壓縮機(jī)、密封氣體傳輸、及方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種用于渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸上的端部密封件的密封氣體傳輸系統(tǒng)，該密封氣體傳輸系統(tǒng)包括：密封氣體通路(122)，該密封氣體通路用于將密封氣體傳輸至端部密封件；以及密封氣體分配器(140)，該密封氣體分配器用于從密封氣體通路(122)接收至少一部分密封氣體，該密封氣體分配器(140)具有多個(gè)孔(160)以用于在渦輪機(jī)停機(jī)期間圍繞轉(zhuǎn)子軸(120)分配密封氣體；所述孔定位在圓柱形表面上并且典型地全部圍繞所述轉(zhuǎn)子軸布置，優(yōu)選地全部圍繞所述轉(zhuǎn)子軸規(guī)則地布置。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】壓縮機(jī)、密封氣體傳輸、及方法
本文中所公開(kāi)的主題的實(shí)施例總體涉及渦輪機(jī)，并且更具體地，涉及將密封氣體傳輸?shù)綁嚎s機(jī)端部密封件中。
技術(shù)介紹
壓縮機(jī)是通過(guò)使用機(jī)械能量加速工藝流體的微粒從而最終增加工藝流體(例如，氣體)的壓力的機(jī)器。壓縮機(jī)通常用于能源工業(yè)中，以制造、處理、再注入并且運(yùn)輸多種不同類型的氣體。多種類型的壓縮機(jī)中存在所謂的離心式壓縮機(jī)，在所述離心式壓縮機(jī)中，機(jī)械能量通過(guò)離心加速操作輸入壓縮機(jī)的工藝流體，例如，通過(guò)使工藝流體通過(guò)其中的離心式葉輪旋轉(zhuǎn)。更通常的，可以說(shuō)離心式壓縮機(jī)是被稱為“渦輪機(jī)”或“渦輪旋轉(zhuǎn)機(jī)器”的一類機(jī)械的部件。多種渦輪機(jī)，并且具體而言，離心式壓縮機(jī)涉及到軸端部密封件的使用，密封氣體可以被注入所述軸端部密封件中，以例如改進(jìn)產(chǎn)生防止工藝氣體泄漏的屏障的密封性能。多種壓縮機(jī)現(xiàn)在在壓縮機(jī)的任一個(gè)或兩個(gè)端部處設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)干燥氣體密封件，以改進(jìn)機(jī)器性能并且減少工藝流體泄漏。例如，并且如圖1和圖2中所示，壓縮機(jī)10可以包括轉(zhuǎn)子軸20，該轉(zhuǎn)子軸20相對(duì)于定子12可旋轉(zhuǎn)地布置。呈干燥氣體密封件形式的軸端部密封件(在圖中大體示為14)可以布置于轉(zhuǎn)子軸20與定子12之間。干燥氣體密封件14可以包括初級(jí)和次級(jí)密封轉(zhuǎn)子環(huán)26以及初級(jí)和次級(jí)密封定子環(huán)28，所述初級(jí)和次級(jí)密封定子環(huán)28均朝向初級(jí)和次級(jí)密封轉(zhuǎn)子環(huán)26中相應(yīng)的一個(gè)偏置。在壓縮機(jī)10操作期間，干燥氣體轉(zhuǎn)子密封環(huán)26和定子密封環(huán)28中的凹槽(未示出)可以產(chǎn)生流體動(dòng)力，以產(chǎn)生運(yùn)轉(zhuǎn)間隙，所述運(yùn)轉(zhuǎn)間隙在密封環(huán)之間不接觸的情況下提供密封功能。密封氣體(典型地，經(jīng)過(guò)過(guò)濾的工藝氣體)可以被供給至干燥氣體密封件以支承運(yùn)轉(zhuǎn)間隙并且以其它方式改進(jìn)壓縮機(jī)10的性能。如圖1和圖2中所示，密封氣體可以通過(guò)定子12中的開(kāi)口30傳輸。在壓縮機(jī)10操作期間，工藝氣體所經(jīng)受的壓縮過(guò)程以及其它過(guò)程所產(chǎn)生的熱常常產(chǎn)生大量的熱，所產(chǎn)生的大量的熱被密封(工藝)氣體吸收。此外，密封氣體可以另外由專用裝置加熱，例如加熱器或換熱器，以有助于防止或抑制可能在密封氣體于干燥氣體密封件內(nèi)膨脹期間或之前可能發(fā)生的凝結(jié)。因此，通過(guò)端口30進(jìn)入干燥氣體密封件的密封氣體可以具有例如相對(duì)于環(huán)境空氣以及/或者已存在于干燥氣體密封件14內(nèi)的氣體的高溫。在臨時(shí)壓縮機(jī)關(guān)機(jī)期間，該熱密封氣體可以繼續(xù)被供給至干燥氣體密封件。此外，密封氣體的溫度可以在臨時(shí)壓縮機(jī)關(guān)機(jī)期間進(jìn)一步升高，原因是例如從靜止壓縮機(jī)部件吸收余熱。在臨時(shí)關(guān)機(jī)期間被連續(xù)供給至壓縮機(jī)的密封氣體內(nèi)的熱可能造成接近干燥氣體密封件14的軸20上的區(qū)域或多個(gè)區(qū)域變得不均勻地受熱，即，轉(zhuǎn)子軸20的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域可能相對(duì)于軸20的相鄰區(qū)域產(chǎn)生溫度差。這些所謂的熱點(diǎn)能夠造成潛在的問(wèn)題。例如，通過(guò)端口30進(jìn)入干燥氣體密封件的密封氣體可以沖擊鄰近壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子軸的干燥氣體密封件部件，或者更壞地，直接沖擊轉(zhuǎn)子軸本身的表面。根據(jù)某些因素，例如通過(guò)鄰近轉(zhuǎn)子軸的干燥氣體密封件的部件的傳熱率、密封氣體的流率、密封氣體的溫度等，一個(gè)或多個(gè)這種熱點(diǎn)可能造成轉(zhuǎn)子軸中的變形，例如，彎曲、扭曲等。在隨后的壓縮機(jī)啟動(dòng)期間，旋轉(zhuǎn)組件中的振動(dòng)可能作為變形的結(jié)果被引起。該振動(dòng)的大小可能足以使壓縮機(jī)容易受到損壞，特別是當(dāng)壓縮機(jī)接近其第一臨界速度時(shí)。這種振動(dòng)可能使得必須進(jìn)行一次或多次額外的臨時(shí)關(guān)機(jī)和重啟，以允許消除旋轉(zhuǎn)組件的不均勻加熱并且改善變形。在嚴(yán)重的情況下或者在對(duì)壓縮機(jī)的與振動(dòng)相關(guān)的損壞的情況下，可能需要完全關(guān)機(jī)。因此，需要一種壓縮機(jī)，并且更具體地，需要一種密封氣體傳輸系統(tǒng)，該密封氣體傳輸系統(tǒng)使密封氣體熱量在端部密封件內(nèi)均勻地分布，這允許壓縮機(jī)在臨時(shí)關(guān)機(jī)之后更容易地重啟、防止熱密封氣體局部沖擊壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子軸、防止轉(zhuǎn)子軸的熱變形、提供低成本的容易的改造解決方案、保持壓縮機(jī)和干燥氣體密封件的現(xiàn)有的重量、構(gòu)造、和操作方式并且提供由壓縮機(jī)軸旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的熱分配的備選形式。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
根據(jù)示例性實(shí)施例，一種用于渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸上的端部密封件的密封氣體傳輸系統(tǒng)，該密封氣體傳輸系統(tǒng)包括：密封氣體通路，該密封氣體通路用于將密封氣體傳輸至端部密封件；以及密封氣體分配器，該密封氣體分配器用于從密封氣體通路接收至少一部分密封氣體，該密封氣體分配器具有多個(gè)孔，以用于在渦輪機(jī)停機(jī)期間圍繞轉(zhuǎn)子軸分配密封氣體；所述孔定位在圓柱形表面上；通過(guò)該方式，由分配器圍繞軸在密封氣體中引起旋渦。所述孔典型地沿圓形布置。所述孔優(yōu)選地全部圍繞所述轉(zhuǎn)子軸布置，更優(yōu)選地全部圍繞所述轉(zhuǎn)子軸規(guī)則地布置。根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，一種渦輪機(jī)包括：定子；轉(zhuǎn)子軸，該轉(zhuǎn)子軸能夠相對(duì)于定子旋轉(zhuǎn)；端部密封件，該端部密封件布置于定子與轉(zhuǎn)子之間；密封氣體通路，該密封氣體通路用于將密封氣體傳輸?shù)蕉瞬棵芊饧灰约懊芊鈿怏w分配器，該密封氣體分配器用于從密封氣體通路接收至少一部分密封氣體并且圍繞轉(zhuǎn)子軸分配密封氣體；該密封氣體分配器具有多個(gè)孔并且其孔定位在圓柱形表面上；通過(guò)該方式，在渦輪機(jī)停機(jī)期間，基于密封件中的孔的取向圍繞軸在密封氣體中引入旋渦。典型地，提供容器以用于容納密封氣體；該容器流體連接至密封氣體分配器。一種操作包括位于其轉(zhuǎn)子軸上的端部密封件的渦輪機(jī)的方法包括以下步驟：在渦輪機(jī)停機(jī)期間將密封氣體傳輸至端部密封件；以及通過(guò)全部圍繞轉(zhuǎn)子軸布置的多個(gè)孔圍繞轉(zhuǎn)子軸分配密封氣體以防止轉(zhuǎn)子軸的不均勻加熱。優(yōu)選地，為了圍繞軸在密封氣體中引入較強(qiáng)的旋渦，從所述孔中的至少一些孔、優(yōu)選地全部孔噴出的密封氣體流相對(duì)于與轉(zhuǎn)子軸的縱向軸線相關(guān)地限定的相應(yīng)的徑向方向傾斜。附圖說(shuō)明結(jié)合到說(shuō)明書(shū)中并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖示出了一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例并且與描述一起解釋了這些實(shí)施例。在附圖中：圖1是壓縮機(jī)的局部橫截面圖。圖2是圖1中所示的壓縮機(jī)的局部剖視圖。圖3是根據(jù)示例性實(shí)施例的壓縮機(jī)的局部橫截面圖。圖4是圖3中所示的壓縮機(jī)的分配器的局部透視圖。圖5是根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例的壓縮機(jī)的局部橫截面圖。圖6使圖5中所示的壓縮機(jī)的分配器的局部透視圖。圖7示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的方法。具體實(shí)施方式以下對(duì)示例性實(shí)施例的描述參照附圖。相同的附圖標(biāo)記在不同的附圖中表示相同或相似的元件。以下的詳細(xì)描述并不對(duì)本專利技術(shù)構(gòu)成限制。取而代之地，本專利技術(shù)的范圍由所附權(quán)利要求限定。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，參照渦輪機(jī)系統(tǒng)的術(shù)語(yǔ)和結(jié)構(gòu)來(lái)討論以下實(shí)施例。然而，接下來(lái)將討論的實(shí)施例不限于這些示例性系統(tǒng)，而是可以應(yīng)用于其它的系統(tǒng)。在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”的稱謂意味著與實(shí)施例相關(guān)的特定的特征、結(jié)構(gòu)、或特性被包含在所公開(kāi)的主題的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，出現(xiàn)在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)位置處的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”或“在實(shí)施例中”不必指相同的實(shí)施例。此外，特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以通過(guò)任何合適的方式結(jié)合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中。圖3和圖4示出了根據(jù)本專利技術(shù)的密封氣體傳輸系統(tǒng)的示例性實(shí)施例。其中，壓縮機(jī)110包括定子112，該定子112具有密封氣體通路122，該密封氣體通路122通過(guò)定子112延伸至干燥氣體密封件114。密封氣體可以通過(guò)定子112中的初級(jí)端口154被傳輸至干燥氣體密封件114。壓縮機(jī)110還包括鄰近干燥氣體密封件114的迷宮式密封件158。如圖3中所示，密封式密封件158設(shè)置有分配器140，該分配器140呈從迷宮式密封件158延伸的環(huán)形部的形本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸上的端部密封件的密封氣體傳輸系統(tǒng)，所述密封氣體傳輸系統(tǒng)包括：密封氣體通路，所述密封氣體通路用于將密封氣體傳輸至所述端部密封件；密封氣體分配器，所述密封氣體分配器用于從所述密封氣體通路接收至少一部分所述密封氣體，所述密封氣體分配器具有多個(gè)孔，以用于在所述渦輪機(jī)停機(jī)期間圍繞所述轉(zhuǎn)子軸分配所述密封氣體；其中所述孔定位在圓柱形表面上。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】2012.04.27 IT CO2012A0000201.一種用于渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸上的端部密封件的密封氣體傳輸系統(tǒng)，所述密封氣體傳輸系統(tǒng)包括：密封氣體通路，所述密封氣體通路用于將密封氣體傳輸至所述端部密封件；密封氣體分配器，所述密封氣體分配器用于從所述密封氣體通路接收至少一部分所述密封氣體，所述密封氣體分配器具有多個(gè)孔，以用于在所述渦輪機(jī)停機(jī)期間圍繞所述轉(zhuǎn)子軸分配所述密封氣體；其中所述孔定位在圓柱形表面上，且其中所述多個(gè)孔相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子軸的縱向表面間隔開(kāi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封氣體傳輸系統(tǒng)，其中所述孔沿圓形布置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封氣體傳輸系統(tǒng)，其中所述孔全部圍繞所述轉(zhuǎn)子軸規(guī)則地布置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封氣體傳輸系統(tǒng)，其中所述多個(gè)孔相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子軸的圓周表面間隔開(kāi)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封氣體傳輸系統(tǒng)，其中所述多個(gè)孔中的每一個(gè)孔均限定軸線并且所述軸線相對(duì)于從所述轉(zhuǎn)子軸的縱向軸線延伸通過(guò)所述多個(gè)孔中的所述每一個(gè)孔的中心的徑向直線成非零度角。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封氣體傳輸系統(tǒng)，還包括迷宮式密封件，其中所述迷宮式密封件被布置成接近所述端部密封件并且所述密封氣體分配器包括從所述迷宮式密封件延伸的環(huán)形部。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封氣體傳輸系統(tǒng)，其中所述密封氣體分配器包括弧形段或完整圓柱形。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封氣體傳輸系統(tǒng)，其中所述密封氣體分配器包括環(huán)。9.根據(jù)權(quán)利要...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：L巴爾達(dá)薩雷，A伯諾奇，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：諾沃皮尼奧內(nèi)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：意大利;IT