[發明專利]基于形狀記憶合金的主動間隙控制迷宮密封

有效

• 申請號: 202110376240.1
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113090340B
• 公開（公告）日: 2023-02-14
• 發明（設計）人: 孫丹;姜金裕;趙歡;王建明;金冠男;李玉
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: F01D11/08
• 分類號: F01D11/08;F01D11/02;F03G7/06
• 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

本發明公開了一種基于形狀記憶合金的主動間隙控制迷宮密封，包括：轉子、靜子環瓣、形狀記憶合金絲和加熱腔室，其中，所述靜子環瓣為偶數個且沿轉子的周向設置，所述靜子環瓣的兩端均間隔設置有凹槽和彈簧，相鄰靜子環瓣端部的凹槽和彈簧一一對應，所述靜子環瓣外端面的兩側均設置有固定環，所述形狀記憶合金絲為多組，兩端分別對應連接于相鄰靜子環瓣的固定環上，所述加熱腔室為多個，分別與連接兩個靜子環瓣的形狀記憶合金絲一一對應，用于調節所述形狀記憶合金絲的溫度。該迷宮密封，結構合理，通過主動調節形狀記憶合金絲的溫度，可調節靜轉子的密封間隙，進而達到改善發動機性能，延長使用壽命，降低油耗的目的。

技術領域

本發明涉及旋轉機械中的動密封結構，特別提供了一種基于形狀記憶合金的主動間隙控制迷宮密封。

背景技術

轉子與靜子之間的密封是航空發動機、汽輪機等旋轉機械的重要部件，起著防止工作介質泄漏和節能降耗的關鍵作用。近年來，隨著航空發動機中渦輪盤溫度、主軸轉速和壓氣機壓比的增加，發動機相關部位密封的工況環境進一步惡化，由密封引起的泄漏損失影響日益突出，直接影響著透平機械的工作效率。眾所周知，當發動機由靜止到起動的過程中，轉速會迅速增加，高溫燃氣對轉子葉片和渦輪盤加熱，同時轉子受到增大的離心力作用，轉子迅速膨脹，而密封件膨脹的速度相對較慢，導致轉靜子之間的間隙變小，易產生碰磨；當進入巡航狀態時，轉子與靜子間隙趨于平穩，但此時轉子與靜子間隙較大，泄漏量大，飛機巡航狀態持續周期時間長，燃油消耗大；當進入停車階段時，轉子的跳動量變化較大，轉子與靜子間隙變小，易產生磨損。

因此，提出一種可主動調節密封間隙的迷宮密封結構，使轉子與靜子的間隙保持在一個最佳的大小，成為亟待解決的問題。

發明內容

鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于形狀記憶合金的主動間隙控制迷宮密封，以解決傳統的迷宮密封結構不能實時主動調節密封間隙，進而導致易磨損、泄漏量大、密封性能差等問題。

本發明提供的技術方案是：基于形狀記憶合金的主動間隙控制迷宮密封，包括：轉子、靜子環瓣、形狀記憶合金絲和加熱腔室，其中，所述靜子環瓣為偶數個且沿轉子的周向設置，實現對轉子的密封，所述靜子環瓣包括靜子環瓣本體和連接于所述靜子環瓣本體兩端的凸出塊，所述靜子環瓣的兩端均間隔設置有凹槽和彈簧，位于所述靜子環瓣同一端的凹槽和彈簧分別設置于所述靜子環瓣本體的端部和所述凸出塊的端部，相鄰靜子環瓣端部的凹槽和彈簧一一對應，當相鄰靜子環瓣接觸密封時，所述彈簧伸入與其對應的凹槽內，所述靜子環瓣外端面的兩側均設置有固定環，所述形狀記憶合金絲為多組，兩端分別對應連接于相鄰靜子環瓣的固定環上，用于調整相鄰兩靜子環瓣的對接位置間的距離，所述加熱腔室為多個，分別與連接兩個靜子環瓣的形狀記憶合金絲一一對應，用于調節所述形狀記憶合金絲的溫度。

優選，所述加熱腔室之間通過隔熱板分離。

進一步優選，相鄰靜子環瓣上的固定環對應設置有多個且沿靜子環瓣的軸向間隔設置，連接相鄰靜子環瓣的形狀記憶合金絲為多組，對應連接于兩兩對應設置的固定環上。

進一步優選，位于所述靜子環瓣同一端的凹槽和彈簧錯位設置。

進一步優選，所述靜子環瓣為4個。

該基于形狀記憶合金的主動間隙控制迷宮密封，結構合理，通過主動調節形狀記憶合金絲的溫度，可調節靜轉子的密封間隙，進而達到改善發動機性能，延長使用壽命，降低油耗的目的。

附圖說明

下面結合附圖及實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1為本發明提供的基于形狀記憶合金的主動間隙控制迷宮密封的結構示意圖；

圖2為靜子環瓣的側視圖。

具體實施方式

下面將結合具體的實施方案對本發明進行進一步的解釋，但并不局限本發明。