CN111006019A - 多级弹性跟踪密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多级弹性跟踪密封装置，包括转轴及安装在转轴外周侧的环形密封体，密封体的轴向内侧为油槽，密封体靠近转轴的环向内侧均布有偶数个楔形槽，每个楔形槽内安装有楔形自调密封环，所述楔形自调密封环由轴向弹性元件与径向弹性元件推动，与所述楔形槽以及转轴的外周面形成紧密接触。所述楔形自调密封环朝向转轴外周面设有间隙传送器，所述楔形自调密封环还固定连接有间隙调整杆，所述间隙调整杆与精确传动单元动力连接，所述精确传动单元以及所述间隙传送器均与一数显控制面板相连，如此形成自动间隙调整功能，可保证其与转轴的外周面接触时始终保持零间隙状态下运行，既安装方便，运行控制程序简单易操作，又能阻止油雾逸出。

Description

多级弹性跟踪密封装置

技术领域

本发明涉及一种多级弹性跟踪密封装置，主要用于大型发电机组转轴轴承的密封。

背景技术

目前，正在运行的大型旋转机械设备均设计有轴承油箱，比如汽轮发电机组、水轮发电机组、火电发电机组等，轴承油箱需要放置大量润滑油对轴瓦进行润滑散热，由于动静结合处需要密封，目前均采用接触式密封、迷宫式密封、毛毡密封和梳齿式密封等形式。

发电机组轴承箱漏油、甩油及油雾现象的产生,致使发电机表面污染严重，发电机轴承箱漏油、甩油使发电机机内透平油损耗大，造成发电机组运行环境不好，需要经常向油槽加油，增加了日常维修维护的工作量，也大大增加了发电机的检修次数，既费工费时，又增加了机组的运行成本。大型发电机组油槽油雾现象应引起广大工程技术人员高度重视。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种多级弹性跟踪密封装置，解决现有技术中存在的上述技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种多级弹性跟踪密封装置，包括转轴及安装在转轴外周侧的环形密封体，密封体的轴向内侧为油槽，其特征在于：

所述密封体靠近转轴的环向内侧均布有偶数个楔形槽，每个楔形槽内安装有楔形自调密封环，所述楔形槽的内部具有使其内径随深度增大而增大的扩径斜面，所述楔形自调密封环位于楔形槽内的一端具有与所述扩径斜面的外形相匹配的楔形面，所述楔形自调密封环上相反于所述楔形面的一侧与所述密封体之间设有径向弹性元件，使所述楔形面紧贴于所述扩径斜面；在所述楔形自调密封环与所述楔形槽的槽底之间设有呈压缩状的轴向弹性元件，轴向弹性元件使所述楔形自调密封环露出楔形槽的一端与转轴的外周面密接。

所述的多级弹性跟踪密封装置，其中：所述楔形自调密封环朝向转轴外周面设有间隙传送器，所述楔形自调密封环还固定连接有间隙调整杆，所述间隙调整杆穿过所述楔形槽的槽底与一精确传动单元动力连接，所述精确传动单元以及所述间隙传送器均与一设置在密封体外的数显控制面板相连。

所述的多级弹性跟踪密封装置，其中：所述精确传动单元是步进电机。

所述的多级弹性跟踪密封装置，其中：在所述楔形自调密封环的轴向外侧设有一层挡气板，在轴向内侧设有两层挡气板，所述挡气板的一端通过嵌接方式固定于密封体的径向凹槽里，另一端通过可拆卸更换的密封板与所述转轴的外周面气密连接。

所述的多级弹性跟踪密封装置，其中：在最靠内侧的挡气板的内侧设有定位挡板，所述定位挡板一端嵌入所述密封体，另一端与转轴的外周侧形成线性接触。

所述的多级弹性跟踪密封装置，其中：在所述最靠内侧的挡气板与所述定位挡板之间还设有自弹性密封，自弹性密封通过嵌接方式固定于密封体的凹槽里，与转轴形成过盈关系接触。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：本发明通过在密封体上设有楔形自调密封环，楔形自调密封环由非金属高分子自润滑材料制成，从而保证楔形自调密封环与转轴外周面接触的一侧具有良好的自润滑效果。楔形自调密封环与密封体之间设有轴向弹性元件和径向弹性元件，既可以使楔形自调密封环始终具有朝向转轴外周面方向的运动趋势，又可以保持楔形自调密封环与密封体在楔形槽里密封可靠。楔形自调密封环安装有间隙传送器，并连接有精确传动单元，可使楔形自调密封环与转轴外周面的间隙始终小于设定值。

附图说明

图1是本发明提供的多级弹性跟踪密封装置的整体结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图，表示其安装结构；

图3是图1的B-B剖视图，表示其间隙调整结构。

附图标记说明：1密封体；2；端面连接螺栓；3转轴；4楔形自调密封环；5挡气板；6可更换密封板；7自弹性密封；8定位挡板；9轴向弹性元件；10径向弹性元件；11数显间隙传送器；12精确传动单元；13间隙调整杆；14数显控制面板；A油槽。

具体实施方式

以下将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按真实比例绘制的。

如图1-图3所示，本发明提供一种多级弹性跟踪密封装置，包括转轴3及安装在转轴3外周侧的环形密封体1，密封体1的轴向内侧为油槽A，密封体1通过端面连接螺栓2与机组连接；

所述密封体1靠近转轴3的环向内侧均布有偶数个楔形槽，每个楔形槽内安装有楔形自调密封环4，所述楔形槽的内部具有使其内径随深度增大而增大的扩径斜面，所述楔形自调密封环4位于楔形槽内的一端具有与所述扩径斜面的外形相匹配的楔形面，所述楔形自调密封环4上相反于所述楔形面的一侧与所述密封体1之间设有径向弹性元件10，使所述楔形面紧贴于所述扩径斜面；在所述楔形自调密封环4与所述楔形槽的槽底之间设有呈压缩状的轴向弹性元件9，轴向弹性元件9使所述楔形自调密封环4露出楔形槽的一端与转轴3的外周面密接；

此外，楔形自调密封环4朝向转轴3外周面设有间隙传送器11，所述楔形自调密封环4还固定连接有间隙调整杆13，所述间隙调整杆13穿过所述楔形槽的槽底与一精确传动单元12(例如步进电机)动力连接，所述精确传动单元12以及所述间隙传送器11均与一设置在密封体1外的数显控制面板14相连；所述间隙传送器11能够精确测量楔形自调密封环4与转轴3外周面之间的间隙，并将测量的间隙发送至所述数显控制面板14，所述数显控制面板14能够显示该测量的间隙，当测量的间隙大于设定值时，所述数显控制面板14发送信号至所述精确传动单元12，由精确传动单元12驱动间隙调整杆13动作，使楔形自调密封环4靠近或远离转轴3外周面，使间隙回到设定值以内。

在所述楔形自调密封环4的轴向外侧设有一层挡气板5，在轴向内侧设有两层挡气板5，所述挡气板5的一端通过嵌接方式固定于密封体1的径向凹槽里，另一端通过可拆卸更换的密封板6与所述转轴3的外周面气密连接；挡气板5具有优良的自润滑性能，摩擦系数极小，耐高温、耐摩擦，在风压的作用下，挡气板5可自动充气鼓起与转轴3紧密贴合，达到最佳的密封状态，特别在风压增大时，可使挡气板5与转轴3之间贴合更加紧密，有效防止油雾逸出。

在最靠内侧的挡气板5的内侧设有定位挡板8，所述定位挡板8一端嵌入所述密封体1，另一端与转轴3的外周侧形成线性接触，既能够在安装时起到自动定位作用，又能在运行时起到密封作用，并且在运行时对转轴3无损伤。

在所述最靠内侧的挡气板5与所述定位挡板8之间还设有自弹性密封7，自弹性密封7通过嵌接方式固定于密封体1的凹槽里，与转轴3形成过盈关系接触，使转轴3在运转时，能够保证自弹性密封7始终与转轴3零间隙接触。

可见，本发明提供的多级弹性跟踪装置主要部件功能如下：

(1)密封体1

采用轻质材料，既满足强度、硬度使用要求，又方便产品的安装、调整、维修、维护。

(2)楔形自调密封环4

多等分功能，楔形自调密封环4按圆周方向等分成若干偶数等分。

补偿及退后功能，楔形自调密封环4在等分后，每一等分都可以径向前进和后退，灵敏度高，可保持楔形自调密封环4在转轴3有径向摆动的情况下一直和转轴3跟踪运行。

楔形自调密封环4材料，选用了非金属高分子自润滑材料，具有耐油、耐高温、耐老化、耐化学腐蚀等特性，并且具有良好自润滑功能，磨擦系数极小。

(3)挡气板5

挡气板5具有优良的自润滑性能，磨擦系数极小，耐高温、耐磨擦。在风压的作用下，挡气板5可自动与转轴3紧密贴合，达到最佳的密封状态，特别在风压增大时，可使挡气板5与转轴3之间贴合更加紧密，有效防止油雾逸出。

可更换密封板6采用嵌接方式固定在挡气板5上，在维修、维护时，可保持嵌接在密封体1里的挡气板5不动，将挡气板5与转轴3外周面接触的密封部件拆除，更换为新的部件即可，操作简单、易更换。

(4)自弹性密封7

自弹性密封7具有耐磨、耐高温、耐化学腐蚀等特性，绝缘性能好，与转轴3采用无穷点接触形式，且过盈连接，可有效地阻止油雾逸出。

(5)定位挡板8

采用非金属材料制成，在安装时起到自动定位作用，又能起到密封作用，在机组运行时对转轴3无损伤。

(6)数显间隙传送器11

安装在楔形自调密封环4与转轴3外周面之间，可精确传送出楔形自调密封环4与转轴3外周面之间的间隙，同时将数值自动输送到数显控制面板14进行分析。

(7)数显控制面板14

数显控制面板14内部集成自动控制系统，当数显间隙传送器11自动传送出楔形自调密封环4与转轴3外周面之间的间隙大于设定值时，数显控制面板14会通过输入进来的数据自动分析，驱动至少一个精确传动单元12推动间隙调整杆13动作，在至少一个轴向弹性元件9的作用下，使楔形自调密封环4与转轴3外周面的间隙达到设定值以内，保证楔形自调密封环4始终与转轴3外周面之间在零间隙状态下运行，阻止油槽A内油槽A逸出。

(8)轴向弹性元件9

轴向弹性元件9沿圆周均匀分布在楔形自调密封环4后侧，安装时进行精确调整，保证圆周楔形自调密封环4在转轴3偏摆时向心运动受力均匀。

(9)径向弹性元件10

在密封体1上至少分布一个径向弹性元件10，设置于楔形自调密封环4与密封体1凹槽接触平面的上方，在径向弹性元件10作用下，可保持楔形自调密封环4与密封体1楔形凹槽接触面密封可靠。

本发明通过在密封体1上设有楔形自调密封环4，楔形自调密封环4由非金属高分子自润滑材料制成，从而保证楔形自调密封环4与转轴3外周面接触的一侧具有良好的自润滑效果。楔形自调密封环4与密封体1之间设有轴向弹性元件9和径向弹性元件10，既可以使楔形自调密封环4始终具有朝向转轴3外周面方向的运动趋势，又可以保持楔形自调密封环4与密封体1在楔形槽里密封可靠。楔形自调密封环4安装有间隙传送器11，并连接有精确传动单元12，可使楔形自调密封环4与转轴3外周面的间隙始终小于设定值。

总之，本发明提供的多级弹性跟踪装置，能够完全通过程序自动化控制运行，在机组长时间运行过程中，楔形自调密封环4通过自动间隙调整功能，可保证其与转轴3的外周面接触时始终保持零间隙状态下运行，既安装方便，运行控制程序简单易操作，又能阻止油槽A内油雾逸出。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多级弹性跟踪密封装置，包括转轴及安装在转轴外周侧的环形密封体，密封体的轴向内侧为油槽，其特征在于：

所述密封体靠近转轴的环向内侧均布有偶数个楔形槽，每个楔形槽内安装有楔形自调密封环，所述楔形槽的内部具有使其内径随深度增大而增大的扩径斜面，所述楔形自调密封环位于楔形槽内的一端具有与所述扩径斜面的外形相匹配的楔形面，所述楔形自调密封环上相反于所述楔形面的一侧与所述密封体之间设有径向弹性元件，使所述楔形面紧贴于所述扩径斜面；在所述楔形自调密封环与所述楔形槽的槽底之间设有呈压缩状的轴向弹性元件，轴向弹性元件使所述楔形自调密封环露出楔形槽的一端与转轴的外周面密接。

2.根据权利要求1所述的多级弹性跟踪密封装置，其特征在于：所述楔形自调密封环朝向转轴外周面设有间隙传送器，所述楔形自调密封环还固定连接有间隙调整杆，所述间隙调整杆穿过所述楔形槽的槽底与一精确传动单元动力连接，所述精确传动单元以及所述间隙传送器均与一设置在密封体外的数显控制面板相连。

3.根据权利要求2所述的多级弹性跟踪密封装置，其特征在于：所述精确传动单元是步进电机。

4.根据权利要求1所述的多级弹性跟踪密封装置，其特征在于：在所述楔形自调密封环的轴向外侧设有一层挡气板，在轴向内侧设有两层挡气板，所述挡气板的一端通过嵌接方式固定于密封体的径向凹槽里，另一端通过可拆卸更换的密封板与所述转轴的外周面气密连接。

5.根据权利要求4所述的多级弹性跟踪密封装置，其特征在于：在最靠内侧的挡气板的内侧设有定位挡板，所述定位挡板一端嵌入所述密封体，另一端与转轴的外周侧形成线性接触。

6.根据权利要求5所述的多级弹性跟踪密封装置，其特征在于：在所述最靠内侧的挡气板与所述定位挡板之间还设有自弹性密封，自弹性密封通过嵌接方式固定于密封体的凹槽里，与转轴形成过盈关系接触。

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