[發(fā)明專(zhuān)利]一種有鰭片的低遲滯接觸式指尖密封

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610878878.4
• 申請(qǐng)日: 2016-10-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106567747B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李永健;胡翔宇;索雙富;黃偉峰;郭飛;王子羲;高志;王玉明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F01D11/00
• 分類(lèi)號(hào): F01D11/00
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所61215
• 代理人: 段俊濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于旋轉(zhuǎn)軸的接觸式密封裝置，特別涉及一種有鰭片的低遲滯接觸式指尖密封。

背景技術(shù)

在透平機(jī)械尤其是航空發(fā)動(dòng)機(jī)中，常常需要對(duì)旋轉(zhuǎn)件與靜止件之間進(jìn)行流體密封，以降低工質(zhì)泄漏，提高其工作效率。接觸式指尖密封是一種由刷式密封演變而來(lái)的柔性轉(zhuǎn)子密封。這種新型密封在原理上和刷式密封相似，其封嚴(yán)性能與刷式密封相當(dāng)甚至優(yōu)于刷式密封，但制作成本卻大大降低。當(dāng)轉(zhuǎn)子發(fā)生徑向位移而偏離其原來(lái)的位置時(shí)，柔性的指尖梁能在轉(zhuǎn)子的擠壓下發(fā)生柔性變形，跟隨轉(zhuǎn)子的徑向跳動(dòng)產(chǎn)生抬升，使其密封性能可以維持在較優(yōu)的水平。但由于低壓指尖片與后擋板之間的摩擦力作用，當(dāng)轉(zhuǎn)子發(fā)生徑向位移而將指尖片推離初始位置，而當(dāng)轉(zhuǎn)子徑向位移回復(fù)時(shí)由于摩擦力的阻礙使指尖片的回復(fù)運(yùn)動(dòng)落后于轉(zhuǎn)子的回復(fù)，甚至?xí)霈F(xiàn)“卡滯”的現(xiàn)象，從而增大了密封間隙，造成密封性能下降。指尖密封的這種現(xiàn)象被稱(chēng)為“遲滯效應(yīng)”。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種有鰭片的低遲滯接觸式指尖密封裝置，利用低壓指尖片上的有軸向?qū)挾鹊啮捚Y(jié)構(gòu)，增大指尖片的軸向剛度，可以省略其軸向支撐作用的后擋板，起到降低常規(guī)接觸式指尖密封“遲滯效應(yīng)”的作用，提高接觸式指尖密封的動(dòng)態(tài)密封性能。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種有鰭片的低遲滯接觸式指尖密封裝置，包括和轉(zhuǎn)子5配合的接觸式指尖密封裝置，接觸式指尖密封裝置依次由前擋板1、高壓指尖片2和低壓指尖片3連接而成，在低壓指尖片上設(shè)置有薄片式的鰭片4，鰭片4位于低壓指尖片3的低壓側(cè)。

所述的鰭片4與低壓指尖片3的指尖梁低壓側(cè)表面呈“T”字形布置，且低壓指尖片3和鰭片4為一體結(jié)構(gòu)。

所述的鰭片4為有一定寬度的帶狀薄葉結(jié)構(gòu)，且其長(zhǎng)度方向上的型線與低壓指尖片3的指尖梁型線相同。

所述鰭片4最大寬度處的寬度范圍是5-7.5mm，厚度范圍是0.1-0.5mm。

所述的鰭片4為倒三角形、梯形、拋物線形、扇形、底端高于指尖片尖端的矩形或能起到對(duì)低壓指尖片的軸向支撐作用而又能避免與轉(zhuǎn)子之間摩擦磨損的形狀。

在所述高壓指尖片2上設(shè)置有薄片式的鰭片4，鰭片4位于高壓指尖片2的高壓側(cè)，省略了前擋板1。

本發(fā)明的有益效果：相對(duì)于已有的常規(guī)接觸式指尖密封結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的一種有鰭片的低遲滯接觸式指尖密封能依靠其薄葉式的鰭片結(jié)構(gòu)，依靠其較大的軸向尺度來(lái)獲得更好的高壓差承受能力，省略了后擋板，進(jìn)而消除了指尖片與后擋板的接觸摩擦作用，降低甚至消除了“遲滯效應(yīng)”，克服了原有密封的缺點(diǎn)，極大地提高了接觸式指尖密封的動(dòng)態(tài)密封性能。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖1a為整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖1b為鰭片4在低壓指尖片3上的分布示意圖。

圖2為本發(fā)明的鰭片4的梯形結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的鰭片4的拋物線形結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明的鰭片4的矩形結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說(shuō)明。

參照?qǐng)D1，一種有鰭片的低遲滯接觸式指尖密封，包括和轉(zhuǎn)子5配合的接觸式指尖密封裝置，接觸式指尖密封裝置依次由前擋板1、高壓指尖片2、低壓指尖片3連接而成，在低壓指尖片上存在一個(gè)薄片式的鰭片4，鰭片4位于低壓指尖片3的低壓側(cè)。

所述的鰭片4與低壓指尖片3的指尖梁低壓側(cè)表面呈“T”字形布置，且低壓指尖片3和鰭片4為一體結(jié)構(gòu)。鰭片4為有一定寬度的帶狀薄葉結(jié)構(gòu)，且其長(zhǎng)度方向上的型線與低壓指尖片3的指尖梁型線相同，如圓弧型線、漸開(kāi)線型線、螺旋線型線等。

所述鰭片4最大寬度處的寬度范圍是5-7.5mm，厚度范圍是0.1-0.5mm，鰭片高度由指尖梁型線、指尖片尺寸等因素決定。

參照?qǐng)D2，圖2所示鰭片4為梯形結(jié)構(gòu)。

參照?qǐng)D3，圖3所示鰭片4為拋物線形結(jié)構(gòu)。

參照?qǐng)D4，圖4所示鰭片為矩形結(jié)構(gòu)，且為避免鰭片與轉(zhuǎn)子之間發(fā)生摩擦磨損，該矩形鰭片的底端高于指尖片的尖端。

本發(fā)明的工作原理：上游高壓側(cè)流體被接觸式指尖密封片密封在上游高壓腔中。鰭片4的軸向尺寸較大，提高了密封組件的軸向剛度，能承受更大的前后壓差，因此可以省略后擋板結(jié)構(gòu)，低壓指尖片3不再與后擋板接觸，減弱甚至消除了“遲滯效應(yīng)”，大大提高了接觸式指尖密封的動(dòng)態(tài)密封性能。