[發(fā)明專利]一種用于渦輪盤多排漸縮型圓柱孔狀的徑向輪緣密封結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011166467.5
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112302731B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳艷輝;周小兵;薛亞鵬;劉卓奇
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F01D11/00
• 分類號: F01D11/00;F01D11/06
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

本發(fā)明涉及一種用于渦輪盤多排漸縮型圓柱孔狀的徑向輪緣密封結(jié)構(gòu)，漸縮型圓柱孔位于輪緣密封結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動部分的內(nèi)齒上，漸縮型圓柱孔下方為內(nèi)盤腔區(qū)域，漸縮型圓柱孔上方為外盤腔區(qū)域，漸縮型圓柱孔在內(nèi)齒上壁為小直徑圓孔，漸縮型圓柱孔在內(nèi)齒下壁為大直徑圓孔，漸縮型圓柱孔連通著內(nèi)外盤腔區(qū)域。漸縮型圓柱孔沿周向不均勻分布，漸縮型圓柱孔在燃?xì)馊肭脂F(xiàn)象發(fā)生嚴(yán)重的位置分布數(shù)量較多。在內(nèi)齒上進(jìn)行進(jìn)行打孔，使得內(nèi)盤腔輸送的冷氣可以通過內(nèi)齒的漸縮型圓柱孔進(jìn)行噴射，加大燃?xì)馊肭衷谕獗P腔的流動阻力，進(jìn)而減小燃?xì)馊肭值某潭龋瑫r內(nèi)齒也可以阻擋燃?xì)膺M(jìn)一步的入侵，提高渦輪盤的熱穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于燃?xì)廨啓C(jī)/航空發(fā)動機(jī)渦輪技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于渦輪盤多排漸縮型圓柱孔狀的徑向輪緣密封結(jié)構(gòu)，具體是一種具有呈不均勻分布的多排漸縮型圓柱孔狀的徑向輪緣密封結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

燃?xì)廨啓C(jī)/航空發(fā)動機(jī)主要部件包括壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪。壓氣機(jī)通過對進(jìn)口的來流空氣進(jìn)行壓縮而獲得高溫高壓的壓縮空氣。燃燒室通過對該高溫高壓的壓縮空氣進(jìn)行燃燒從而得到高溫高壓的燃燒氣體。高溫高壓的燃燒氣體再通過渦輪并對其進(jìn)行做功。因此為了防止渦輪部件中的動盤與靜盤間的相互摩擦，需要在動盤與靜盤之間保留一定的間隙。但是在渦輪動葉的高速轉(zhuǎn)動下，動靜葉之間發(fā)生干涉，造成周向壓力的不均勻性，從而會形成輪緣密封間隙處的燃?xì)馊肭脂F(xiàn)象；同時由于渦輪動盤的旋轉(zhuǎn)，摩擦泵效應(yīng)會不斷的將動盤附近的冷氣泵出，從而導(dǎo)致盤腔內(nèi)的壓力下降，當(dāng)通過摩擦泵效應(yīng)，泵出的流量大于通入的冷氣量時，會在輪緣密封間隙處也發(fā)生燃?xì)馊肭脂F(xiàn)象。研究表明燃?xì)馊肭脂F(xiàn)象的發(fā)生會致使渦輪盤過熱失效從而威脅整個發(fā)動機(jī)的安全可靠運(yùn)行。目前主要從壓氣機(jī)側(cè)引入冷氣來來冷卻渦輪盤以及先進(jìn)的輪緣密封結(jié)構(gòu)加大燃?xì)馊肭肿枇斫鉀Q燃?xì)馊肭脂F(xiàn)象的發(fā)生。

通過在輪緣密封間隙處安裝封嚴(yán)結(jié)構(gòu)，可以增加高溫燃?xì)馊肭值牧鲃幼枇Γ瑥亩糁迫細(xì)馊肭脂F(xiàn)象，對于提高渦輪盤的安全性能具有顯著效果。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種用于渦輪盤多排漸縮型圓柱孔狀的徑向輪緣密封結(jié)構(gòu)，是一種具有呈不均勻分布的多排漸縮型圓柱孔狀的徑向輪緣密封結(jié)構(gòu)，該徑向輪緣密封結(jié)構(gòu)可以在大冷氣量工況下較好的組織利用冷氣，同時根據(jù)實際燃?xì)馊肭职l(fā)生的位置，噴射角度可以發(fā)生改變，從而增加燃?xì)馊肭衷谳喚壝芊忾g隙處的流動阻力，減少燃?xì)庀虮P腔的入侵的程度，降低渦輪盤溫度，提高輪盤的熱穩(wěn)定性。

技術(shù)方案

一種用于渦輪盤多排漸縮型圓柱孔狀的徑向輪緣密封結(jié)構(gòu)，位于渦輪盤的靜子盤7與轉(zhuǎn)子盤8之間的輪緣密封結(jié)構(gòu)；其特征在于：所述輪緣密封結(jié)構(gòu)2轉(zhuǎn)動部分的內(nèi)齒4上設(shè)有漸縮型圓柱孔3，漸縮型圓柱孔下方為內(nèi)盤腔區(qū)域，漸縮型圓柱孔上方為外盤腔區(qū)域，漸縮型圓柱孔在內(nèi)齒上壁為小直徑圓孔，漸縮型圓柱孔在內(nèi)齒下壁為大直徑圓孔，漸縮型圓柱孔連通著內(nèi)外盤腔區(qū)域；所述的漸縮型圓柱孔在內(nèi)齒上壁的圓孔直徑大小為漸縮型圓柱孔在內(nèi)齒下壁的圓孔直徑的3/4，漸縮型圓柱孔在內(nèi)齒下壁的圓孔直徑大小為內(nèi)齒壁厚度的1/8～1/2。

所述的多排漸縮型圓柱孔的排數(shù)為2～3排，每排漸縮型圓柱孔的形狀、大小一致，并且每排漸縮型圓柱孔在內(nèi)齒下壁處的圓心之間的距離為內(nèi)齒壁厚度的17/40～4/5。

所述的漸縮型圓柱孔在內(nèi)齒下壁處靠近動盤的圓孔的圓心距動盤的距離為齒壁厚度的3/8～7/8。

所述的漸縮型圓柱孔每排的數(shù)量為動葉數(shù)的5～8倍，沿周向不均勻分布。

所述的漸縮型圓柱孔在燃?xì)馊肭职l(fā)生嚴(yán)重位置處布置圓柱孔數(shù)量至少為動葉數(shù)的5倍，在孔密集區(qū)域，內(nèi)齒下壁處的孔心周向間距為孔直徑的1.1倍；非孔密集區(qū)域，內(nèi)齒下壁處的孔心周向間距為直徑的3倍。

所述的漸縮型圓柱孔的中心線與內(nèi)齒壁垂直線成-30°～30°，以順時針方向為正。

有益效果