專利名稱：鐵素體自調(diào)邊界汽封的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型適用于汽輪機(jī)的軸封、葉頂汽封、隔板汽封。
技術(shù)背景
已知在汽輪機(jī)內(nèi)部用于做功的高溫高壓汽體，是靠汽封圈來實現(xiàn)密封的，
這種汽封圈與轉(zhuǎn)軸之間保留有0.3mm至1.2mm的動靜間隙，因此密封效果很 差，直接影響汽輪機(jī)的運(yùn)行效率。為此，近年來在汽輪機(jī)行業(yè)出現(xiàn)了許多新型 汽封圈結(jié)構(gòu)，從動靜間隙的大小來看，基本沒有邊界條件的設(shè)定，在汽輪機(jī)起 停的工況下，要么密封齒和轉(zhuǎn)軸處于接觸狀態(tài)、要么因動靜間隙較小發(fā)生碰磨， 因此在汽輪機(jī)起停的工況下，就有引起汽輪機(jī)振動的可能性；或者在汽輪機(jī)正 常運(yùn)行時，動靜間隙又太大，造成汽體大量泄漏。
特別是已知技術(shù)中的金屬密封齒， 一旦和轉(zhuǎn)軸發(fā)生碰磨勢必?fù)p傷轉(zhuǎn)軸，甚 至引起轉(zhuǎn)軸變彎的事故發(fā)生，所以近年來又出現(xiàn)了碳素齒的接觸汽封，然而碳 素齒強(qiáng)度差又易碎。 發(fā)明內(nèi)容
按照汽輪機(jī)實際運(yùn)行工況要求，汽封圈的動靜間隙最好能隨運(yùn)行工況的變 化自動調(diào)節(jié)，而這種調(diào)節(jié)的范圍，必須設(shè)定邊界條件，即汽輪機(jī)起停時其邊界 條件設(shè)定為動靜間隙值大于轉(zhuǎn)子最大的振動量，稱邊界條件的上限；而在正 常運(yùn)行時其邊界條件設(shè)定為動靜間隙值為零，稱邊界條件的下限。
這是因為汽輪機(jī)在起車和停車的工況下，有個升速和降速過程，當(dāng)轉(zhuǎn)速在 通過臨界轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子會發(fā)生共振，如若這一振動頻率剛好和汽封圈的固有頻 率相等，怡巧這時動靜間隙又為零，就會引起汽封圈也一起共振，進(jìn)而擴(kuò)大振 動的嚴(yán)重性。
本實用新型的目的是設(shè)計一種能夠自調(diào)邊界的汽封，這樣既可以保證密封 效果，提高汽輪機(jī)的效率，又可以保證汽輪機(jī)起停的安全性。 本實用新型的目的是這樣來實現(xiàn)的其原理結(jié)構(gòu)主要由汽缸體l、板式彈簧2、新型汽封圈3、髙溫薄片彈簧4、 高溫、高壓汽體5、轉(zhuǎn)軸6、進(jìn)汽腔7、滑板8、鐵素體迷宮齒9、髙溫螺旋彈簧 IO組成，如附圖l、附圖2所示。其中汽缸體l、板式彈簧2、轉(zhuǎn)軸6屬已知原 結(jié)構(gòu)；高溫、髙壓汽體5是原理要素。 其特征在于
將多等分的新型汽封圈3的截面制成T尾形，背部加裝板式彈簧2后，滑 入汽缸體l已有的T尾槽內(nèi)，組成一級浮動。再在多等分的滑板8的背部裝上 高溫薄片彈簧4后，配合在新型汽封圈3的內(nèi)槽，并在滑板8背部的整體圓周 上留出一個空腔，并使這一空腔和進(jìn)汽腔7相通?；?在高溫薄片彈簧4的 作用下，使滑板8的內(nèi)徑圓周面與轉(zhuǎn)軸6的外徑圓周面接觸，這時動靜間隙為 零，達(dá)到邊界條件的下限，構(gòu)成了滑板8的二級浮動。
為了使滑板8獲得邊界條件的上限，再在滑板8的等分接頭處均開出圓形 槽，并裝入髙溫螺旋彈簧IO，其裝法如附圖l、附圖2所示。
在汽輪機(jī)的正常運(yùn)行工況下，滑板8處于邊界條件的下限，這時動靜間隙 為零，為了防止迷宮齒9和轉(zhuǎn)軸6碰磨而損傷轉(zhuǎn)軸，將迷宮齒9用鐵素體材料 制成，并鑲嵌入新型汽封圈3的凹槽內(nèi)；同理將滑板8也用鐵素體材料整體制 成，并在和轉(zhuǎn)軸6接觸的部位制成兩道尖齒，使其能在邊界條件的下限連續(xù)運(yùn) 行。
因為鐵素體在髙溫狀態(tài)下其硬度會大大地削弱，質(zhì)地變軟，所以能夠滿足 上述碰磨和動靜間隙為零的工況要求。
本實用新型的工作原理將多等分的新型汽封圈3的截面制成T尾形，背
部加裝板式彈簧2后，滑入汽缸體l已有的T尾槽內(nèi)，構(gòu)成了新型汽封圈3的 一級浮動，由于板式彈簧2具有很高的硬度，所以一級浮動稱作硬浮動。如若 單純依靠硬浮動，那么新型汽封圈3的每一個齒，是無法滿足邊界條件下限工 況的，所以一級浮動只不過是為了應(yīng)對事故狀態(tài)而設(shè)置的。
為此本實用新型又設(shè)置了二級浮動，也稱作軟浮動，即在多等分的滑板8 的背部裝上高溫薄片彈簧4后，配合在新型汽封圈3的內(nèi)槽，并在滑板8的背部留出一個空腔，滑板8在高溫薄片彈簧4的彈力作用下，使滑板8的內(nèi)徑圓 周面與轉(zhuǎn)軸6的外徑圓周面接觸，滿足了邊界條件的下限要求，構(gòu)成了滑板8 的有效浮動，這就是二級浮動，即軟浮動。由于二級軟浮動所使用的高溫薄片 彈簧4,其彈力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于板式彈簧2，所以使得滑板8作用于轉(zhuǎn)軸6的壓力非常 小，再加上滑板8是由鐵素體材料制成的，并配以兩道連體的尖齒，所以才能 按邊界條件的下限運(yùn)行?；?的肩頭用以控制邊界條件的下限，即確保動靜 間隙值為零；而螺旋彈簧10卻是為了控制滑板8邊界條件的上限，即動靜間隙 值一般控制在0.5mm至2mm。
以上所述為本實用新型的一級浮動和二級浮動的構(gòu)成，為了使汽輪機(jī)在起 車和停車的工況下，能夠在邊界條件范圍內(nèi)，使滑板8位置從下限變到上限， 將高溫螺旋彈簧10的彈力，設(shè)計成略大于髙溫薄片彈簧4的壓力，這樣當(dāng)進(jìn)汽 腔7還沒有進(jìn)入高溫、高壓汽體5前，或撤掉高溫、高壓汽體5后，此時即為 汽輪機(jī)的起車和停車工況，滑板8的背部僅有髙溫薄片彈簧4的壓力，而其壓 力又小于高溫螺旋彈簧10的彈力，因此滑板8被高溫螺旋彈簧10舉起，不再 和轉(zhuǎn)軸接觸，躲避了轉(zhuǎn)子過臨界轉(zhuǎn)速時的共振過程；當(dāng)汽輪機(jī)正常運(yùn)行時，高 溫、高壓汽體5通過進(jìn)汽腔7進(jìn)入到滑板8的背部，并對滑板8的背部產(chǎn)生一 種壓力，這種壓力和高溫薄片彈簧4的壓力相疊加，作用于滑板8的背部，這 個作用力則遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高溫螺旋彈簧10的彈力，將滑板8又推回轉(zhuǎn)軸6，構(gòu)成有 效浮動。
本實用新型的技術(shù)方案，能使滑板8具有兩級浮動的靈活工作狀態(tài)，在設(shè) 定的邊界條件下，隨著運(yùn)行工況的變化，從邊界條件的上限至邊界條件的下限 自動調(diào)節(jié)；又由于鐵素體迷宮齒9、滑板8均由鐵素體制成，因此本實用新型的 技術(shù)方案不僅密封效果好，而且能夠躲避轉(zhuǎn)軸的振動，滑板8不僅強(qiáng)度高，而 且不易破碎，因此運(yùn)行十分可靠、安全。

附圖1是本實用新型的原理結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖2是本實用新型的原理結(jié)構(gòu)剖面圖。
具體實施方式

本實用新型是由汽缸體l、板式彈簧2、新型汽封圈3、高溫薄片彈簧4、 高溫、高壓汽體5、轉(zhuǎn)軸6、進(jìn)汽腔7、滑板8、鐵素體迷宮齒9、高溫蟪旋彈簧 IO組成。其特征在于將多等分的新型汽封圈3的截面制成T尾形，背部加裝 板式彈簧2后，滑入汽缸體l已有的T尾槽內(nèi)，組成一級浮動。再在多等分的 滑板8的背部裝上高溫薄片彈簧4后，配合在新型汽封圈3的內(nèi)槽，并在滑板8 背部的整體圓周上留出一個空腔，并使這一空腔和進(jìn)汽腔7相通。滑板8在高 溫薄片彈簧4的作用下，使滑板8的內(nèi)徑圓周面與轉(zhuǎn)軸6的外徑圓周面接觸， 構(gòu)成了滑板8的二級浮動。再在滑板8的等分接頭處均開出圓形槽，并裝入高 溫螺旋彈簧10。
將迷宮齒9用鐵素體材料制成，并鑲嵌入新型汽封圈3的凹槽內(nèi)；同理將 滑板8也用鐵素體材料整體制成，并在和轉(zhuǎn)軸6接觸的部位制成兩道尖齒。
滑板8的肩頭用以控制邊界條件的下限，螺旋彈簧10用以控制邊界條件的 上限。
權(quán)利要求1、鐵素體自調(diào)邊界汽封是由汽缸體(1)、板式彈簧(2)、新型汽封圈(3)、高溫薄片彈簧(4)、轉(zhuǎn)軸(6)、進(jìn)汽腔(7)、滑板(8)、鐵素體迷宮齒(9)、高溫螺旋彈簧(10)組成，其特征在于將多等分的新型汽封圈(3)的截面制成T尾形，背部加裝板式彈簧(2)后，滑入汽缸體(1)已有的T尾槽內(nèi)，組成一級浮動，再在多等分的滑板(8)的背部裝上高溫薄片彈簧(4)后，配合在新型汽封圈(3)的內(nèi)槽，并在滑板(8)背部的整體圓周上留出一個空腔，并使這一空腔和進(jìn)汽腔(7)相通，滑板(8)在高溫薄片彈簧(4)的作用下，使滑板(8)的內(nèi)徑圓周面與轉(zhuǎn)軸(6)的外徑圓周面接觸，構(gòu)成了滑板(8)的二級浮動，再在滑板(8)的等分接頭處均開出圓形槽，并裝入高溫螺旋彈簧(10)，將迷宮齒(9)用鐵素體材料制成，并鑲嵌入新型汽封圈(3)的凹槽內(nèi)，同理將滑板(8)也用鐵素體材料整體制成，并在和轉(zhuǎn)軸(6)接觸的部位制成兩道尖齒，組成鐵素體自調(diào)邊界汽封，滑板(8)的肩頭用以控制邊界條件的下限，螺旋彈簧(10)用以控制邊界條件的上限。
專利摘要鐵素體自調(diào)邊界汽封適用于汽輪機(jī)，為了提高汽輪機(jī)的效率，使汽封圈的滑板齒具有兩級浮動功能，在設(shè)定的邊界條件下，能夠隨著運(yùn)行工況的變化，從邊界條件的上限至下限自動調(diào)節(jié)。其特征在于將多等分的新型汽封圈的截面制成T尾型，背部加裝板式彈簧后，滑入汽缸體已有的T尾槽內(nèi)。再在多等分的滑板的背部，裝上高溫薄片彈簧，配合在新型汽封圈的內(nèi)槽，使滑板背部空腔和進(jìn)汽腔相通，滑板在高溫薄片彈簧的作用下，使滑板的齒和轉(zhuǎn)軸相接觸。再在滑板的等分接頭處均開出圓形槽，裝入高溫螺旋彈簧，滑板及迷宮齒均用鐵素體制成，構(gòu)成鐵素體自調(diào)邊界汽封。
文檔編號F01D11/00GK201241731SQ20082010502
公開日2009年5月20日 申請日期2008年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月2日
發(fā)明者王勝五 申請人:王勝五