[發(fā)明專(zhuān)利]一種迷宮密封和刷式密封結(jié)構(gòu)的復(fù)合密封結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410571498.7
• 申請(qǐng)日: 2014-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104454031A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳照波;魏塬;焦映厚
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F01D11/02
• 分類(lèi)號(hào): F01D11/02
• 代理公司: 大慶禹奧專(zhuān)利事務(wù)所 23208
• 代理人: 朱士文;楊曉梅

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)等葉輪機(jī)械密封裝置領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種迷宮密封和刷式密封結(jié)構(gòu)的復(fù)合密封結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

為提高發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比和可靠性，保證其高效運(yùn)轉(zhuǎn)，研究人員在發(fā)動(dòng)機(jī)的基本布局和結(jié)構(gòu)改進(jìn)方面做了大量的工作，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)性能大大提高，同時(shí)，采用高效的密封裝置來(lái)減小級(jí)間泄漏和摩擦熱也能有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率和推力，自上世紀(jì)80年代開(kāi)始，刷式密封技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械，與傳統(tǒng)的迷宮密封相比其具有更好的密封性能和穩(wěn)定性，另外，刷式密封維護(hù)工藝簡(jiǎn)單，工作壽命長(zhǎng)性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)小重量輕，保證了軍用發(fā)動(dòng)機(jī)的工作要求，不同密封結(jié)構(gòu)混合應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸封可以改善密封性能和可靠性，采用刷式密封來(lái)代替平齒迷宮密封中間位置的一個(gè)迷宮齒,可以考慮將迷宮密封和刷式密封混合應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸封，采用刷式密封來(lái)代替平齒迷宮密封中間位置的一個(gè)迷宮齒，迷宮齒增加了承受壓降的能力，減輕了刷封吹閉效應(yīng)和磨損，以改善密封性能和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容：?

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是在已有迷宮密封的基礎(chǔ)上，提供一種可降低泄漏量，降低刷束與轉(zhuǎn)子表面磨損的一種迷宮密封和刷式密封結(jié)構(gòu)的復(fù)合密封，減少刷束下半部分下游區(qū)域刷絲與轉(zhuǎn)子之間的碰磨。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種迷宮密封和刷式密封結(jié)構(gòu)的復(fù)合密封結(jié)構(gòu)，包括迷宮密封平齒，其中，密封結(jié)構(gòu)兩側(cè)中間位置的兩個(gè)迷宮密封平齒由單環(huán)刷式密封來(lái)代替，單環(huán)刷式密封的刷絲束由前擋板和后擋板固定，刷絲束采用高性能焊接在迷宮密封的內(nèi)孔形成一個(gè)刷環(huán)，刷絲束沿轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向呈一定角度，刷絲束外徑靠近后擋板處后側(cè)存在一個(gè)倒圓角r。

所述倒圓角r半徑不超過(guò)刷絲束厚度的三分之一。

所述刷絲束排列沿轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向傾斜40～55°傾角。

迷宮密封平齒齒頂與轉(zhuǎn)子之間的間隙范圍在0.15～0.30mm之間。

本發(fā)明具有如下有益效果：發(fā)明所述密封結(jié)構(gòu)的泄漏量要明顯小于普通平齒迷宮密封結(jié)構(gòu)，相對(duì)于階梯齒迷宮密封更易于軸向安裝，刷束與轉(zhuǎn)子的摩擦及磨損要小于普通的刷式密封結(jié)構(gòu)，克服了轉(zhuǎn)子表面過(guò)度磨損導(dǎo)致泄露不斷增大的問(wèn)題，提高了刷式密封的可靠性和使用壽命。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為附圖1的局部放大圖；

圖3為附圖2的局部放大圖；

圖4為刷絲束的正視圖。

圖中1-迷宮密封平齒，2-前擋板，3-倒圓角r，4-刷絲束，5-后擋板，6-轉(zhuǎn)子。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

由圖1結(jié)合圖2～圖4所示，一種迷宮密封和刷式密封結(jié)構(gòu)的復(fù)合密封結(jié)構(gòu)，包括迷宮密封平齒1，其中，密封結(jié)構(gòu)兩側(cè)中間位置的兩個(gè)迷宮密封平齒1由單環(huán)刷式密封來(lái)代替，刷式密封的泄漏量只有迷宮密封的5％～10％，并且發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)熱率減少0.2％～0.6％，并且提高了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)克服了迷宮密封因轉(zhuǎn)子的徑向跳動(dòng)或者熱膨脹會(huì)引起磨損的問(wèn)題，單環(huán)刷式密封的刷絲束4由前擋板2和后擋板5固定，刷絲束4采用高性能焊接在迷宮密封的內(nèi)孔形成一個(gè)刷環(huán)，刷絲束4沿轉(zhuǎn)子6轉(zhuǎn)動(dòng)方向呈一定角度，刷絲束4外徑靠近后擋板5處后側(cè)存在一個(gè)倒圓角r3，，當(dāng)帶壓力的燃?xì)庾饔糜谒⒔z束4正面時(shí)，刷絲束產(chǎn)生一定的變形，倒園角r3保證刷絲束4在變形的時(shí)候減少對(duì)轉(zhuǎn)子6產(chǎn)生磨損。

所述倒圓角r3半徑不超過(guò)刷絲束4厚度的三分之一，即可保證密封性能還可以保證刷絲束4不磨損轉(zhuǎn)子6。

所述刷絲束4排列沿轉(zhuǎn)子6旋轉(zhuǎn)方向傾斜40～55°傾角，刷式密封刷絲沿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向有一定傾角，能吸收轉(zhuǎn)子的徑向位移，保證在接觸時(shí)刷絲自由端受力最小，轉(zhuǎn)子、氣流的振動(dòng)和擾動(dòng)可以使刷絲恢復(fù)原狀態(tài)，保持較低的泄漏量，不會(huì)出現(xiàn)永久性的損傷。

迷宮密封平齒1齒頂與轉(zhuǎn)子6之間的間隙范圍在0.15～0.30mm之間，將卸掉大部分燃?xì)鈮毫Γ詼p輕刷絲束4的密封壓力。