新型布莱登刷式汽封的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种新型布莱登刷式汽封。在每个汽封体的弧段间镶装有弹簧，汽封体进气侧设有进汽槽，布莱登汽封的一个或者多个齿为新型结构的柔性刷式汽封齿，在布莱登汽封齿前开有凹槽，凹槽内嵌放有刷式汽封齿，所述刷式汽封齿按顺序紧固排列着前挡板、刷丝束及后挡板。该实用新型可以大大改善汽轮机、燃气轮机启机困难的问题，配合刷式汽封可以使刚性汽封齿变成柔性汽封齿，使密封寿命和性能都大为提升，消除了传统刷式密封因结合部位刚性凸尖造成的相互制约问题，消除了刷式汽封齿因前后压差引起的弹性滞后问题，改善了轴流对刷丝末端的异常抖动干扰，实现了汽轮机、燃气轮机高中压部分稳定、安全、高效的密封性能。
【专利说明】新型布莱登刷式汽封【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种新型刷式密封件，尤其是用于高速运转的汽轮机、燃气轮机上的新型布莱登刷式汽封。
【背景技术】
[0002]公知的汽轮机转子与静子间均设有汽封，传统的汽封结构多为迷宫式汽封，即转子加工成凹凸结构，汽封采用高低齿结构与之相配合。汽封在整圈上一般分为4~12段，以适应水平中分式缸体，安装时依次滑入静子的T型槽道内，汽封在弹簧片的支撑下与转子保持一定间隙，一旦碰磨汽封可以弹性退让。
[0003]刷式汽封是在传统梳齿汽封基础上发展起来的，即把梳齿汽封的一个或几个汽封齿替换为刷式汽封齿。刷式汽封齿是由紧密排列的特种合金丝组成，它们和转子相碰磨时，刷丝可以弹性退让，不易被磨掉，保证了机组在小间隙甚至零间隙下的安全运行，即便机组过临界转速和变工况时，刷丝也会跟随转子自由退让却不会磨损，待机组稳定之后，又恢复良好的密封性能。
[0004]由于刷丝间空隙的不均匀性作用，均匀的来流进入刷丝束中就变得不均匀了，并且从紧密的刷丝束区域向疏松的刷丝束区域偏流，这些偏流在刷丝排之间逐渐形成同向流和射流，并产生随机的二次流和旋涡流。而当一射流遇到前面紧密的刷丝束，就会改变运动方向而变成和主流方向垂直的横向流动，即横向流。正由于刷丝束破坏流动而确保流动的不均匀性，使流体产生了自密封效应，横向流动代替向前流动显然是对流体自密封的重要贡献，它能使横流过刷子的总压降增大从而减少密封介质的泄漏。
[0005]传统的刷式汽封，因为无法有效解决刷丝束前后的较大压差，在汽流的压力作用下使刷丝紧贴住后挡板，刷丝失去了自由退让的功能，产生滞后，容易引起碰磨现象，甚至会引起振动。
[0006]传统的刷式汽封受加工工艺的制约，分段切割时为了保证刷丝的完整性及排列的连续性，须顺着刷毛角度切割，这样在汽封结合面形成一凸尖，复杂的结构给安装调试带来一定的不便，同时由于每块弧段在结合面处因为斜面凸尖的相互作用，使整圈汽封连为一体，失去了每个弧段都可以弹性退让的设计思想，会引起异常振动。
[0007]传统的刷式密封在转子高速运转时,会顺着转动方向形成一股旋转气流,该气流会造成刷丝末端异常抖动，使得密封间隙变大，而降低了刷式密封效果。
[0008]二十四年前(1989年)出现的布莱登汽封的设计理念是在每个汽封弧段的结合部镶装有弹簧，汽封弧段在弹簧的作用下向外张开，使得汽封齿和转子之间留有足够间隙，在启机工况下，进入汽封背弧的汽压较小，还不能克服弧段间弹簧的弹力，可以使汽封齿和转子间保持较大的间隙，不会引起启机困难和碰磨，在完成启机过程后，开始加载负荷，进入汽轮机的主蒸汽压力逐渐升高，通过导气槽进入汽封背弧的汽压开始升高，该压力克服掉汽封弧段间的弹簧弹力使汽封弧段闭合起来，可以避免启机困难的问题，但缺点是汽封齿仍是刚性的，长期运行容易造成汽封齿永久性的磨损，而降低密封效果。实用新型内容
[0009]为了解决传统布莱登汽封长期运行容易造成密封效果降低的问题，本实用新型提供了一种新型布莱登刷式汽封。该新型汽封能够较长的时间里保持非常安全、稳定、高效的密封状态。
[0010]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:将结构改进后的刷式汽封和布莱登汽封结合在一起，将布莱登汽封齿更换为新结构的柔性刷式汽封齿，本实用新型将刷式汽封齿的前后挡板的弧段端面设计为径向平面型式，解决了现有的刷式汽封挡板因为凸尖的相互制约使每个弧段不能自由弹性退让的问题，将刷式汽封齿的后挡板与刷丝束间设计有空隙，使部分介质可以在后挡板和刷丝束间形成压力区，可以减小刷丝束前后的压差，解决了因前后压差较大引起的弹性滞后问题，实用新型采用了布莱登汽封结构，在启机过程中，汽封弧段间因弹簧弹力而张开，克服了因安装间隙过小引起启机困难问题，本实用新型在刷式汽封齿前镶装有导流槽，可以干扰转子表面旋转方向的轴流，可以有效改善刷丝末端因轴流干扰而刷丝严重抖动的现象，保证了刷丝状态的稳定。本实用新型解决了启机问题，减少了碰磨和异常振动，提高了安全运行的性能，进而保证了高性能的密封效果。在汽封体每个弧段间镶装有弹簧，汽封体进汽端设有进汽槽，将布莱登汽封的一个或者多个齿改造成为新型结构的柔性刷式汽封齿，在布莱登汽封齿前开有凹槽，凹槽内嵌放有刷式汽封齿，所述刷式汽封齿按顺序紧固排列着前挡板、刷丝束及后挡板，所述前挡板、后挡板及刷丝束固定焊接在一起，刷丝束为直径0.05-0.15mm的耐高温合金丝，刷丝束厚度为
0.5mm-2.5mm。
[0011]刷式汽封齿的前挡板、后挡板加工成平角，该档板端部切割线的延长线到达该弧段的圆心，仅保留倾斜的刷丝凸尖部分，刷式汽封齿的前挡板及后挡板与汽封体弧段的端面对齐，这样加工后的结合面不会在弹性退让时因刚性凸尖而互相制约。
[0012]刷丝束与后挡板间留有一定空隙，该空隙由紧密排列的金属网眼构成或者在后挡板上加工出高密度排列的细小凹槽，这样部分介质就能透过刷丝束在刷丝束与后挡板间凹槽处形成压力区，可以平衡掉前后较大压差，使刷丝能够消除弹性滞后现象。
[0013]在每个刷式汽封齿的进汽面镶装有倾斜排列的导流槽，导流槽引导汽流干扰刷式末端的轴流，减少刷丝末端因轴流引起的异常抖动，提升密封性能。
[0014]本实用新型的有益效果是:
[0015]首先可以避免刷式汽封安装后启机困难的大问题，同时解决了刷式汽封长期以来因结构问题产生的刷丝弹性滞后问题、解决了刷丝末端因轴流引起的异常抖动问题，改善了每个弧段间相互牵制无法自由退让问题。该实用新型可以使汽轮机、燃气轮机保持非常安全、稳定、高效的密封状态。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0017]图1是本实用新型的结构原理示意图。
[0018]图2是刷式汽封齿构件结构示意图。
[0019]图3是新型布莱登刷式汽封外形图。[0020]图4是刷式汽封齿后挡板示意图。
[0021]图中，1.汽缸体，2.汽封体，3.导流槽，4.进汽槽，5.弹簧，6.刷式汽封齿，7.转子，8.前挡板，9.空隙，10.后挡板，11.刷丝束，12.新型布莱登刷式汽封弧段间配合部位，13.后挡板上凹槽，14.挡板切割线，15.刷丝凸尖。
【具体实施方式】
[0022]在每个汽封体的弧段间镶装有弹簧5，汽封体进气端设有进汽槽4，布莱登汽封的一个或者多个齿为新型结构的刷式汽封齿6，在布莱登汽封齿前开有凹槽，凹槽内嵌放有刷式汽封齿6，所述刷式汽封齿6按顺序紧固排列着前挡板8、刷丝束11及后挡板10，所述前挡板8、后挡板10及刷丝束11固定焊接在一起，刷丝束11为直径0.05-0.15mm的耐高温合金丝，刷丝束11厚度为0.5mm-2.5臟。
[0023]刷式汽封齿6的前挡板8、后挡板10为平角，该档板切割线14的延长线到达该弧段的圆心，仅保留刷丝凸尖15部分，刷式汽封齿的前挡板8及后挡板10与汽封体弧段的端面对齐，这样加工后的结合面不会在弹性退让时因刚性凸尖而互相制约。
[0024]刷丝束11与后挡板10间留有空隙9，该空隙9由紧密排列的金属网眼构成或者在后挡板上加工有高密度排列的细小凹槽13。这样部分介质就能透过刷丝在刷丝束与后挡板间空隙9处形成压力区，可以平衡掉前后较大压差，使刷丝能够消除弹性滞后现象。
[0025]在每个刷式汽封齿6的前面镶装有倾斜排列的导流槽3。导流槽3引导汽流干扰刷丝末端的轴流，减少刷丝末端因轴流引起的异常抖动，提升密封性能。
【权利要求】
1.新型布莱登刷式汽封，包括汽封体(2)、刷式汽封齿(6)其特征是:在每个汽封体的弧段间镶装有弹簧(5)，汽封体进气端设有进汽槽(4)，布莱登汽封的一个或者多个齿为新型结构的刷式汽封齿(6)，在布莱登汽封齿前开有凹槽，凹槽内嵌放有刷式汽封齿(6)，所述刷式汽封齿(6)顺序紧固排列着前挡板(8)、刷丝束(11)及后挡板(10)，所述前挡板(8)、后挡板(10)及刷丝束(11)固定焊接在一起。
2.根据权利要求1所述的新型布莱登刷式汽封，其特征是:刷丝束(11)为直径0.05-0.15mm的耐高温合金丝，刷丝束(11)厚度为0.5mm_2.5mm。
3.根据权利要求1所述的新型布莱登刷式汽封，其特征是:刷式汽封齿(6)的前挡板(8)、后挡板(10)为平角，前挡板(8)及后挡板(10)与汽封体弧段的端面对齐。
4.根据权利要求1所述的新型布莱登刷式汽封，其特征是:刷丝束(11)与后挡板(10)间留有空隙(9)，该空隙(9)由紧密排列的金属网眼或高密度细小后档板凹槽(13)的结构。
5.根据权利要求1所述的新型布莱登刷式汽封，其特征是:在每个刷式汽封封齿(6)的前面镶装有倾斜排列的导流槽(3)。
【文档编号】F01D11/12GK203685305SQ201420022192
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年1月8日 优先权日:2014年1月8日
【发明者】张建华 申请人:张建华