[發明專利]一種柵板與編繩組合的密封結構

有效

• 申請號: 202010833293.7
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN112012800B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 李永健;祁志浩;黃偉峰;劉瑩;郭飛;劉向鋒;賈曉紅;趙炬穎;李鴻舉;李國志
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F01D11/00
• 分類號: F01D11/00;F01D25/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

一種柵板與編繩組合的密封結構，包括與側壁接觸的柵板組，柵板組與側壁接觸的一端加工微米級的凹槽，凹槽用于放置微米級的纖維編繩；所述纖維編繩的截面尺寸大于凹槽的深度，所述柵板組另一端設置有彈性薄板，彈性薄板上設置有用于提供預緊壓力的彈性元件，彈性元件設置于柵板座套上。本發明利用纖維編繩的彈性變形，添堵柵板組與熱變形后的側壁之間的空隙，從而減小密封的泄漏量；纖維編繩也可補償彈性薄板變形遲鈍引起的間隙。

技術領域

本發明涉及航空發動機、汽輪機等高溫工況下的動密封技術領域，特別涉及一種柵板與編繩組合的密封結構。

背景技術

高溫動密封結構是高超聲速飛行器控制面的關鍵技術之一，對飛行器安全運行起到重要作用。目前的高溫動密封技術主要有：填料密封、迷宮密封、干氣密封、刷式密封、指尖密封和柵板密封等。填料密封主要應用于旋轉式密封中，且填料的密封性能受溫度影響較大，僅適用于溫度小于250℃的工況下。迷宮密封是非接觸動密封，利用流體在間隙間的節流效應限漏，泄漏量較大，通常用在級間密封等密封性要求不高的場合。干氣密封、刷式密封、指尖密封目前均應用在旋轉式非接觸密封中，在往復密封中尚未應用。

非接觸式密封由于密封面不直接接觸，雖然起動功率小，壽命長，但泄漏量大，這在往復式的密封中尤為嚴重。在往復式的動密封中，一般采用盤根填料密封、動唇形密封等接觸式密封。

接觸式密封要求材料具有較高的耐磨性，在超高聲速飛行器等高工況下還要求具有耐高溫性。

柵板密封是滿足以上要求的密封形式之一，柵板密封采用多塊小型柵板組合，側壁熱變形后，在彈性元件的作用下，柵板組彼此錯位移動以適應熱變形，貼合壁面實現密封。

柵板形狀簡單，可使用耐高溫的陶瓷材料，因此柵板密封可應用于高溫工況下的動密封。

除耐高溫外，柵板式密封還具有良好的柔韌性、低滲透性、耐久性等優點。

因柵板密封是由多個小柵板組合而成的，在側壁出現熱變形后，柵板與變形側壁間將出現孔隙，這將增加泄漏量，影響密封的性能。因此減少熱變形后產生的密封空隙是提高柵板密封性能的措施之一。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種柵板與編繩組合的密封結構，能夠減小密封的泄漏量，具有變形適應性好，跟隨性和恢復性好的特點。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種柵板與編繩組合的密封結構，包括與側壁4接觸的柵板組5，柵板組5與側壁4接觸的一端加工微米級的凹槽，凹槽中設置微米級的纖維編繩6；所述纖維編繩6的截面尺寸大于凹槽的深度，所述柵板組5另一端設置有彈性薄板1，彈性薄板1上設置有用于提供預緊壓力的彈性元件3，彈性元件3設置于柵板座套2上。

所述預緊壓力使纖維編繩6高于槽頂的部分壓入所述凹槽中，從而使柵板組5貼合側壁4。

所述柵板組5上凹槽寬度為50～600μm，深度為300～600μm，面密度為5％～25％。

所述纖維編繩6由內部纖維編織的螺旋狀內核和外部編織的鞘組成，螺旋狀內核編織較為疏松，鞘的編織緊密。

所述纖維編繩6分段設置于柵板組5的凹槽中。

所述纖維編繩6材料均為耐高溫合金或陶瓷，柵板組5為陶瓷材料。

本發明的有益效果：