[發(fā)明專利]迷宮與指尖組合式密封結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910072917.1
• 申請日: 2009-09-18
• 公開（公告）號: CN101649908A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭群;岳國強;張海
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: F16J15/447
• 分類號: F16J15/447;F01D11/02
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(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種密封結(jié)構(gòu)，具體地說是一種用于軸向密封的迷宮與指尖組合式密封結(jié)構(gòu)。

(二)背景技術(shù)

由于現(xiàn)代葉輪機(jī)械技術(shù)的發(fā)展，密封的泄漏已經(jīng)成為影響其性能的主要因素之一。這就要求新型的密封形式具有較好的封嚴(yán)特性和較高的使用壽命。

傳統(tǒng)的密封形式有篦齒(迷宮)密封、刷式密封等，其中刷式密封造價較高且易磨損，而迷宮密封的泄漏量較大。近幾年新型的密封形式有指尖密封和蜂窩密封，其二者都有較好的密封性能，特別是指尖密封由于有較好的自適應(yīng)性，可以減小磨損，提高使用壽命。但正是這種易于變形的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致它不能承受較大的壓差，不適應(yīng)高壓比葉輪機(jī)械的軸向密封。

所以對于新型的軸向密封形式而言，既要保證較好的密封性能和使用壽命，并且要承受稍大的壓差，還要注意制造成本。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種密封效果好，泄漏量少，強度高，制造成本低，加工難度小的迷宮與指尖組合式密封結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明包括迷宮密封和指尖密封；所述的指尖密封包括兩個高壓密封級指尖片和一個帶指尖靴的低壓密封級指尖片，指尖片上開有弧形間隙，三片指尖片固定在一起，在高壓密封級指尖片前設(shè)置有前擋板，在帶指尖靴的低壓密封級指尖片后設(shè)置后擋板；所述迷宮密封是鑲嵌在前擋板上的密封齒。

本發(fā)明還可以包括：

1、所述的密封齒的數(shù)目選擇4-8個。

2、指尖片上的弧形間隙按一定的角度交錯排開。

3、每片指尖片上的密封齒的數(shù)量為90-100個，指尖間隙為0.3度。

本發(fā)明中的指尖密封片使用的材料為高溫合金GH3044，而其他部分用高溫合金鋼即可。迷宮密封的密封齒夾在前擋板密封環(huán)的槽道里并焊死。

本發(fā)明是根據(jù)間隙節(jié)流理論設(shè)計而成，即在流體流動過程中將流體的壓力能轉(zhuǎn)化為動能，再在流體流經(jīng)的過程中將其消耗，從而完成密封功能。

軸向來流首先經(jīng)過安排在前面的迷宮密封，迷宮密封的密封齒和擋板之間包圍成了多個密封腔。高壓流體經(jīng)過密封腔時發(fā)生繞流，流體的能量被耗散，壓力降低。

經(jīng)過迷宮密封后的低壓流體流向指尖密封，流體在指尖間隙和相鄰指尖片組成的狹長流道內(nèi)被阻截。如果來流壓力過大，指尖密封可以通過低壓密封級上的獨特結(jié)構(gòu)——指尖靴帶動密封片“翹起”，允許再多一些的流體泄漏，減小密封件受到的作用力。這樣雖然從某種程度上加大了泄漏量，但是卻有效的保護(hù)了密封，而不至于引起密封件的損壞而導(dǎo)致密封的徹底失效。

本發(fā)明提供了一種組合型的密封裝置，來克服以往單獨密封泄漏量大或強度低的缺點。同時盡可能的減小制造成本和加工難度。本發(fā)明采用迷宮密封和指尖密封的組合形式，即在指尖密封前面連結(jié)傳統(tǒng)的迷宮密封?？梢詼p輕指尖密封所受的壓力，同時利用指尖密封彌補迷宮密封泄漏量大的缺點。本發(fā)明應(yīng)用于葉輪機(jī)械轉(zhuǎn)子軸向密封，可以有效的阻止發(fā)動機(jī)軸向的氣體泄漏。若改變密封齒的方向亦可用于孔的密封。

(四)附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；

圖2是圖1的局部放大圖；

圖3是本發(fā)明的組合效果圖；

圖4是指尖密封的正面視圖；

圖5是指尖密封圖4的局部放大圖。

(五)具體實施方式

下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述：

結(jié)合圖1和圖2。本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)包括迷宮密封和指尖密封；指尖密封包括第一高壓密封級指尖片3、第二高壓密封級指尖片4、一個帶指尖靴的低壓密封級指尖片5，指尖片上開有弧形間隙，三片指尖片固定在一起，在高壓密封級指尖片前設(shè)置有前擋板1，在帶指尖靴的低壓密封級指尖片后設(shè)置后擋板6；迷宮密封是鑲嵌在前擋板上的密封齒7。指尖片、前后擋板的周邊有螺栓孔2用來固定指尖片并可以使其連接在機(jī)匣上。所述的密封齒的數(shù)目選擇4個。指尖片上的弧形間隙按一定的角度交錯排開，使其可以互相封堵防止泄漏。每片指尖片上的密封齒的數(shù)量為90個，指尖間隙為0.3度。其中兩個不帶靴的指尖片對準(zhǔn)來流方向組成高壓密封級，帶靴的排在后面作為低壓級指尖密封片。使用的材料為高溫合金GH3044，而其他部分用高溫合金鋼即可。迷宮密封的密封齒夾在前擋板密封環(huán)的槽道里并焊死。

本發(fā)明中的指尖密封部分采用線切割并結(jié)合精徹、精磨及拋光等加工工藝。迷宮密封件按航空發(fā)動機(jī)篦齒密封有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。其中指尖密封的擋板將指尖密封整個覆蓋，在擋板周向開凹槽，在凹槽中焊接迷宮密封片。