[实用新型]一种囊式碳环密封

说明书

技术领域：

本实用新型属于密封技术领域，尤其涉及一种囊式碳环密封。

背景技术：

碳环密封由于安装便捷，密封性好，维护检修简单，不需复杂的润滑、冷却等外系统，广泛应用于汽轮机、通风机、鼓风机、压缩机、离心机和TRT及煤气加压站风机等轴封。碳环密封属于浮动密封的一种，因其材质为碳石墨而得名。碳环密封为浮环密封气体节流式非接触密封，它的密封原理是靠密封气体在浮环与轴套之间形成气膜，产生节流降压，阻止高压侧气体流向低压侧。根据轴承油膜原理可知，如浮环与轴完全同心，则不会产生气膜浮力，如浮环与轴偏心，则轴转动时将会产生气膜浮力，该浮力使浮环浮起而使偏心减小，当偏心减小到一定程度时产生的浮力正好与浮环重量相等，便达到了动态平衡。由于浮环的轻质量，因此动态平衡的偏心是很小的，即浮环会自动与轴基本保持同心，避免轴和浮环的磨损，此为浮环密封的优点。

正常工作情况下，浮环与轴或轴套基本处于非接触状态，随着压缩机等设备规格越来越大，作为轴封的碳环的尺寸也不断加大，重量越来越重，因气体具可压缩性，碳环与轴间间隙很小，尤其是在低压状态下对碳环能产生的浮力有限，因此如何减轻碳环重量，形成气体涡流隔断介质气体，达到密封目的已成为亟待解决的问题。

实用新型内容：

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种能减轻碳环重量、密封效果更好、运行更稳定的囊式碳环密封。

本实用新型采用如下技术方案：提供一种囊式碳环密封，包括密封腔体、多个碳环组件和轴套，所述碳环组件安装于所述密封腔体内，所述密封腔体安装在设备密封腔内，所述碳环组件套装在所述轴套上，每一所述碳环组件的碳环内孔凹设有至少一排沿碳环内孔的孔圆周均匀排布的囊孔。

所述囊孔的轴线垂直相交于所述碳环组件中碳环的轴线；或所述囊孔顺时针方向或逆时针方向倾斜设置，即以所述囊孔的轴线在垂直相交于所述碳环的轴线时所在的直线为基准线，所述囊孔的轴线与所述基准线之间存在相同夹角，所述夹角的取值范围为大于0°小于45°。所述囊孔的内部空间为水滴形、圆柱形、顶面为球面的圆柱形、圆锥形、半球形、圆台形、圆球形或圆台与圆锥组合而成，即所述圆台的较大直径的底面与所述圆锥的底面相贴合后形成的形状。

所述密封腔体内设有多个环形凹槽，所述多个碳环组件对应安装于所述多个环形凹槽内，所述密封腔体为剖分式结构，包括上密封腔体和下密封腔体，所述上密封腔体和所述下密封腔体通过定位销和螺栓固定连接；

进一步地，每一所述碳环组件包括分瓣式碳环、拉簧和定位片，所述分瓣式碳环为三瓣式结构，其中一瓣碳环上设有碳环卡槽，所述定位片一端位于所述碳环卡槽内，另一端固定在所述密封腔体的定位卡槽内，且所述定位片上设有通孔，所述拉簧穿过所述通孔捆扎在所述分瓣式碳环的外圆，将所述分瓣式碳环扎紧。

或所述密封腔体为整体式结构，包括整体式密封腔和密封后盖，所述整体式密封腔与所述密封后盖通过螺栓固定连接；

进一步地，每一所述碳环组件包括摩擦环和整体式碳环，所述整体式碳环的高压侧设置有弹簧，所述整体式碳环收容在所述摩擦环内，使所述弹簧位于所述摩擦环与所述整体式碳环之间，所述摩擦环上设置有防转销，所述整体式碳环设有供所述防转销插入的凹槽，所述防转销对应插入所述凹槽中，以阻挡所述整体式碳环随轴转动。

每一所述碳环组件的碳环内孔的圆周上设有环形凹槽，所述环形凹槽的个数与所述碳环组件上囊孔的排数对应，所述环形凹槽和与其对应的所述一排囊孔相通。

本实用新型与现有技术相比，具有的有益效果：

本实用新型的碳环组件的碳环内孔均凹设有至少一排沿碳环内孔的孔圆周均匀排布的囊孔，减轻了碳环重量，适合大尺寸碳环密封，尤其在大型低压工况，浮动性更好，可防止因碳环过重浮动性差而磨轴，进而影响设备主轴的稳定性；因所述囊孔是沿碳环内孔的圆周均匀设置，所以产生的气体涡流沿轴向旋转趋势减弱，可防止激震现象产生；所述囊孔内形成的气体涡流可隔断介质气体，进一步地，当所述囊孔为朝着顺时针方向或逆时针方向倾斜设置时，即与轴旋转方向一致时，气体涡流更容易进入到所述囊孔内，密封效果更好。

附图说明：

图1为本实用新型的一实施例提供的囊式碳环密封的主视图；

图2为图1所示的囊式碳环密封A-A剖视图；

图3为图2所示的碳环组件中分瓣式碳环的主视图；

图4为图3所示的分瓣式碳环B-B剖视图；

图5为本实用新型的碳环内孔上囊孔朝逆时针方向倾斜设置的结构示意图；