[發明專利]級間壓降分配主動控制的兩級刷式密封結構

在審

• 申請號: 202211636361.6
• 申請日: 2022-12-20
• 公開（公告）號: CN115898653A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 孫丹;張靜涵;李玉;孫基生;楊藝瀟
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: F02C7/28
• 分類號: F02C7/28;F16J15/3296;F16J15/3288;F16J15/3252
• 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

本發明公開了一種級間壓降分配主動控制的兩級刷式密封結構，包括：第一級刷式密封件、第二級刷式密封件和軸向均壓孔開度調節結構，其中，所述第一級刷式密封件和第二級刷式密封件沿轉子的軸向設置，均包括前擋板、刷絲束和后擋板，所述第二級刷式密封件的后擋板沿其周向均勻設置有軸向均壓孔，所述軸向均壓孔開度調節結構安裝于所述第二級刷式密封件的后擋板的后端，用于調整所述軸向均壓孔的開度。該級間壓降分配主動控制的兩級刷式密封結構，結構簡單，工作可靠，軸向均壓孔的開度可調，能夠使兩級刷式密封各級壓降達到均衡。

技術領域

本發明涉及一種應用于旋轉機械中的密封結構，特別提供了一種級間壓降分配主動控制的兩級刷式密封結構。

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，其由前擋板、刷絲束、后擋板組成。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，并且是一種柔性接觸式動密封技術，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軸形成柔性接觸，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。

單級刷式密封承壓能力有限，因此，在大壓差條件下通常使用多級刷式密封。通常，現有的兩級刷式密封結構各級結構均相同，在兩級刷式密封結構工作的過程中，由于流經各級刷式密封件的氣流體積流量逐級增加，會使下游級壓降占比式中較大，進而導致兩級刷式密封提前失效，此外，兩級刷式密封各級壓降的不均衡性會引起各級刷絲承受氣流力、摩擦磨損、摩擦熱效應等載荷的不均衡性，進而會導致某級刷絲束出現塑性變形、摩擦磨損、高溫粘連熔斷、疲勞斷裂等故障，直接影響兩級刷式密封的封嚴特性與使用壽命。

鑒于此，研制一種級間壓降分配主動控制的兩級刷式密封結構，使其能夠在外部驅動力的作用下調節各級壓降的均衡性，使其能夠在高承壓狀態下依然保證應有的封嚴效果和使用壽命，提高密封性能，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級間壓降分配主動控制的兩級刷式密封結構，以解決現有刷式密封結構各級壓降的均衡性差的問題。

本發明提供了級間壓降分配主動控制的兩級刷式密封結構，包括：第一級刷式密封件、第二級刷式密封件和軸向均壓孔開度調節結構，其中，所述第一級刷式密封件和第二級刷式密封件沿轉子的軸向設置，均包括前擋板、刷絲束和后擋板，所述第二級刷式密封件的后擋板沿其周向均勻設置有軸向均壓孔，所述軸向均壓孔開度調節結構安裝于所述第二級刷式密封件的后擋板的后端，包括外齒輪盤、行星齒輪和內齒輪盤，所述內齒輪盤配合設置于所述第二級刷式密封件的后擋板的后方，且其上設置有與所述軸向均壓孔配合的對應孔，所述外齒輪盤通過所述行星齒輪嚙合連接于所述內齒輪盤的外部，用于通過所述行星齒輪帶動所述內齒輪盤旋轉，進而調整所述軸向均壓孔的開度。

優選，所述對應孔與所述軸向均壓孔的開孔方向相同。

進一步優選，所述第二級刷式密封件的后擋板的后端面設置有凸臺結構，所述內齒輪盤通過第一軸承轉動安裝于所述凸臺結構上。

進一步優選，所述行星齒輪為4個，沿所述內齒輪盤的外周均勻布設。

進一步優選，所述第二級刷式密封件的后擋板的后端面上固定設置有安裝柱，所述行星齒輪通過第二軸承轉動安裝于所述安裝柱上。

進一步優選，所述第一級刷式密封件和第二級刷式密封件均為焊接式一體結構。

本發明提供的級間壓降分配主動控制的兩級刷式密封結構，結構合理，通過軸向均壓孔開度調節結構可實現對軸向均壓孔的開度的調整，進而改變第二級刷式密封出口的有效流道截面積，使兩級刷式密封各級壓降達到均衡，延長兩級刷式密封的使用壽命，同時兼顧不同工況下的刷式密封封嚴要求，提升航空發動機的整體性能。

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：