文档介绍：迷宫密封、浮环密封机理与维修
摘要:
关键词:迷宫密封、浮环密封、维修
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迷宫密封是在转轴周围设若干个依次排列的环行密封齿,齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔,被密封介质在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的。
由于迷宫密封的转子和机壳间存在间隙,无固体接触,毋须润滑,并允许有热膨胀,适应高温、高压、高转速频率的场合,这种密封形式被广泛用于汽轮机、燃汽轮机、压缩机、鼓风机的轴端和的级间的密封,其他的动密封的前置密封。
一、迷宫密封的密封机理
流体通过迷宫产生阻力并使其流量减少的机能称为“迷宫效应”。对液体,有流体力学效应,其中包括水力磨阻效应、流束收缩效应;对气体,还有热力学效应,即气体在迷宫中因压缩或者膨胀而产生的热转换;此外,还有“透气效应”等。而迷宫效应则是这些效应的综合反应,所以说,迷宫密封机理是很复杂的。
二、迷宫密封的结构型式
迷宫密封按密封齿的结构不同,分为密封片和密封环两大类型。
密封片结构紧凑,运转中与机壳相碰,密封片能向两侧弯曲,减少摩擦,且拆换方便。
密封环由6~8块扇形块组成,装入机壳与转轴中,用弹簧片将每块环压紧在机壳上,弹簧片压紧力约60~100N,当轴与齿环相碰时,齿环自行弹开,避免摩擦。这种结构尺寸较大,加工复杂,齿磨损后将整块密封环调换,因此应用不及密封圈结构广泛。
三、直通型迷宫的特性
由于在轴表面加工沟槽或各种形状的齿要比孔内加工容易,因此常把孔加工成光滑面,与带槽或带齿的轴组成迷宫,这就是直通型迷宫,因制作方便,所以直通型迷宫应用最广。但是,直通型迷宫存在着透气现象,其泄露量大于理想迷宫的泄露量。
迷宫特性的影响因素:
1) 齿的影响。齿距一定时,齿数越多,泄露量越少。齿距改变时,齿距越大,泄露量会急剧下降,同时还可以减少透气现象的影响。
2) 膨胀室的影响。国外对膨胀室深度的影响进行过试验研究,结论是浅的膨胀室对减少泄露量有利。根据对膨胀室流动状态的观察,认为浅膨胀室中的旋涡是不稳定的。由于旋涡能很快地把能量耗尽,所以膨胀室的渐近速度减小,起到减小泄露的效果。
3) 副室的影响。所谓“副室”是指直通型迷宫光滑面上开的附属槽,开槽后迷宫中的流动状态立即发生明显的变化。试验证明,只要副室的位置恰当,泄露量的减少率是相当大的。
四迷宫式气体密封的间隙
除特殊情况外,一般气轮机、燃气轮机等叶轮机械都采用迷宫式气体密封。其径向间隙应根据以下因素选取:轴承间隙,制造公差与装配误差,部件的变形(如铸件收缩和失圆),转子的挠度,以及通过临界旋转频率时的振幅,热膨胀以及由此引起的变形等。在多种情况下,热膨胀的影响最突出。因此,对启动与停车时单个部件尺寸的变化,以及部件的相对位移必须预先估算。可用静态和动态有限元算法出随时间变化的热膨胀规律,由此可了解哪些是临界条件,间隙实际上应当多大尺寸。
五、迷宫密封是离心式压缩机级间和轴端最基本的密封形式,根据结构特点的不同,可分为平滑式、曲折式、阶梯式等几种类型。
a、平滑式迷宫密封
平滑式迷宫密封有整体和镶片两种结构,它结构简单,便于制造,但密封效果较差。
b、曲折式迷宫密封
曲折式迷宫密封也分整体和镶片两种结构,这种迷宫密封的结构特点,是密封齿的伸出