[發明專利]一種等分圓周拼接式刷式密封

有效

• 申請號: 201710945352.8
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107630721B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 王娟;劉美紅;譚永發;張勤;王繼祥;王凱強
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: F01D11/08
• 分類號: F01D11/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種等分圓周拼接式刷式密封，屬于透平密封技術領域。

背景技術

刷式密封作為一種具有適應性的可過盈的密封形式，近年取代迷宮密封被廣泛運用到航空發動機上，隨著航空發動機高轉速、高壓差、高邊界轉速這樣“三高”條件下，刷式密封的封嚴特性受到嚴峻考驗。刷式密封的前擋板位于氣流的高壓側，后擋板位于氣流的低壓側，刷絲與轉子徑向中心呈45°～55°周向夾角，排列緊密的安裝固定在前、后擋板之間。國內外大量的理論和實踐表明，在刷絲被轉子跑道向徑向方向移動而偏移后，當轉子脫離偏移或者減速時，由于刷絲與背板之間的摩擦力，刷絲發生懸掛，出現刷絲滯后效應，影響刷式密封的封嚴性能。

由于刷式密封刷絲的柔性，使得刷式密封能適應發動機轉子和定子間瞬態徑向間隙的變化或者轉子的偏心運動，在經過長期工作后，轉子的徑向跳動導致刷環圓周上刷絲尖端不同程度的磨損，影響其封嚴特性，甚至導致密封失效。在長時間的使用后，刷式束端部與轉子的粘著磨損而導致間隙增大，泄漏增加，密封失效影響航空發動機的性能，這時就需要整體更換刷環，如若刷環其他部位沒有明顯的磨損，那將會使一部分刷絲失去利用價值，造成了資源浪費。

發明內容

本發明的目的是提供一種等分圓周拼接式刷式密封，以解決因轉子和定子間瞬態徑向間隙的變化或者轉子的偏心運動而產生刷環內局部刷絲磨損嚴重而需要整體更換，致使資源浪費的問題。

本發明按以下技術方案實現：一種等分圓周拼接式刷式密封，包括前擋板1、后擋板2、刷絲束3、固定連接8、定子9、螺釘10；前擋板1位于氣流高壓處，后擋板2位于氣流低壓處，刷絲束3通過固定連接8夾緊安裝在前擋板與后擋板2之間，后擋板2與刷絲束3接觸承壓面開設有內凹環形減壓槽4，環形減壓槽4可降低刷式密封的“遲滯效應”，前擋板1內徑與后擋板2上開設的環形減壓槽4的外徑平齊，前擋板1、后擋板2、刷絲束3、固定連接8連接安裝組成刷環段6，刷環段6的后擋板2上均勻開設有螺紋孔5，刷環段6通過后擋板2上的螺紋孔5與螺釘10安裝在定子9上，刷環段6沿著刷絲安裝角的方向組成刷環7。

所述刷環7由N個刷環段6組成，N根據應用需要可為3～8個。

一種等分圓周拼接式刷式密封的工作原理為：在加工時，先按照刷環7的尺寸，將其刷環7周長等分成N份的刷環段6設計，沿著刷絲束3的刷絲安裝角方向進行批量組裝刷環段6，然后將這N等份的刷環段6依次拼接成一個刷環7，將每個刷環段6通過螺釘10固定安裝在定子9上。在使用過程中，轉子11和定子9間瞬態徑向間隙的變化或者轉子11的偏心運動造成刷環7局部刷絲束3的刷絲破壞，當在局部刷絲磨損嚴重的情況下，找到具體在哪個刷環段6上，采用相同類型且完好的刷環段6替換，繼續工作。同時，后擋板2開設的環形減壓槽4可減低刷絲的“遲滯效應”，降低氣體的泄漏，提高其封嚴特性。

本發明具有以下有益效果：

1、可針對性替換刷絲嚴重磨損的刷環段，避免替換整個刷環造成資源浪費；

2、泄漏低，封嚴特性好；

3、結構簡單、方便拆卸、易于維護；

4、在同等成本下，分段再拼接可延長刷環整體的使用壽命，能提高經濟效益。

附圖說明

圖1為本發明刷環段結構主視圖；

圖2為本發明刷環段的三維結構示意圖；

圖3為本發明由刷環段組成刷環結構示意圖；

圖4為本發明刷環段與定子安裝結構示意圖

圖5為本發明后擋板三維結構示意圖。

圖中各標號為：1：前擋板、2：后擋板、3：刷絲束、4：環形減壓槽、5：螺紋孔、6：刷環段、7：刷環、8：固定連接、9：定子、10：螺釘、11：轉子。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明作進一步說明，但本發明的內容并不限于所述范圍。

實施例1：如圖1-5所示，一種等分圓周拼接式刷式密封， 包括前擋板1、后擋板2、刷絲束3、固定連接8、定子9、螺釘10；前擋板1位于氣流高壓處，后擋板2位于氣流低壓處，刷絲束3通過固定連接8夾緊安裝在前擋板與后擋板2之間，后擋板2與刷絲束3接觸承壓面開設有內凹環形減壓槽4，前擋板1內徑與后擋板2上開設的環形減壓槽4的外徑平齊，前擋板1、后擋板2、刷絲束3、固定連接8連接安裝組成刷環段6，刷環段6的后擋板2上均勻開設有螺紋孔5，刷環段6通過后擋板2上的螺紋孔5與螺釘10安裝在定子9上，刷環段6沿著刷絲安裝角的方向組成刷環7。

刷環7由3個刷環段6組成。