这种密封结构简单，对转子的适应能力强，安装、拆卸、替换均比较方便。多个F型密封齿的特殊结构所共同决定的，F型密封齿环之间的配合作用可以充分应对转子振动导致的径向间隙变化以及泄漏量的变化，保证转子振动不会增加泄漏量。
[0028]本实用新型的目的是这样实现的:整个密封环是由6个独立的扇形环拼装而成的。6个扇环的扇形角均为60°。密封齿环I与密封齿环2平行地分别焊接在密封直齿3的冠部与颈部，将密封齿形状加工成为F型。将F型密封齿交错地安装在转子与静子上。其F型密封齿开口面向来流，如结构图1所示。通过F型密封齿的独特结构来增加节流效应，增加密封有效长度，并增加径向节流。转子振动导致齿顶上方径向间隙周期性变化。固定在安装冠上的F型密封齿静止不动，上游的安装在转子上的F型密封齿向上运动时，齿顶间隙减小，此时下游密封齿环I和2共同起到节流作用。随着转子振动，固定在转子上的F型密封齿向下运动至密封齿环2所处轴线低于下游F型密封齿的密封齿环I的水平位置时，此时转子上的F型密封齿的密封齿环I丧失大部分的节流功能，但此时F型密封齿环2可以保证转子运动到最低点前始终保持其位置低于上游密封齿，保证了密封齿在径向上的节流效应充分实现。简而言之，就是安装在安装冠上的倒置F型密封结构可以保证在转子振动边界的裕度内，轴向与径向复合式的节流效应可以充分发挥，并且径向节流的能力是随着转子振动位置决定的。交错式F型密封齿结构可以适应转子振动这一条件并保证振动不会明显使泄漏量增加。
[0029]本实用新型公开了一种可以适应转子振动的低泄漏F型交错齿迷宫密封结构，该结构包括可分体拆装的密封环、安装在密封环及安装冠上的直齿、以及与直齿平行焊接的密封圈。本实用新型利用密封圈与直齿构成的F型密封结构增加径向方向的节流效应。相邻密封齿的排列方式保证，在转子振动的上下边界内，至少有一个水平密封圈可以起到节流作用。利用F型密封齿自身结构将轴向流动密封转化为径向与轴向的复合密封形式。从而可以减少密封系统的泄漏量，并且可以适应转子振动，减弱转子振动带来泄漏量的增加，提高叶轮机械的效率。同时，较大的径向间隙可以充分避免密封齿与转子或静子避免的碰撞与摩擦。
[0030]也即本实用新型包括安装在转子上的正F型密封齿环;安装在安装冠中的倒F型密封齿环;镶嵌在直齿上的平行密封圈，与直齿共同构成F型密封结构;F型密封结构中的平行密封圈顶部与转子或安装冠构成径向密封间隙;F型密封结构中的平行密封圈边界与上游密封齿背部构成轴向密封间隙;正F型密封结构与倒F型密封结构共同组成密封腔室。
[0031]安装冠顶端为开槽结构，开槽深度为2-3mm;其两侧均设有气槽。正F型密封环是通过凹槽将其安装在转子上;倒F型密封环是通过凹槽将其安装在安装冠中；F型密封齿平行密封圈镶嵌在直齿密封环冠部及颈部。
【主权项】
1.一种可以适应转子振动的低泄漏F型交错齿迷宫密封，其特征在于:包括扇形环，扇形环包括转子、安装冠，转子的上端面和安装冠的下端面分别设置有两个F型密封齿，每个F型密封齿都包括直齿和设置在直齿端部的第一密封齿环和第二密封齿环，转子上的F型密封齿正着安装、安装冠的F型密封齿倒着安装，且四个F型密封齿交替布置并面对来流方向，转子上的F型齿环的第二密封齿环与安装冠上的F型齿环的第一密封齿环处于同一水平位置，形成密封腔。2.根据权利要求1所述的一种可以适应转子振动的低泄漏F型交错齿迷宫密封，其特征在于:所述的扇形环有6个，均为60°，6个扇形环拼成圆形结构。3.根据权利要求1或2所述的一种可以适应转子振动的低泄漏F型交错齿迷宫密封，其特征在于:第一密封齿环和第二密封齿环的端部均设置成与水平面呈40°角的斜面，第一密封齿环和第二密封齿环的厚度均是0.3_，第一密封齿环的轴向长度为1.5-3mm;第二密封齿环的轴向长度为2-3.5mm。4.根据权利要求1或2所述的一种可以适应转子振动的低泄漏F型交错齿迷宫密封，其特征在于:密封直齿的径向厚度是:直齿顶部厚度为l-2mm、直齿根部厚度为3-5mm。5.根据权利要求3所述的一种可以适应转子振动的低泄漏F型交错齿迷宫密封，其特征在于:密封直齿的径向厚度是:直齿顶部厚度为1_2_、直齿根部厚度为3-5_。6.根据权利要求1或2所述的一种可以适应转子振动的低泄漏F型交错齿迷宫密封，其特征在于:相邻两个F型密封齿的轴向密封间隙是0.2-0.4mm。7.根据权利要求3所述的一种可以适应转子振动的低泄漏F型交错齿迷宫密封，其特征在于:相邻两个F型密封齿的轴向密封间隙是0.2-0.4mm。8.根据权利要求4所述的一种可以适应转子振动的低泄漏F型交错齿迷宫密封，其特征在于:相邻两个F型密封齿的密封间隙是0.2-0.4mm。9.根据权利要求5所述的一种可以适应转子振动的低泄漏F型交错齿迷宫密封，其特征在于:相邻两个F型密封齿的密封间隙是0.2-0.4mm。
【专利摘要】本实用新型提供一种可以适应转子振动的低泄漏F型交错齿迷宫密封，包括扇形环，扇形环包括转子、安装冠，转子的上端面和安装冠的下端面分别设置有两个F型密封齿，每个F型密封齿都包括直齿和设置在直齿端部的第一密封齿环和第二密封齿环，转子上的F型密封齿正着安装、安装冠的F型密封齿倒着安装，且四个F型密封齿交替布置并面对来流方向，转子上的F型齿环的第二密封齿环与安装冠上的F型齿环的第一密封齿环处于同一水平位置，形成密封腔。本实用新型保证转子振动的条件下有极低的泄漏量，保证密封结构不会因转子振动失效。
【IPC分类】F16J15/447
【公开号】CN205207690
【申请号】CN201520989294
【发明人】张海, 贾兴运, 郑群, 杨昊
【申请人】哈尔滨工程大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月3日