本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的動密封結(jié)構(gòu)，特別提供了一種篦齒密封結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著航空事業(yè)的發(fā)展，對飛機(jī)的機(jī)動性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性的要求越來越高，因此迫切需要改進(jìn)航空發(fā)動機(jī)里的各個部件，以保證發(fā)動機(jī)高性能的要求。而密封結(jié)構(gòu)作為航空發(fā)動機(jī)、汽輪機(jī)、壓縮機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的關(guān)鍵部件，其性能會直接影響航空發(fā)動機(jī)的工作效率和轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性。國內(nèi)外研究表明未來航空發(fā)動機(jī)性能的提高，在很大程度上將取決于封嚴(yán)技術(shù)的改善和泄漏量的降低。因此，改進(jìn)和發(fā)展新的封嚴(yán)裝置具有重要的實用價值和意義。

篦齒密封是現(xiàn)役航空發(fā)動機(jī)中廣泛使用的一種封嚴(yán)結(jié)構(gòu)，它是利用流道的突擴(kuò)和突縮增加流阻來減少流體的泄漏的非接觸式動密封。流體經(jīng)過節(jié)流間隙時，上游流體的壓力能通過節(jié)流作用轉(zhuǎn)化為速度能，然后在齒腔內(nèi)速度能通過湍流漩渦耗散為熱能。其密封效果主要取決于密封間隙的大小和齒數(shù)的多少，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、沒有摩擦損耗和適用于高轉(zhuǎn)速等特點。

目前，各種新型封嚴(yán)結(jié)構(gòu)層出不窮。相比于刷式密封等新型封嚴(yán)結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的篦齒密封結(jié)構(gòu)泄漏量較大，密封性能較差，使得航空發(fā)動機(jī)效率損失大、燃油油耗高。

因此，如何對現(xiàn)有的篦齒密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以降低其泄漏量，提高其密封性，成為人們亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種篦齒密封結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有篦齒密封結(jié)構(gòu)泄漏量大、密封性差等問題。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種篦齒密封結(jié)構(gòu)，包括：密封套、密封體和轉(zhuǎn)子，密封體呈環(huán)形，固定于密封套的內(nèi)側(cè)，密封體的內(nèi)側(cè)沿其周向均勻設(shè)置有密封齒，密封齒之間形成密封腔，轉(zhuǎn)子設(shè)置于密封體的內(nèi)側(cè)，與密封齒之間形成氣膜，轉(zhuǎn)子的外表面沿其周向與軸向均勻安裝有多組可調(diào)整角度的葉柵，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的過程中，所述葉柵隨轉(zhuǎn)子在密封腔中轉(zhuǎn)動。

優(yōu)選，密封套的內(nèi)側(cè)設(shè)置有t型槽，密封體的截面呈“工”字形，限位設(shè)置于所述t型槽內(nèi)。

進(jìn)一步優(yōu)選，葉柵的形狀呈梭形，葉柵通過螺栓和螺母固定設(shè)置于轉(zhuǎn)子上。

進(jìn)一步優(yōu)選，葉柵的長度為密封腔軸向長度的1.5～2倍，寬度為密封腔軸向長度的0.2～0.6倍。

進(jìn)一步優(yōu)選，葉柵的中弧線與轉(zhuǎn)子軸線的夾角為-30度～30度。

進(jìn)一步優(yōu)選，密封體為鋼密封體或gcr15密封體。

本發(fā)明提供的篦齒密封結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)子上設(shè)置可調(diào)整角度的葉柵，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，葉柵會以斜切的方式擠壓一側(cè)空氣，從而產(chǎn)生一個低壓區(qū)和一個高壓區(qū)，形成一股氣流。在確定了泄漏氣體的流動方向后，通過調(diào)節(jié)葉柵的角度，能夠使這股氣流的方向與泄漏氣體方向相反，當(dāng)兩股氣流在密封腔內(nèi)相遇時，會產(chǎn)生大量的漩渦，進(jìn)而耗散掉泄漏氣體的能量，增加泄漏氣體的沿程阻力，從而達(dá)到減少泄漏量的目的。

本發(fā)明提供的篦齒密封結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)新穎、安裝要求低、適用范圍廣、能夠有效降低氣體泄漏量。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：

圖1為篦齒密封結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為轉(zhuǎn)子的側(cè)視圖；

圖4為葉柵的主視圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合具體的實施方案對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的解釋，但并不局限本發(fā)明。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種篦齒密封結(jié)構(gòu)，包括：密封套1、密封體2和轉(zhuǎn)子3，密封體2呈環(huán)形，固定于密封套1的內(nèi)側(cè)，密封體2的內(nèi)側(cè)沿其周向均勻設(shè)置有密封齒21，密封齒21之間形成密封腔22，轉(zhuǎn)子3設(shè)置于密封體2的內(nèi)側(cè)，與密封齒21之間形成氣膜，如圖1至圖3所示，轉(zhuǎn)子3的外表面沿其周向與軸向均勻安裝有多組可調(diào)整角度的葉柵31，在轉(zhuǎn)子3旋轉(zhuǎn)的過程中，所述葉柵31隨轉(zhuǎn)子3在密封腔22中轉(zhuǎn)動。

該篦齒密封結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)子上設(shè)置可調(diào)整角度的葉柵，在確定泄漏氣體流動方向后，調(diào)整葉柵斜切空氣的角度，能夠使轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生一股與泄漏氣體流動方向相反的氣流，當(dāng)兩股氣流在密封腔內(nèi)相遇時，會產(chǎn)生大量的漩渦，進(jìn)而耗散掉泄漏氣體的能量，增加泄漏氣體的沿程阻力，從而達(dá)到減少泄漏量的目的。

作為技術(shù)方案的改進(jìn)，如圖1所示，密封套1的內(nèi)側(cè)設(shè)置有t型槽11，密封體2的截面呈“工”字形，限位設(shè)置于所述t型槽11內(nèi)。

作為技術(shù)方案的改進(jìn)，如圖1、圖2、圖4所示，葉柵31的形狀呈梭形，葉柵31通過螺栓和螺母固定設(shè)置于轉(zhuǎn)子3上，葉柵31的長度a優(yōu)選為密封腔22軸向長度的1.5～2倍，寬度b優(yōu)選為密封腔22軸向長度的0.2～0.6倍。葉柵31的中弧線與轉(zhuǎn)子3軸線的夾角為-30度～30度。螺栓穿過葉柵固定在轉(zhuǎn)子上，螺母旋轉(zhuǎn)設(shè)置于葉柵的頂部，通過松緊螺母可以調(diào)節(jié)葉柵斜切空氣的角度，從而改變形成氣流的流動方向，螺栓的長度優(yōu)選為6cm，直徑為1cm，螺母的厚度優(yōu)選為1cm，直徑優(yōu)選為1.2cm。

作為技術(shù)方案的改進(jìn)，密封體2優(yōu)選為鋼密封體或gcr15密封體。

本發(fā)明的具體實施方式是按照遞進(jìn)的方式進(jìn)行撰寫的，著重強(qiáng)調(diào)各個實施方案的不同之處，其相似部分可以相互參見。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式做了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種篦齒密封結(jié)構(gòu)，包括：密封套、密封體和轉(zhuǎn)子，密封體呈環(huán)形，固定于密封套的內(nèi)側(cè)，密封體的內(nèi)側(cè)沿其周向均勻設(shè)置有密封齒，密封齒之間形成密封腔，轉(zhuǎn)子設(shè)置于密封體的內(nèi)側(cè)，與密封齒之間形成氣膜，轉(zhuǎn)子的外表面沿其周向與軸向均勻安裝有多組可調(diào)整角度的葉柵，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的過程中，所述葉柵隨轉(zhuǎn)子在密封腔中轉(zhuǎn)動。該篦齒密封結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)新穎、適用范圍廣、能夠有效降低氣體泄漏量。

技術(shù)研發(fā)人員：孫丹;丁俊杰;邵增德;惠中豪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：沈陽航空航天大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.08.15
技術(shù)公布日：2017.11.03