一种多级压缩机组合式密封结构的制作方法

本实用新型属于透平压缩机技术领域，具体涉及一种多级压缩机组合式密封结构。

背景技术：

多级压缩机具有工作转速高、压比大、叶轮级数多等特征，当多级压缩机运转时，气体从一级叶轮的入口吸入，经一级叶轮高速旋转形成压力，然后从一级叶轮出口排出到达蜗壳部件的二级入口，因蜗壳部件为静止件，与旋转的各级叶轮、主轴间存在空腔，为防止气体在各空腔内窜入、倒流，需要在蜗壳部件与各级叶轮间、蜗壳部件与主轴间分别设置密封装置，以减少或杜绝漏气量，提高多级压缩机工作效率。现有的叶轮口环、级间密封所采用的密封器为整体结构，密封器使用整体材料切削浪费多，尤其当输送氧气时需纯银、铜镍合金等贵重材料，加工成本相当高，而且个别密封齿损坏需更换整个密封器，后期维护保养费较高。

技术实现要素：

本实用新型基于密封器采用镶片式组合结构，叶轮口环、级间密封采用不同密封形式结合的设计思路，提供一种多级压缩机组合式密封结构，以克服现有技术中存在的问题，并提升密封效果。

所述的一种多级压缩机组合式密封结构，包括连接配合的主轴、一级叶轮、邻级叶轮、蜗壳部件，其特征在于一级叶轮、邻级叶轮口环处与蜗壳部件之间分别设置一级轮盖密封器、邻级轮盖密封器，一级叶轮、邻级叶轮的轮盘外侧的主轴与蜗壳部件之间分别设置一级蜗壳密封器、邻级蜗壳密封器，所述的一级轮盖密封器、邻级轮盖密封器分别采用台阶形镶片式结构，所述的一级蜗壳密封器、邻级蜗壳密封器分别采用平滑形镶片式结构。

所述的一种多级压缩机组合式密封结构，其特征在于所述的一级轮盖密封器、邻级轮盖密封器分别由轮盖密封器基体与一组轮盖密封器密封片、轮盖密封器固定圈镶接配合构成，轮盖密封器密封片、轮盖密封器固定圈间隔排列，轮盖密封器密封片的深度依次逐步递减构成台阶形结构，轮盖密封器固定圈配合设置在相邻两片轮盖密封器密封片之间。

所述的一种多级压缩机组合式密封结构，其特征在于所述的一级蜗壳密封器、邻级蜗壳密封器分别由蜗壳密封器基体与一组蜗壳密封器密封片、蜗壳密封器固定圈镶接配合构成，蜗壳密封器密封片等同深度依次排列构成平滑结构，蜗壳密封器固定圈配合设置在相邻两片蜗壳密封器密封片之间。

所述的一种多级压缩机组合式密封结构，其特征在于所述的一级叶轮与一级轮盖密封器的配合位、邻级叶轮与邻级轮盖密封器的配合位分别采用台阶形结构。

所述的一种多级压缩机组合式密封结构，其特征在于所述的轮盖密封器固定圈、蜗壳密封器固定圈的外界面采用等腰梯形凹槽，轮盖密封器固定圈、蜗壳密封器固定圈与相应的被密封件之间构成类似等腰梯形的密封空腔。

所述的一种多级压缩机组合式密封结构，其特征在于所述一级轮盖密封器、一级蜗壳密封器、邻级轮盖密封器、邻级蜗壳密封器分别采用水平剖分结构。

所述的一种多级压缩机组合式密封结构，其特征在于所述的轮盖密封器密封片按四片及以上设置排列。

所述的一种多级压缩机组合式密封结构，其特征在于所述的蜗壳密封器密封片按四片及以上设置排列。

所述的一种多级压缩机组合式密封结构设计新颖、构思合理，为设备安全长期运行提供有力保障，本技术方案中叶轮口环处采用台阶形镶片式密封，叶轮级间采用平滑形镶片式密封，不同密封形式的结合应用提高了多级透平压缩机的级间密封效果；密封器本身采用镶片式的组合结构，不仅降低密封器的制作成本，更增加了密封器维护的可操作性，杜绝了个别齿损坏而致整个密封报废的现象。

附图说明

图1为本实用新型示意图；

图2为所述一级轮盖密封器、邻级轮盖密封器与被密封件之间的密封结构示意图；

图3为所述一级蜗壳密封器、邻级蜗壳密封器与被密封件之间的密封结构示意图；

图中：1－一级轮盖密封器、2－一级蜗壳密封器、3－邻级轮盖密封器、4－邻级蜗壳密封器、5－蜗壳部件、6－主轴、7－一级叶轮、8－邻级叶轮、9－轮盖密封器基体、10－轮盖密封器密封片、11－轮盖密封器固定圈、12－蜗壳密封器基体、13－蜗壳密封器密封片、14－蜗壳密封器固定圈。

具体实施方式

现结合说明书附图，详细说明本实用新型的具体实施方式：

如图所示为一种多级压缩机组合式密封结构，一级叶轮7、邻级叶轮8与主轴6组合后安装在蜗壳部件5内，一级叶轮7、邻级叶轮8口环处与蜗壳部件5之间分别设置一级轮盖密封器1、邻级轮盖密封器3，一级轮盖密封器1、邻级轮盖密封器3分别采用台阶形镶片式结构，具体由轮盖密封器基体9与一组轮盖密封器密封片10、轮盖密封器固定圈11镶接配合构成，轮盖密封器密封片10、轮盖密封器固定圈11间隔排列，轮盖密封器密封片10按四片及以上设置排列，且轮盖密封器密封片10的深度依次逐步递减构成台阶形结构，相应地，一级叶轮7与一级轮盖密封器1的配合位、邻级叶轮8与邻级轮盖密封器3的配合位分别采用台阶形结构，使得一级轮盖密封器1、邻级轮盖密封器3与被密封件之间构成台阶形密封结构；轮盖密封器固定圈11配合设置在相邻两片轮盖密封器密封片10之间，轮盖密封器固定圈11的外界面采用等腰梯形凹槽，使得轮盖密封器固定圈11与相应的被密封件之间构成类似等腰梯形的密封空腔；一级叶轮7、邻级叶轮8的轮盘外侧的主轴6与蜗壳部件5之间分别设置一级蜗壳密封器2、邻级蜗壳密封器4，一级蜗壳密封器2、邻级蜗壳密封器4分别采用平滑形镶片式结构，具体由蜗壳密封器基体12与一组蜗壳密封器密封片13、蜗壳密封器固定圈14镶接配合构成，蜗壳密封器密封片13按四片及以上设置排列，且蜗壳密封器密封片13等同深度依次排列构成平滑形结构，与相应的被密封件之间构成平滑形密封结构；蜗壳密封器固定圈14配合设置在相邻两片蜗壳密封器密封片13之间，蜗壳密封器固定圈14的外界面采用等腰梯形凹槽，使得蜗壳密封器固定圈14与相应的被密封件之间构成类似等腰梯形的密封空腔。

上述实施例中，一级轮盖密封器1、一级蜗壳密封器2、邻级轮盖密封器3、邻级蜗壳密封器4分别采用水平剖分结构，以下将轮盖密封器、蜗壳密封器统称为密封器进行描述，相应构成密封器的密封器基体、密封片组、固定圈组均沿主轴轴心线中心剖分为上下两部分，密封器基体内圆处开有凹槽，凹槽内依次按密封片、固定圈、密封片、固定圈、密封片的顺序排列设置，且密封片的数量为大于等于4件，固定圈的数量比密封片数量减少1件，密封片的厚度根据材料特性设计，密封片及固定圈的组合是利用节流-膨胀-节流原理，使气体每经过一个密封片压力下降一次，气体经过4个及以上数量的密封片后就几乎没有压力了，各部件都采用剖分式结构使组装方便简单，可操作性强；作为优选，密封片一般为铜合金、镍片、铝等较软的材料，防止齿尖刮伤压缩机转子，保护叶轮的同时增加韧性，可对压缩机性能变化进行缓冲；而密封器基体、固定圈采用较密封片刚性更强的金属材料，由于密封片较薄且易变形，固定圈可以很好地使密封片固定在密封器基体上，而且可以充分消除因密封片材料厚度不均引起的轴向误差，而通过改变固定圈的外界面结构，使固定圈与被密封件之间形成类似等腰梯形的密封空腔，可减少气流旋涡，延长设备使用寿命；密封器本身采用镶片式的组合结构，不仅降低密封器的制作成本，更增加了密封器维护的可操作性，杜绝了个别齿损坏而致整个密封报废的现象

如图2所示为一级轮盖密封器1、邻级轮盖密封器3与被密封件之间的密封结构示意，即叶轮口环与蜗壳部件间的密封结构，轮盖密封器密封片10的内圆直径随着叶轮轮盖台阶直径的走向依次增大，此直径值为等差数列，当叶轮数量增加，为平衡轴向力，叶轮的吸气方向有变化，轮盖密封器密封片10的直径值递增方向也跟着变化，采用台阶式密封布置方式，本技术方案将轮盖密封器密封片10设置在密封台阶的中间位置，可避免密封齿与台阶碰触；压缩机工作时，气体流过轮盖密封器密封片10与一级叶轮7的间隙时，进入轮盖密封器固定圈11与一级叶轮7的密封腔，由于截面积突然增大，气体压力下降的同时气流会形成很强的旋涡，本技术方案通过改变轮盖密封器固定圈11的结构改变相应密封腔架构，可减少气流旋涡，增加密封效果。

上述实施例中，图1仅表达了两只叶轮所配置的密封器，压缩机出口压力越高则叶轮数量越多，其余密封器的结构类同。当多级压缩机运转时，气体从一级叶轮7的入口吸入，经一级叶轮7高速旋转形成压力，然后从一级叶轮7出口排出到达蜗壳部件5的二级入口，因蜗壳部件5为静止件，与旋转的各级叶轮、主轴6间存在空腔，叶轮口环处采用台阶形镶片式密封，叶轮级间采用平滑形镶片式密封，不同密封形式的结合应用，有效防止气体在各空腔内窜入、倒流，提高了多级透平压缩机的级间密封效果。