一种异型齿双迷宫密封结构及一种核主泵用带定位的异型齿口环密封结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109026819A(43)申请公布日2018.12.18(21)申请号201810653271.5(22)申请日2018.06.22(71)申请人浙江大学地址310058浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号(72)发明人许忠斌刘聪王悦荟阮晓东王鹏飞崔赟(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200代理人黄欢娣邱启旺(51)Int.Cl.F04D29/08(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种异型齿双迷宫密封结构及一种核主泵用带定位的异型齿口环密封结构(57)摘要本发明属于流体机械及间隙密封技术领域，更具体的涉及一种异型齿双迷宫密封结构及一种核主泵用带定位的异型齿口环密封结构。异型齿双迷宫密封结构的密封齿向流体进口侧倾斜，且背风面采用内凹的圆弧结构，类平行四边形结构的大密封腔上部开有平行四边形结构的小密封腔，形成双迷宫密封。口环与叶轮进水口外缘、口环与导叶前缘内壁通过异型齿双迷宫密封结构实现密封，降低流体泄漏量，提高核主泵运行稳定性。口环上设有安装块实现口环的无损拆装及周向定位；口环与泵壳之间设有密封垫进行轴向定位并阻止液体回流。基于大量分析计算得到异型齿形状修正系数约束函数，可在短时间内确定最佳化的设计关键尺寸，减少口环间隙泄漏对核主泵的不利影响。CN109026819ACN109026819A权利要求书1/1页1.一种异型齿双迷宫密封结构，其特征在于，包括多个密封齿，所述密封齿向流体进口侧倾斜，且背风面采用内凹的圆弧结构，圆弧结构的圆弧角为35-60°；相邻两个密封齿之间构成第一密封腔(701)；密封齿的高度为所述第一密封腔(701)的深度h，密封齿倾斜角度为第一密封腔(701)的倾斜度相邻两个密封齿之间的间距为第一密封腔(701)的宽度b；第一密封腔(701)上部开有第二密封腔(702)，第二密封腔(702)为平行四边形结构，第二密封腔(702)的宽度b'，深度h'，倾斜度分别满足：b'＝1/3b，h'＝1/3h，2.根据权利要求1所述的异型齿双迷宫密封结构，其特征在于，所述的第一密封腔(701)深度h，第一密封腔(701)倾斜度第一密封腔(701)宽度b通过下式获得：其中，l为密封长度，α为槽高系数，β为槽宽系数，ψ为角度系数；α、β、ψ通过以下异型齿形状修正系数约束函数得到：且0.07<α<0.12，0.12<β<0.15，0.5<ψ<0.7。3.一种具有权利要求1所述异型齿双迷宫密封结构的核主泵用带定位的异型齿口环密封结构，其特征在于，该密封结构实现泵壳(1)与叶轮(6)，以及叶轮(6)与导叶(8)之间的密封，所述密封机构包括口环(5)；所述口环(5)包括上部和下部，上部具有圆筒状结构，与泵壳(1)固定连接；下部具有弧形外扩结构，套设于叶轮(6)上；所述弧形外扩结构上端的内壁面具有第一异型齿双迷宫密封结构(71)；所述弧形外扩结构下端的外壁面具有第二异型齿双迷宫密封结构(72)；口环(5)与叶轮(6)的进水口外缘之间通过第一异型齿双迷宫密封结构(71)实现密封，口环(5)与导叶(8)的前缘内壁通过第二异型齿双迷宫密封结构(72)实现密封。4.根据权利要求3所述的异型齿口环密封结构，其特征在于，口环(5)顶部周向具有凸沿，口环(5)通过多个沿周向均布的安装块(3)与泵壳(1)连接，安装块(3)与凸沿相扣；所述安装块(3)通过螺栓(4)固定于泵壳(1)。5.根据权利要求3所述的异型齿口环密封结构，其特征在于，口环(5)与泵壳(1)之间设有密封垫(2)。2CN109026819A说明书1/6页一种异型齿双迷宫密封结构及一种核主泵用带定位的异型齿口环密封结构技术领域[0001]本发明属于流体机械及间隙密封技术领域，更具体的涉及一种异型齿双迷宫密封结构及一种核主泵用带定位的异型齿口环密封结构。背景技术[0002]叶片泵工作时，高速旋转的叶轮与固定的泵体之间、叶轮与导叶之间留有一定的间隙，间隙两端的压力差导致流体由高压腔流向低压腔，造成泄漏与能量损失。因此工程上会在间隙处设置密封口环，达到减少介质泄漏的目的。此外，密封口环的设置还起到保护泵上主要零件不受磨损的作用，改善泵进口处水流状态，提高泵效率。[0003]现有的口环大多采用光滑口环的密封形式，依靠节流间隙来增加介质的流动阻力，从而减少泄漏，达到密封效果，但是这种结构的空腔内部介质耗散作用低，阻止回流作用有限；现有的中开式结构口环很多仅通过螺栓连接，口环与离心泵之间的同轴度降低，容易造成错位，产生振动及噪声，引发叶轮及泵轴失效，降低使用年限。[0004]核主泵内介质为高温高压具有放射性介质的流体，工作流量大，服役年限长，对部件的安全性稳定性要求更高，所以对口