本發(fā)明涉及一種F型橫齒雙腔式刷式汽封，屬于刷式密封結(jié)構(gòu)部件技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

刷式密封是現(xiàn)代先進(jìn)透平機(jī)械發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一,已經(jīng)應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)、工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)等葉輪機(jī)械。刷式密封在轉(zhuǎn)子瞬間大幅徑向位移后可保持密封間隙不變。其泄漏量是梳齒密封的1/ 5～1/ 10 ,使發(fā)動機(jī)耗油率降低約2 % ,并能改善轉(zhuǎn)子運(yùn)行的穩(wěn)定性。隨著我國電力工業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，研制、生產(chǎn)和發(fā)展超臨界壓力機(jī)組是火力發(fā)電節(jié)約能源、改善環(huán)保、提高發(fā)電效率、降低發(fā)電成本的必然趨勢。

在最近的20多年里，汽輪機(jī)的通流部分在計算流體的推動下有了許多改進(jìn)，性能有了一定程度的提高，但隨著汽輪機(jī)蒸汽參數(shù)的提高，漏汽損失成為制約汽輪機(jī)效率提高的最主要因素，減少泄漏損失便成了提高汽輪機(jī)效率的重要措施。據(jù)統(tǒng)計，在汽輪機(jī)級的各項損失中，漏汽損失占級總損失的29％ ，動葉頂部漏汽損失則占總漏汽損失的80％ 。它比靜葉或動葉的型面損失或二次流損失還大，后者僅占級總損失的15％ 。另外，現(xiàn)代大功率超臨界汽輪機(jī)，由于壓力的提高、級間壓差的增大，汽流的不穩(wěn)定力可能會使機(jī)組出現(xiàn)自激振動。機(jī)組調(diào)峰、調(diào)頻、市場競爭、老機(jī)組設(shè)計改造，均要求汽封系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性大大提高。與廣泛應(yīng)用的傳統(tǒng)的篦齒密封(迷宮式密封)相比，刷式密封具有優(yōu)異的密封性能。它還有發(fā)熱量低、維護(hù)工藝簡單、使用壽命長并對轉(zhuǎn)子軸系有阻尼作用等優(yōu)點(diǎn)。刷式密封對提高航空發(fā)動機(jī)和地面燃?xì)廨啓C(jī)、汽輪機(jī)、壓縮機(jī)的性能具有極大的潛力，它是篦齒密封的最好的換代產(chǎn)品。常規(guī)刷式汽封由上游環(huán)、下游環(huán)及夾裝在兩者之間緊密排列的刷絲組成。試驗研究發(fā)現(xiàn)，常規(guī)刷式密封在軸偏移或升速時，在氣體壓力作用下，刷絲與背板間的摩擦力使刷環(huán)刷絲不能即時跟隨，此現(xiàn)象稱為刷絲剛化效應(yīng)。剛化效應(yīng)會加速刷絲和跑道的磨損，降低刷式密封的密封性能及縮短使用壽命。在刷絲被跑道徑向推移后，當(dāng)軸脫離偏移或降速時，由于刷絲與背板間的摩擦力，刷絲不能立即復(fù)原，刷絲出現(xiàn)懸掛。此現(xiàn)象稱為刷絲滯后效應(yīng)。滯后效應(yīng)會加大刷式密封的氣體泄漏。常規(guī)刷式密封的剛化和滯后效應(yīng)只是出現(xiàn)在軸變態(tài)的瞬間。本領(lǐng)域的技術(shù)人員一直嘗試解決該問題的方案，但是該方案一直沒有得到很好的解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明正是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種F型橫齒雙腔式刷式汽封，該技術(shù)方案消除和降低常規(guī)刷式密封的刷絲剛化效應(yīng)和刷絲滯后效應(yīng)，保持刷式密封的優(yōu)異密封性能和延長刷式密封的使用壽命，F(xiàn)型橫齒雙腔式刷式汽封多了兩道對稱阻汽齒和兩個對稱的腔室。試驗結(jié)果表明，兩個對稱腔室大大減少了刷絲與背板的摩擦力，降低了刷絲的剛度。因而，新型刷式密封能更適應(yīng)軸偏移或升降速變化，具有更好的密封特性和更長的使用壽命。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種F型橫齒雙腔式刷式汽封，其特征在于，所述刷式汽封包括前擋板、后擋板、固定區(qū)以及刷絲束，所述刷絲束的兩側(cè)分別設(shè)置有前擋板和后擋板。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述前擋板包括前阻汽齒和前橫齒，后擋板包括后阻汽齒和后橫齒，所述前橫齒和后橫齒設(shè)置為F型。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述前、后擋板和刷絲束外徑根部通過電子束焊工藝焊接在固定區(qū)。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述前橫齒、后橫齒的上部分別與刷絲束形成兩個非封閉腔室，且互不接觸不產(chǎn)生摩擦，在軸移或者升速時能夠降低密封滯后效應(yīng)。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述前阻汽齒和后阻汽齒厚度不大于0.4mm，高度不超過前橫齒或后橫齒；前橫齒和后橫齒厚度不大于0.5mm，高度不超過刷絲束，且距離刷絲束最小距離為0.2mm。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述刷絲束的厚度可調(diào)。刷式汽封總厚度為13mm，刷絲束厚度可以為1mm、0.8mm、1.2mm，厚度取決于刷封使用位置和絲材選擇，刷絲束厚度變化量將相應(yīng)地平均分?jǐn)偨o前、后擋板，以保持刷式汽封總厚度不變。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：1）該技術(shù)方案整體設(shè)計巧妙，結(jié)構(gòu)簡單合理、密封性大大增強(qiáng)；2）該技術(shù)方案中的新型刷式密封首次采用“四齒和一刷”的密封模式，有效增強(qiáng)了密封效果；3）該技術(shù)方案有效地降低蒸汽壓力；兩個腔室與刷絲束互不接觸不產(chǎn)生摩擦，在軸移或者升速時能夠降低密封滯后效應(yīng)；4）該技術(shù)方案適用于高壓、中壓和低壓汽封，成本較低，應(yīng)用范圍廣泛。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、錢擋板，2、后擋板，3、固定區(qū)，4、前阻汽齒，5、后阻汽齒，6、前橫齒，7、后橫齒，8、刷絲束。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖用實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，但所述實(shí)施例僅用于本發(fā)明而不是限制本發(fā)明。

實(shí)施例1：

參見圖1，一種F型橫齒雙腔式刷式汽封，所述刷式汽封結(jié)構(gòu)對稱、軸向總厚度為13mm，所述刷式汽封包括前擋板1、后擋板2、固定區(qū)3以及刷絲束8，所述刷絲束的兩側(cè)分別設(shè)置有前擋板和后擋板，所述前擋板包括前阻汽齒4和前橫齒6，后擋板2包括后阻汽齒5和后橫齒7，所述前橫齒6和后橫齒7設(shè)置為F型；所述前、后擋板和刷絲束外徑根部通過電子束焊工藝焊接在固定區(qū)。

實(shí)施例2：參見圖1，作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述前橫齒6、后橫齒7的上部分別與刷絲束8形成兩個非封閉腔室，且互不接觸不產(chǎn)生摩擦，在軸移或者升速時能夠降低密封滯后效應(yīng)。

實(shí)施例3：參見圖1，作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述前阻汽齒4和后阻汽齒5厚度不大于0.4mm，高度不超過前橫齒6或后橫齒7；前橫齒6和后橫齒7厚度不大于0.5mm，高度不超過刷絲束8，且距離刷絲束8最小距離為0.2mm。前阻汽齒4或后阻汽齒5根據(jù)轉(zhuǎn)子形狀來匹配高度，以達(dá)到最佳間隙和密封效果；前阻汽齒4的作用是降低蒸汽壓力，保護(hù)腔室和刷絲束8。前橫齒6、后橫齒7上部與刷絲束8形成兩個非封閉腔室。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例1完全相同。

本發(fā)明還可以將實(shí)施例2、3所述技術(shù)特征中的至少一個與實(shí)施例1組合形成新的實(shí)施方式。

需要說明的是上述實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不是用來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，在上述基礎(chǔ)上作出的等同替換或者替代均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。