[發明專利]三維似羽毛織構底面型槽氣體端面密封結構

有效

• 申請號: 200910102184.1
• 申請日: 2009-08-20
• 公開（公告）號: CN101644333A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 彭旭東;李紀云;白少先;盛頌恩
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: F16J15/34
• 分類號: F16J15/34
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司
• 代理人: 王 兵;黃美娟

1.一種三維似羽毛織構底面型槽氣體端面密封結構，包括機械端面密封的動環、靜環，所述動環的密封端面和靜環的密封端面相互貼合構成圓環形密封端面，所述圓環形密封端面的一側為高壓側即上游，所述圓環形密封端面的另一側為低壓側即下游，動環的密封端面相對靜環的密封端面產生旋轉，所述動環和靜環的密封端面的至少一個上設有多個用于氣體端面密封的三維型槽，所述的三維型槽在密封端面上呈周期性排布，沿環面中心對稱分布，所述三維型槽之間的非開槽區域構成密封堰，其特征在于：所述三維型槽由具有似羽毛織構特征底面的泵汲槽和螺旋槽組成，所述的泵汲槽是沿徑向分布，所述泵汲槽位于密封端面的上游，所述泵汲槽的深度從上游至下游逐漸變淺；所述泵汲槽與螺旋槽相連接，所述螺旋槽的迎風側壁的螺旋線的螺旋角大于背風側壁的螺旋線的螺旋角，所述螺旋槽的深度從上游至下游逐漸變淺；在所述螺旋槽的下游還設有一連續的平面環帶密封壩。

2.如權利要求1所述的三維似羽毛織構底面型槽氣體端面密封結構，其特征在于：所述三維型槽的基礎底面的最小深度h₀：0≤h₀≤5μm；所述似羽毛織構的數量n：0≤n＜∞，所述似羽毛織構的深度h₁：1.5μm≤h₁≤30μm；所述似羽毛織構的長軸和短軸的長度比γ：1.0≤γ≤18，所述長軸與來流方向平行，所述短軸與來流方向垂直，且靠近來流方向的織構γ值較小，1.0≤γ≤2.0，遠離來流方向的織構γ值較大，2.0＜γ≤18；所述泵汲槽的深度h₂＝0～150μm；所述螺旋槽與端面上游即高壓側的最小徑向距離l₂：l₂＝0.05W，所述螺旋槽與下游即低壓側的最大徑向距離l₃：l₃＝7W/9，W為密封端面寬度，所述螺旋槽的深度h₃＝0～150μm。

3.如權利要求2所述的三維似羽毛織構底面型槽氣體端面密封結構，其特征在于：所述泵汲槽兩側的徑向長度有差異，長側壁長度是短側壁長度的1～4倍。

4.如權利要求2所述的三維似羽毛織構底面型槽氣體端面密封結構，其特征在于：所述螺旋槽在相同半徑處的深度沿型槽開槽面的旋轉方向逐漸變深。

5.如權利要求4所述的三維似羽毛織構底面型槽氣體端面密封結構，其特征在于：所述螺旋槽是沿其與所述泵汲槽連接處對稱分布的雙向槽。

6.如權利要求4所述的三維似羽毛織構底面型槽氣體端面密封結構，其特征在于：所述螺旋槽是沿其與所述泵汲槽連接處單向分布的單向槽。

7.如權利要求5或6所述的三維似羽毛織構底面型槽氣體端面密封結構，其特征在于：所述螺旋槽的結構尺寸是相同的，開槽平面環帶的徑向寬度l₄與密封壩的徑向寬度l₅之比即槽長壩長比l₄/l₅：l₄/l₅＝0.8～4.5。

8.如權利要求5或6所述的三維似羽毛織構底面型槽氣體端面密封結構，其特征在于：所述螺旋槽的結構尺寸是有差異的，長螺旋槽三維型槽與短螺旋槽三維型槽沿端面圓周方向呈周期性間隔分布，所述短螺旋槽三維型槽的槽長壩長比l₄/l₅的取值范圍為：l₄/l₅＝0.8～1.5，槽形較短、較寬，槽尾似羽毛織構錯開排列；所述長螺旋槽三維型槽的槽長壩長比l₄/l₅的取值范圍為：l₄/l₅＝1.5～4.5，槽形較窄長而扁平，槽尾似羽毛織構部分重疊排布。