CN205744002U - 一种单向迷宫‑刷式复合式密封组件 - Google Patents

一种单向迷宫‑刷式复合式密封组件 Download PDF

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王凯杰
索双富
蒋杰
何宝梅
姜旸
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Abstract

本实用新型涉及一种单向迷宫‑刷式复合式密封组件。在刷丝束的高压侧设有前挡板，低压侧由上至下设有后夹持板和后挡板，刷丝束的固定端由前挡板和后夹持板夹持固定，自由端延伸至与转子接触形成刷式密封；后夹持板和后挡板均为L型，两者紧密接触形成层叠结构；在后挡板的水平臂底部设有迷宫齿形成迷宫密封，迷宫齿与转子之间具有一定间隙。后挡板的水平臂，其高压侧与刷丝束相接触，或与刷丝束之间形成一定间隙；还可以在其高压侧上设有凹槽，且凹槽的外沿与刷丝束相接触。本实用新型采用刷式密封和迷宫密封的复合式密封结构，增大了整体的承压能力，进一步降低了泄漏量；特别地，开凹槽的后挡板在保证低泄漏量的同时降低了刷丝束的迟滞效应。

Description

一种单向迷宫-刷式复合式密封组件
技术领域
本实用新型属于旋转轴的机械密封技术领域，特别涉及一种单向迷宫-刷式复合式密封组件。
背景技术
在航空发动机以及燃气轮机等透平机械中，提高旋转件与静止件之间的密封性能，能大大提升整机的工作效率。自上世纪80年代开始，刷式密封技术已经开始应用于航空发动机中，并取得了非常明显的效果。航空发动机中使用刷式密封来替代传统的迷宫密封能提高发动机1％-2％的推重比。但刷式密封柔性的刷丝束能承受的压差有限，并且刷丝束与背板之间存在迟滞现象，而使用低迟滞型后背板会导致泄漏量增大。
实用新型内容
针对现有技术不足，本实用新型提供了一种单向迷宫-刷式复合式密封组件。
一种单向迷宫-刷式复合式密封组件，其为沿转子的周相面形成的环状，在刷丝束2的高压侧设有前挡板1，低压侧由上至下设有后夹持板3和后挡板5，刷丝束2的固定端由前挡板1和后夹持板3夹持固定，自由端延伸至与转子接触形成刷式密封；后夹持板3和后挡板5均为L型，两者紧密接触形成层叠结构；在后挡板5的水平臂底部设有迷宫齿形成迷宫密封，所述迷宫齿与转子之间具有一定间隙；
后夹持板3和后挡板5的竖直臂上端作为密封组件的安装部。
所述后挡板5的水平臂，其高压侧与刷丝束2相接触；或与刷丝束2之间形成一定间隙。
所述后挡板5的水平臂，其高压侧上设有凹槽，且所述凹槽的外沿与刷丝束2相接触。
所述迷宫齿向高压侧倾斜0～50°。
所述迷宫齿设有3-10个；和/或所述迷宫齿与转子之间的间隙为0.2-1mm。
所述刷丝束2的排列沿转子旋转方向倾斜45°；和/或所述刷丝束2的轴向厚度范围是1-2mm。
所述后挡板5的竖直臂和后夹持板3的竖直臂之间设有腔室，在所述腔室内设置密封圈4形成后挡板5和后夹持板3之间的密封。
所述前挡板1的上端为刷丝束2的夹持部，下端与刷丝束2之间具有一定间隙。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型采用将刷式密封和迷宫密封组合的复合式密封结构，增大了整体的承压能力，进一步降低了泄漏量；特别地，开凹槽的低迟滞型后挡板在保证低泄漏量的同时降低了刷丝束的迟滞效应，增加了密封组件整体的稳定性和可靠性。
附图说明
图1为一种单向迷宫-刷式复合式密封组件的示意图；
图2为一种单向迷宫-刷式复合式密封组件的示意图；
图3为一种单向迷宫-刷式复合式密封组件的示意图；
图4为刷丝束的主视图；
标号说明：1-前挡板，2-刷丝束，3-后夹持板，4-密封圈，5-后挡板，6-螺栓。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。
如图1-图3所示的单向迷宫-刷式复合式密封组件，其为沿转子的周相面形成的环状。在刷丝束2的高压侧设有前挡板1，所述前挡板1的上端为刷丝束2高压侧的夹持部，下端与刷丝束2之间具有一定间隙。在刷丝束2的低压侧由上至下设有后夹持板3和后挡板5，其中后夹持板3为刷丝束2低压侧的夹持部，刷丝束2的固定端焊接在前挡板1和后夹持板3之间，并由前挡板1和后夹持板3夹持固定。刷丝束2的自由端延伸至与转子接触形成刷式密封。后夹持板3和后挡板5均为L型，两者紧密接触形成层叠结构。在后挡板5的水平臂底部设有迷宫齿形成迷宫密封，所述迷宫齿设有3-10个，并向高压侧倾斜0～50°，且迷宫齿与转子之间的间隙为0.2-1mm。在后挡板5的竖直臂和后夹持板3的竖直臂之间设有腔室，在所述腔室内设置密封圈4形成后挡板5和后夹持板3之间的密封。本实施方式中，密封圈4采用O形圈。
所述后挡板5的水平臂，如图1所示，其高压侧与刷丝束2相接触。还可以如图2所示，其高压侧与刷丝束2之间形成一定间隙。还可以如图3所示，其高压侧上设有凹槽，且所述凹槽的外沿与刷丝束2相接触。
如图4所示，所述刷丝束2的排列沿转子旋转方向倾斜45°；所述刷丝束2的轴向厚度范围是1-2mm。
在后夹持板3和后挡板5的竖直臂上设有螺纹孔作为密封组件的安装部，通过螺栓6与需要连接的端面固定连接。
单向迷宫-刷式复合式密封组件的工作原理：
本实用新型利用刷式密封泄漏量小和迷宫密封耐高压差的优点组成一种复合式密封组件，上游高压侧压力在经过刷丝束2和迷宫密封区后，压力会大幅下降，通过两级减压的方式大大提高了密封组件的耐压能力；在迷宫型密封的后挡板5上开凹槽作为减压槽，减压槽与刷丝束2呈非接触能够减缓刷丝束2的迟滞效应，此时会增大刷丝区的泄漏量，紧接着第二级的迷宫密封又降低了泄漏量，这样既能减缓迟滞效应，又能保证密封性能，大大提高了转子-密封系统的稳定性和可靠性。

Claims (8)

1.一种单向迷宫-刷式复合式密封组件，其为沿转子的周相面形成的环状，其特征在于，刷丝束(2)的高压侧设有前挡板(1)，低压侧由上至下设有后夹持板(3)和后挡板(5)，刷丝束(2)的固定端由前挡板(1)和后夹持板(3)夹持固定，自由端延伸至与转子接触形成刷式密封；后夹持板(3)和后挡板(5)均为L型，两者紧密接触形成层叠结构；在后挡板(5)的水平臂底部设有迷宫齿形成迷宫密封，所述迷宫齿与转子之间具有一定间隙；
后夹持板(3)和后挡板(5)的竖直臂上端作为密封组件的安装部。
2.根据权利要求1所述一种单向迷宫-刷式复合式密封组件，其特征在于，所述后挡板(5)的水平臂，其高压侧与刷丝束(2)相接触；或与刷丝束(2)之间形成一定间隙。
3.根据权利要求1所述一种单向迷宫-刷式复合式密封组件，其特征在于，所述后挡板(5)的水平臂，其高压侧上设有凹槽，且所述凹槽的外沿与刷丝束(2)相接触。
4.根据权利要求1所述一种单向迷宫-刷式复合式密封组件，其特征在于，所述迷宫齿向高压侧倾斜0～50°。
5.根据权利要求1所述一种单向迷宫-刷式复合式密封组件，其特征在于，所述迷宫齿设有3-10个；和/或所述迷宫齿与转子之间的间隙为0.2-1mm。
6.根据权利要求1所述一种单向迷宫-刷式复合式密封组件，其特征在于，所述刷丝束(2)的排列沿转子旋转方向倾斜45°；和/或所述刷丝束(2)的轴向厚度范围是1-2mm。
7.根据权利要求1所述一种单向迷宫-刷式复合式密封组件，其特征在于，所述后挡板(5)的竖直臂和后夹持板(3)的竖直臂之间设有腔室，在所述腔室内设置密封圈(4)形成后挡板(5)和后夹持板(3)之间的密封。
8.根据权利要求1所述一种单向迷宫-刷式复合式密封组件，其特征在于，所述前挡板(1)的上端为刷丝束(2)的夹持部，下端与刷丝束(2)之间具有一定间隙。
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