是現代先進透平機械發展的關鍵技術之一,最初套用於航空事業——飛機發動機。
基本介紹
- 中文名：刷式密封
- 外文名：Brush Seal
- 地位：現代先進透平機械發展的關鍵技術
- 最初套用於：航空事業——飛機發動機
- 優勢主要體現：動密封的工況
刷式密封,產品特色,
刷式密封
1、是現代先進透平機械發展的關鍵技術之一,最初套用於航空事業——飛機發動機。
2、優勢主要體現在動密封的工況，由於刷式密封與轉動部件的接觸面是由120根每平方毫米的金屬絲組成，同時這些刷絲與轉動部件有一定的傾斜角度，這種設計使得這些刷絲起到了無數個小彈簧的作用，有效的避免了因直接長時間高頻率與轉動部件碰磨後而導緻密封件與轉動部件之間密封間隙永久性增大。
3、現在國內火電廠不少採用了此種密封，給我國的節能降耗提供了一條安全便捷，成本低廉的途徑。
刷式密封是近年發展起來的一種高效阻尼密封，其泄漏量是梳齒迷宮密封的1/5-1/10，並允許動靜之間瞬態嚴重不同心而保持密封能力不變，既提高了機組效率又改善了轉子的穩定性，是現代先進透平機械發展的關鍵技術之一，已經套用於航空發動機、工業燃氣輪機和汽輪機等葉輪機械。在航空領域，套用刷式密封是提高航空發動機性能的重要手段，GE、西門子等世界各大透平公司的技術創新與發展中，都把刷式密封技術研究作為其中的重要內容一。
產品特色
刷式密封最早套用於航空發動機上，後有GE公司運用在工業燃氣式汽輪機上，套用效果顯著。90年代傳入國內，開始在運用在燃氣輪機上。刷式密封一般用於動靜件間的氣體介質密封，在液體或粉塵等密封方面，效果也十分明顯。刷式密封的刷毛相對軸的旋轉方向按一定傾斜角度規則排列，以減少刷毛的磨損，使刷毛更容易適應轉子的製造誤差和熱變形等，並在轉子瞬間大幅徑向位移後迅速彈回，保持密封間隙不變。和刷毛自由端接觸的軸表面一般噴塗一層耐磨材料，以防止工作時刷毛劃傷軸徑，同時可減少刷毛的摩擦損耗。
刷式汽封的結構圖
刷式密封的結構
刷式汽封的結構圖刷式密封的結構刷式密封的刷絲主要採用鈷基高溫合金，具有低脆性、高韌性、保證運行過程中不折斷，而高性能的焊接工藝保證刷絲的不脫落，最佳化的刷毛束厚度及高度保證高性能的封嚴性，刷絲材料和塗層材料的合理組合保證密封穩定、安全的運行 刷式密封是取代傳統的迷宮密封的理想選擇，它是一種接觸式的具有適應性的密封， 可全部或部分消除迷宮密封的寄生泄漏，同時允許轉子在有一定的偏差的狀態下工作，是可以做到零間隙的柔性密封。
刷式密封內流動形態與迷宮式密封有較大的區別,由於刷絲束的多孔介質特性,從迷宮式泄漏的射流直接撞擊到刷絲束上,一部分經過多孔介質刷絲束滲流過進入下一個腔室,另一部分形成回流在腔室內構成一個較大的旋渦流,將泄漏射流的動能轉化為熱能。泄漏流經過刷絲束後的壓力下降大於經過迷宮齒時的情況，由此刷絲束可以有效地阻止泄漏流,提高密封效果。 刷式密封使介質泄漏主要發生在密集排列的細金屬絲之間形成的微小縫隙中，由於刷子中刷絲間空隙的不均勻性作用，均勻的來流進入刷絲束中就變得不均勻了，並且從緊密的刷絲束區域向疏鬆的刷絲束區域偏流，這些偏流在刷絲排之間逐漸形成同向流和射流，並產生隨機的二次流和旋渦流。而當一射流遇到前面緊密的刷絲束，就會改變運動方向而變成和主流方向垂直的橫向流（刷式汽封氣體流動形式）。由於刷絲束破壞流動而確保流動的不均勻性，使流體產生了自密封效應，橫向流動代替向前流動顯然對流體自密封起了重要貢獻，它能使橫流過刷子的總壓降增大從而減少汽封的泄漏量。因此，刷式密封的泄漏特點為，由於壓比的增大，刷子中刷絲的密度增加，刷絲之間的空隙減少而使有效的泄漏面積減少，同時使泄漏流動的阻力增大，從而使泄漏隨壓比增加的梯度降低.
刷握式密封由前面板、後面板和夾於兩者之間的高度密集合金細金屬絲組成的刷子組成，刷子沿轉子旋轉反向有一定傾角，這樣一來，順從的毛刷能傾斜以吸收轉子徑向偏移，並且很容易恢復閉合狀態，在短時期與軸過盈接觸後，不會象迷宮密封和蜂窩密封一樣，出現永久性的性能損失。
在原有汽封基礎上,加裝一圈刷式密封條，此刷封條代替原來的高齒，高度要比原高齒要高，因減小了汽封間隙，從而減少了漏氣，其刷封部分的刷絲是順著轉子旋轉方向排列一圈耐高溫的鈷基合金絲（含鈷超過50%），可以耐1200攝氏度以上的高溫不變形，運行時，散開的刷絲束類似於防護林的風阻效果，起到密封效果，並且可以適應轉子的瞬態跳動，恢復原有的汽封間隙，能長期保證使用效果。因為刷絲有彈性，也不會對機組振動造成大的影響。不受位置及壓力的影響，套用範圍較廣，節能效果較明顯。
刷式密封介質泄漏主要發生在密集排列的細金屬絲之間形成的微小縫隙中，由於刷子中刷絲間空隙的不均勻性作用，均勻的來流進入刷絲束中就變得不均勻了，並且從緊密的刷絲束區域向疏鬆的刷絲束區域偏流，這些偏流在刷絲排之間逐漸形成同向流和射流，並產生隨機的二次流和旋渦流。而當一射流遇到前面緊密的刷絲束，就會改變運動方向而變成和主流方向垂直的橫向流（見圖1，刷式汽封氣體流動形式）。由於刷絲束破壞流動而確保流動的不均勻性，使流體產生了自密封效應，橫向流動代替向前流動顯然對流體自密封起了重要貢獻，它能使橫流過刷子的總壓降增大從而減少汽封的泄露量。隨著壓比的增大，刷子中刷絲的密度增加，刷絲之間的空隙減少而使有效的泄漏面積減少，同時使泄漏流動的阻力增大，從而使泄漏隨壓比增加的梯度降低。
