[發明專利]含磁鐵可調節刷絲束與轉子面徑向間隙的刷式密封結構

有效

• 申請號: 201910071749.8
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109555564B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 孫丹;趙歡;張國強;張國臣;李國勤
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: F01D11/00
• 分類號: F01D11/00
• 代理公司: 沈陽維特專利商標事務所(普通合伙) 21229
• 代理人: 李丹

本發明公開了一種含磁鐵可調節刷絲束與轉子面徑向間隙的刷式密封結構，包括：靜子、刷式密封件和瓦形磁鐵，刷式密封件配合設置于靜子的內周且可在靜子內側沿轉子的徑向運動，刷式密封件包括上部刷式密封件和下部刷式密封件，上部刷式密封件和下部刷式密封件均包括前擋板、熔焊區、后擋板和刷絲束，上部刷式密封件和下部刷式密封件的外周的中部均固定一螺栓，所述螺栓穿過靜子上與其配合的通孔后通過螺母旋緊，瓦形磁鐵成對設置且相互排斥，每對瓦形磁鐵包括固定于刷式密封件外周的瓦形磁鐵和固定于靜子內周的瓦形磁鐵。該刷式密封結構通過放松或擰緊螺母，可實現對刷絲束與轉子面徑向間隙的調整，均勻布設的瓦形磁鐵可保證轉子的平穩轉動。

技術領域

本發明涉及一種應用于旋轉機械中的密封結構，特別提供了一種含磁鐵可調節刷絲束與轉子面徑向間隙的刷式密封結構。

背景技術

刷式密封是航空發動機、汽輪機、壓縮機等旋轉機械的關鍵部件。相對于傳統的迷宮密封，刷式密封不但具有較好的封嚴特性，還能夠適應轉子的瞬間徑向變形或偏心運動，此外，刷式密封的刷絲與轉子形成柔性接觸，可改善轉子系統的振動特性，保證機組運行的安全性，因此刷式密封被廣泛應用于航空航天、電力、石化等行業領域的旋轉機械中。

刷式密封由前面板、后面板和夾于兩者之間的高度密集合金細金屬絲組成的刷絲束組成，刷絲束沿轉子旋轉方向有一定傾角，傾斜的刷絲可以允許轉子徑向跳動，在與轉子過盈接觸后，不會像迷宮密封和蜂窩密封一樣，出現永久性的性能損失，刷式密封的刷絲相對轉子的旋轉方向按一定傾斜角度規則排列，可以減少刷絲的磨損，使刷絲更容易適應轉子的制造誤差和熱變形等，并在轉子瞬間大幅徑向位移后迅速彈回，保持密封間隙不變。研究表明，刷式密封作為一種接觸式動密封，刷絲束的柔性保證了在轉子瞬時徑向跳動時刷絲束可以呈現退讓性和追隨性。

然而，過盈配合的刷絲束與轉子在使用過程中存在碰撞摩擦，隨著密封結構使用時間的增加刷絲束與轉子面之間會產生較大的間隙，進而造成泄漏量的增加，導致封嚴失效，因此，需及時更換新的刷式密封件。

鑒于此，如何對現有的刷式密封結構進行改進，使得在不更換刷絲密封件的情況下就可以調節刷絲束與轉子面之間的徑向間隙，以提高刷式密封的封嚴性能、降低使用成本，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含磁鐵可調節刷絲束與轉子面徑向間隙的刷式密封結構，以解決現有刷式密封結構的刷絲束與轉子面的間隙不能調節的問題。

本發明提供的技術方案是：一種含磁鐵可調節刷絲束與轉子面徑向間隙的刷式密封結構，包括：靜子、刷式密封件和瓦形磁鐵，其中，刷式密封件配合設置于靜子的內周且可在靜子內側沿轉子的徑向運動，刷式密封件包括間隙設置且結構相同的上部刷式密封件和下部刷式密封件，上部刷式密封件和下部刷式密封件均包括前擋板、熔焊區、后擋板和刷絲束，前擋板與后擋板通過熔焊區連接，刷絲束的根部固定在熔焊區上，自由端與轉子貼合，上部刷式密封件和下部刷式密封件的外周的中部均固定一螺栓，所述螺栓穿過靜子上與其配合的通孔后通過螺母旋緊，通過旋轉螺母，可以調整上部刷式密封件與下部刷式密封件間距，所述瓦形磁鐵包括固定于刷式密封件外周的瓦形磁鐵和固定于靜子內周的瓦形磁鐵，固定于刷式密封件外周的瓦形磁鐵和固定于靜子內周的瓦形磁鐵成對設置且分別沿刷式密封件的外周及靜子的內周均勻布設，每對瓦形磁鐵相互排斥，并留有間隙。

優選，上部刷式密封件和下部刷式密封件相對應端面的傾斜方向與該位置的刷絲束的傾斜方向相同。

進一步優選，位于刷式密封件的外周及靜子的內周的瓦形磁鐵均左右設置兩排，且所述兩排瓦形磁鐵關于螺栓對稱。

進一步優選，沿刷式密封件的外周及靜子的內周設置的瓦形磁鐵共8對，上部刷式密封件和下部刷式密封件上各4對。

進一步優選，所述瓦形磁鐵粘貼于刷式密封件的外周及靜子的內周。

進一步優選，所述螺栓焊接于熔焊區上。