[发明专利]用于涡轮机的轴密封件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于涡轮机的轴密封件。

背景技术

涡轮机例如可理解为涡轮压缩机、膨胀器或容积式压缩机。涡轮压缩机具有壳体和安装在壳体内的转子。转子具有轴，所述轴通过其在壳体外部的纵向端部支撑。因此，所述轴的纵向端部穿过所述壳体，其中，在那里所述轴借助于轴密封件相对于壳体密封。因此，涡轮压缩机的内侧与大气隔开。轴密封件的结构是常规的，使得从涡轮压缩机的内侧观察，首先设置气体分离装置，并且然后设置油分离装置。涡轮压缩机的内侧，即过程侧，借助于轴密封件与大气隔开，并且借助于油分离装置与轴承区隔开。轴密封件例如构成为气体润滑的滑环密封件，所述滑环密封件构成为串联式密封件。串联式密封件由两个气体润滑的滑环密封件构成，所述滑环密封件分别具有一个固定在壳体上的滑环和一个固定在轴上的密封静环。每个滑环在构成轴向间隙的情况下轴向紧邻于其相关联的密封静环设置。这些环在串联式密封件中设置为，使得借助主密封件使过程侧相对于火炬压力密封。借助副密封件可实现相对于大气的分隔，其中，副密封件附加地设定为在主密封件故障时用于主密封件的冗余。在两个密封静环之间引入用于阻塞轴向间隙的阻塞气体。为了隔开轴承区，例如将第三级密封件设定为油分离装置，所述第三级密封件可构成为迷宫式密封件或碳环密封件。第三级密封件由阻塞气体加载，从而实现第三级密封件的阻塞。

可使用空气作为阻塞气体。在涡轮压缩机工作时，来自阻塞气体的空气与过程气体混合，因此，当过程气体可燃时，能够形成易燃的混合气。由于安全原因总是阻止可燃性的混合气体的形成，这例如已在防爆安全守则中规定。使用惰性气体，例如氮气，作为阻塞气体提供了补救方法。但是，在涡轮压缩机在石化设备中工作时，作为阻塞气体的氮气的消耗高，以至于提供氮气的耗费和与此相关的费用是相当高。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用于涡轮机的轴密封件，其中，涡轮机可在低成本的情况下以节约资源的方式工作。

根据本发明的用于涡轮机的轴密封件，所述涡轮机的过程侧可通过所述轴密封件相对于大气密封，所述轴密封件具有：过程气体密封件，其由过程气体加载且可在过程侧阻塞；大气密封件，其可由空气加载且可在大气侧阻塞；以及围绕涡轮机的轴延伸的排气室，所述排气室设置在过程气体密封件和大气密封件之间，以用于积聚和排出穿过过程气体密封件的过程气体泄漏和穿过大气密封件的空气泄漏，其中，排气室在它的径向内部的侧面上具有泄漏入口，在它的径向外部的侧面上具有泄漏出口，以及在泄漏入口和泄漏出口之间具有内装部件，其中，所述内装部件的尺寸确定为，使得排气室具有有关泄漏在泄漏入口处的点燃的阻火功能，和/或在排气室中的泄漏是不可燃的。

在根据防爆安全守则对包含在排气室中的易爆的混合气体进行风险评估时，所包含的容积和为了冷却而存在的表面具有决定性的意义。通过在排气室中设有内装部件，所述排气室的尺寸根据本发明确定为，使得在排气室中所述混合气体具有小的容积，因此存在于排气室中的混合气体根据防爆安全守则归入为是不可点燃的。此外，由内装部件在排气室中提供变大的表面，通过所述表面，混合气体在排气室中附加地冷却。如果仍然要发生在排气室中的点火，那么在此散发的热量由变大的表面立即冷却，以至于使点火再次立即熄灭。

优选的是，内装部件具有径向延伸的肋，借助所述肋在排气室中构成排气通道，泄漏可通过所述排气通道从泄漏入口流动到泄漏出口。优选的是，排气室构成为围绕轴的圆柱形腔，在所述圆柱形腔中，所述肋围绕所述轴放射状地延伸。所述肋中的至少几个肋的圆周延伸尺寸优选随着半径增加，其中，所述肋的尺寸优选确定为，使得排气通道的横截面在半径上是恒定的。可替代地，优选的是，所述肋中的至少几个肋的圆周延伸尺寸在半径上是恒定的。

在泄漏入口处有效通流的横截面优选与在泄漏出口处有效通流的横截面大致一样大。此外，优选的是，在泄漏出口处有效通流的横截面等于或大于连接在泄漏出口上的泄漏排出管线的有效通流的横截面。

所述肋在它们的径向内部的侧面上优选构成为倒圆，以至于泄漏通过排气室的通流损失少。因此，防止了由于所述肋和与此随之而来的不希望的压力增高而导致的附加的流动阻力。所述肋的数量和形状优选选择为，使得所述肋适于冷却在排气室中的泄漏。