[發明專利]一種篦齒密封結構

在審

• 申請號: 201710694170.8
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN107314114A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 孫丹;丁俊杰;邵增德;惠中豪
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: F16J15/40
• 分類號: F16J15/40;F02C7/28;F01D11/04
• 代理公司: 沈陽維特專利商標事務所(普通合伙)21229
• 代理人: 陳福昌

技術領域

本發明涉及一種應用于旋轉機械中的動密封結構，特別提供了一種篦齒密封結構。

背景技術

隨著航空事業的發展，對飛機的機動性、可靠性和經濟性的要求越來越高，因此迫切需要改進航空發動機里的各個部件，以保證發動機高性能的要求。而密封結構作為航空發動機、汽輪機、壓縮機等旋轉機械中的關鍵部件，其性能會直接影響航空發動機的工作效率和轉子穩定性。國內外研究表明未來航空發動機性能的提高，在很大程度上將取決于封嚴技術的改善和泄漏量的降低。因此，改進和發展新的封嚴裝置具有重要的實用價值和意義。

篦齒密封是現役航空發動機中廣泛使用的一種封嚴結構，它是利用流道的突擴和突縮增加流阻來減少流體的泄漏的非接觸式動密封。流體經過節流間隙時，上游流體的壓力能通過節流作用轉化為速度能，然后在齒腔內速度能通過湍流漩渦耗散為熱能。其密封效果主要取決于密封間隙的大小和齒數的多少，具有結構簡單、成本低、沒有摩擦損耗和適用于高轉速等特點。

目前，各種新型封嚴結構層出不窮。相比于刷式密封等新型封嚴結構，傳統的篦齒密封結構泄漏量較大，密封性能較差，使得航空發動機效率損失大、燃油油耗高。

因此，如何對現有的篦齒密封結構進行改進，以降低其泄漏量，提高其密封性，成為人們亟待解決的問題。

發明內容

鑒于此，本發明的目的在于提供一種篦齒密封結構，以解決現有篦齒密封結構泄漏量大、密封性差等問題。

本發明提供的技術方案是：一種篦齒密封結構，包括：密封套、密封體和轉子，密封體呈環形，固定于密封套的內側，密封體的內側沿其周向均勻設置有密封齒，密封齒之間形成密封腔，轉子設置于密封體的內側，與密封齒之間形成氣膜，轉子的外表面沿其周向與軸向均勻安裝有多組可調整角度的葉柵，在轉子旋轉的過程中，所述葉柵隨轉子在密封腔中轉動。

優選，密封套的內側設置有T型槽，密封體的截面呈“工”字形，限位設置于所述T型槽內。

進一步優選，葉柵的形狀呈梭形，葉柵通過螺栓和螺母固定設置于轉子上。

進一步優選，葉柵的長度為密封腔軸向長度的1.5～2倍，寬度為密封腔軸向長度的0.2～0.6倍。

進一步優選，葉柵的中弧線與轉子軸線的夾角為-30度～30度。

進一步優選，密封體為鋼密封體或GC_r15密封體。

本發明提供的篦齒密封結構，在轉子上設置可調整角度的葉柵，當轉子旋轉時，葉柵會以斜切的方式擠壓一側空氣，從而產生一個低壓區和一個高壓區，形成一股氣流。在確定了泄漏氣體的流動方向后，通過調節葉柵的角度，能夠使這股氣流的方向與泄漏氣體方向相反，當兩股氣流在密封腔內相遇時，會產生大量的漩渦，進而耗散掉泄漏氣體的能量，增加泄漏氣體的沿程阻力，從而達到減少泄漏量的目的。

本發明提供的篦齒密封結構的結構新穎、安裝要求低、適用范圍廣、能夠有效降低氣體泄漏量。

附圖說明

下面結合附圖及實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1為篦齒密封結構的結構示意圖；

圖2為轉子的結構示意圖；

圖3為轉子的側視圖；

圖4為葉柵的主視圖。

具體實施方式

下面將結合具體的實施方案對本發明進行進一步的解釋，但并不局限本發明。

如圖1所示，本發明提供了一種篦齒密封結構，包括：密封套1、密封體2和轉子3，密封體2呈環形，固定于密封套1的內側，密封體2的內側沿其周向均勻設置有密封齒21，密封齒21之間形成密封腔22，轉子3設置于密封體2的內側，與密封齒21之間形成氣膜，如圖1至圖3所示，轉子3的外表面沿其周向與軸向均勻安裝有多組可調整角度的葉柵31，在轉子3旋轉的過程中，所述葉柵31隨轉子3在密封腔22中轉動。

該篦齒密封結構，在轉子上設置可調整角度的葉柵，在確定泄漏氣體流動方向后，調整葉柵斜切空氣的角度，能夠使轉子在旋轉時產生一股與泄漏氣體流動方向相反的氣流，當兩股氣流在密封腔內相遇時，會產生大量的漩渦，進而耗散掉泄漏氣體的能量，增加泄漏氣體的沿程阻力，從而達到減少泄漏量的目的。

作為技術方案的改進，如圖1所示，密封套1的內側設置有T型槽11，密封體2的截面呈“工”字形，限位設置于所述T型槽11內。