[實(shí)用新型]一種新型低滯后刷式密封結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821650702.4
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN209145652U
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張帥;趙玉柱;鄢傳武;王學(xué)棟;吳崢峰;龐樂;馬光耀
• 申請（專利權(quán)）人: 華電電力科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號: F01D11/12
• 分類號: F01D11/12
• 代理公司: 杭州天欣專利事務(wù)所(普通合伙) 33209
• 代理人: 張狄峰

本實(shí)用新型涉及一種新型低滯后刷式密封結(jié)構(gòu)。用于解決密封在工作時(shí)刷絲向槽內(nèi)出現(xiàn)彎曲，降低了刷式密封的密封性能的技術(shù)問題。本實(shí)用新型包括新型改進(jìn)刷環(huán)和對偶跑道，新型改進(jìn)刷環(huán)和對偶跑道相配合；新型改進(jìn)刷環(huán)包括前板、新型改進(jìn)背板以及夾在前板和新型改進(jìn)背板之間的刷絲束；新型改進(jìn)背板在朝向刷絲束的一側(cè)設(shè)置有減壓環(huán)形槽，在減壓環(huán)形槽沿徑向方向的中部設(shè)置支撐點(diǎn)，在減壓環(huán)形槽靠近對偶跑道軸面的一端設(shè)置阻流點(diǎn)；支撐點(diǎn)和阻流點(diǎn)與刷絲束的接觸面積盡可能小以降低刷絲剛化效應(yīng)和滯后效應(yīng)的影響。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了在降低和消除刷絲剛化效應(yīng)和滯后效應(yīng)的影響的同時(shí)，保證了在同等工況下與常規(guī)刷式密封基本同等密封性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種新型低滯后刷式密封結(jié)構(gòu)，通用于航空發(fā)動機(jī)、工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)、汽輪機(jī)等透平機(jī)械動密封系統(tǒng)中。

背景技術(shù)

航空發(fā)動機(jī)、工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)、汽輪機(jī)等透平機(jī)械主要由靜子與動子組成，運(yùn)行過程中靜子保持固定不動，動子由經(jīng)過通流部分的高溫高壓氣體介質(zhì)驅(qū)動進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)。從經(jīng)濟(jì)性角度分析，為避免漏氣損失，透平機(jī)械動靜部分應(yīng)處于全密封接觸狀態(tài)；但從安全運(yùn)行的角度分析，由于在運(yùn)行過程中動子勢必會在軸向及徑向發(fā)生微量的來回竄動，導(dǎo)致動靜部分碰磨，又要求透平機(jī)械動靜部分之間保持一定的間隙。密封系統(tǒng)的產(chǎn)生在保證透平機(jī)械安全運(yùn)行的同時(shí)又最大程度的減少了漏氣損失。作為密封系統(tǒng)的重要組成部分，密封體的類型及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對密封效果至關(guān)重要。

刷式密封作為接觸式密封，不要求透平機(jī)械動靜部分之間保持一定的間隙，與目前被廣泛應(yīng)用的迷宮密封相比，在同等工況條件下的泄漏量僅為迷宮密封泄漏量的10%~20%，密封性能優(yōu)異。此外，由于刷式密封的特殊結(jié)構(gòu)，它具有使用壽命長、維護(hù)簡單、發(fā)熱量低等優(yōu)點(diǎn)，刷式密封刷絲束與轉(zhuǎn)子之間的柔性接觸還可以保證在不增加密封泄漏量的前提下允許轉(zhuǎn)子出現(xiàn)一定程度的徑向移動，避免轉(zhuǎn)子受損，刷式密封的合理使用對轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性的改善還有一定的促進(jìn)作用。

常規(guī)刷式密封由基本型刷環(huán)和對偶跑道組成，基本型刷環(huán)由前板、背板和夾于兩者之間的刷絲束組成。前板處于上游高壓側(cè)，背板處于下游低壓側(cè)。刷絲與刷環(huán)中心線成45°~53°夾角，緊密地排列于前板與背板之間。常規(guī)刷式密封部分刷絲在氣體壓力作用下,與背板間緊密接觸，在軸偏移或升速時(shí),摩擦力使刷環(huán)刷絲不能即時(shí)跟隨,出現(xiàn)刷絲剛化效應(yīng)。剛化效應(yīng)會加速刷絲和跑道的磨損,降低刷式密封的密封性能，縮短使用壽命。在部分刷絲被跑道徑向推移后,當(dāng)軸脫離偏移或降速時(shí),由于刷絲與背板間的摩擦力,刷絲不能立即復(fù)原,刷絲出現(xiàn)懸掛。此現(xiàn)象稱為刷絲滯后效應(yīng)。滯后效應(yīng)會加大刷式密封的氣體泄漏。常規(guī)刷式密封的剛化和滯后效應(yīng)出現(xiàn)在軸變態(tài)的瞬間，一般在各因素作用下,常規(guī)刷式密封會恢復(fù)為正常的密封狀態(tài)。低滯后刷式密封降低和消除了刷絲剛化效應(yīng)和滯后效應(yīng)的影響，通過在背板與刷絲束間設(shè)置減壓環(huán)形槽，減小了背板與刷絲束的接觸面積及壓力，達(dá)到減小背板與刷絲束之間摩擦力的目的。

但是低滯后刷式密封在減小背板與刷絲束間壓力的同時(shí)勢必會極大增加泄漏量，減壓槽的存在勢必會導(dǎo)致密封在工作時(shí)刷絲向槽內(nèi)出現(xiàn)一定程度的彎曲，進(jìn)一步降低刷式密封的密封性能，基于上述問題本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種新型低滯后刷式密封，在降低和消除刷絲剛化效應(yīng)和滯后效應(yīng)的影響的同時(shí)，保證在同等工況下與常規(guī)刷式密封基本同等的密封性能。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的新型低滯后刷式密封結(jié)構(gòu)，在降低和消除刷絲剛化效應(yīng)和滯后效應(yīng)影響的前提下，保證在同等工況下與常規(guī)刷式密封基本同等的密封性能。