CN211038751U - 可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构，其第二级刷式密封采用可升降后挡板，可升降后挡板包括前夹板、调节片和后夹板，前夹板的周向均匀分布有多个圆柱销，后夹板的周向均匀分布有与所述圆柱销配合的圆孔，后夹板的周向还均匀设置多条限位滑道，调节片为多片，结构相同，其上设置有与圆柱销配合的固定孔，还设置有与限位滑道配合的限位销，调节片紧固于前夹板与后夹板之间，且调节片的固定孔套于前夹板的圆柱销上，限位销配合设置于后夹板的限位滑道内，通过调整可升降后挡板的高度，可改变两级刷式密封各级压降，保证两级刷式密封使用寿命，同时适应不同工况下的封严需要。

Description

可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构

技术领域

本实用新型涉及透平机械旋转动密封领域，特别提供了一种可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构。

背景技术

刷式密封是一种性能优良的接触式动密封，对转子瞬时偏心涡动有很强的适应性。目前，刷式密封作为迷宫密封的替代品已经被广泛应用于航空发动机，燃气轮机和汽轮机中。但是单级刷式密封承压能力有限，在大压差条件下使用多级刷式密封是最常用的解决方案。然而，实际应用发现，多级刷式密封各级压降存在不均衡性，可能出现某级刷丝束因承担大部分压降导致负荷增加而提前失效的问题，进而影响刷式密封的封严特性和使用寿命。

现有的两级刷式密封结构各级几何参数均相同，在两级刷式密封结构工作的过程中，无法根据密封需要调整各级压降，进而会使下游级压降始终占比较大，使两级刷式密封提前失效。并且，在刷式密封实际使用的过程中，不同工况对于密封的要求不尽相同，例如，低压差下单级刷式密封即可达到良好的封严效果，此时两级刷式密封对第二级密封的需求并不大，适当增加第二级的流道面积可以延长两级刷式密封的使用寿命，在大压差下单级刷式密封的承压能力有限，此时引入第二级刷式密封将有效发挥两级刷式密封的承压优势，以达到在全工况条件下的理想封严效果。

因此，研制一种可在外部驱动力的作用下调整第二级刷式密封的后挡板的高度的两级刷式密封结构，进而调整两级刷式密封各级压降之间的平衡关系，使其在不同工况下都能够使各级所承担的压降均衡，提高密封性能，使航空发动机的整体效率和功率得到提升，成为了人们亟待解决的问题。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构，以解决现有两级刷式密封各级几何参数相同导致下游级压降过大而使密封提前失效的问题。

本实用新型提供的技术方案是：可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构，包括：刷式密封安装座和安装于刷式密封安装座上的第一级刷式密封及第二级刷式密封，其中，第一级刷式密封包括前挡板、刷丝束和后挡板，第二级刷式密封包括前挡板、刷丝束和可升降后挡板，可升降后挡板包括前夹板、调节片和后夹板，前夹板的周向均匀分布有多个圆柱销，后夹板的周向均匀分布有与所述圆柱销配合的圆孔，后夹板的周向还均匀设置多条限位滑道，调节片为多片，结构相同，其上设置有与圆柱销配合的固定孔，还设置有与限位滑道配合的限位销，调节片紧固于前夹板与后夹板之间，且调节片的固定孔套于前夹板的圆柱销上，限位销配合设置于后夹板的限位滑道内。

优选，圆柱销、调节片、限位滑道和圆孔均为6个。

进一步优选，调节片沿转子径向高度的可变化范围为0-4mm。

进一步优选，调节片上的限位销可绕固定孔所在的圆柱销转动的角度范围为0-10°。

进一步优选，前夹板与后夹板的厚度为2.0-3.0mm，调节片的厚度为2.0-3.0mm。

进一步优选，刷丝束的厚度为1.5-2.0mm。

本实用新型提供的可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构，结构简单，在不改变传统刷式密封基本结构组成的基础上，便于拆卸更换安装，安装步骤清晰，容易控制；相对于传统刷式密封结构，本实用新型提供的可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构可在外力控制下调整第二级刷式密封的后挡板高度，进而改变第二级刷式密封的流道截面积，使两级刷式密封各级压降达到均衡，延长两级刷式密封的使用寿命，同时兼顾不同工况下的刷式密封封严要求，提升航空发动机的整体性能；本实用新型提供的可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构采用单独零件组合式安装固定的方式，在单独零件失效时不需要进行整体报废更换，只需单独替换，减少因局部损坏而对整体刷式密封使用性能及寿命的影响；所有零件均为可大量重复生产的批量件，大大简化了制造成本，便于拆卸，更换和维修，降低了使用及维护成本。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1为本实用新型提供的可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构的装配示意图；

图2为本实用新型提供的可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构的前夹板结构示意图；

图3为本实用新型提供的可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构的后夹板结构示意图；

图4为本实用新型提供的可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构的调节片结构示意图；

图5为本实用新型提供的可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构的可升降后挡板高度最高时的装配示意图；

图6为本实用新型提供的可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构的可升降后挡板高度最低时的装配示意图。

具体实施方式

下面将结合具体的实施方案对本实用新型进行进一步的解释，但并不局限本实用新型。

如图1至图6所示，本实用新型提供了一种可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构，包括：刷式密封安装座4和安装于刷式密封安装座4上的第一级刷式密封及第二级刷式密封，其中，第一级刷式密封包括前挡板1、刷丝束2和后挡板3，第二级刷式密封包括前挡板1、刷丝束2和可升降后挡板，可升降后挡板包括前夹板51、调节片52和后夹板53，前夹板51的周向均匀分布有多个圆柱销511，后夹板53的周向均匀分布有与所述圆柱销511配合的圆孔532，后夹板53的周向还均匀设置多条限位滑道531，调节片52为多片，结构相同，其上设置有与圆柱销511配合的固定孔522，还设置有与限位滑道531配合的限位销521，调节片52紧固于前夹板与后夹板之间，且调节片52的固定孔522套于前夹板51的圆柱销511上，限位销521配合设置于后夹板53的限位滑道531内，前夹板和后夹板可限制调节片的轴向自由度。

该可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构的安装方法如下：第一级刷式密封直接安装于刷式密封安装座上，第二级刷式密封先将前挡板、刷丝束、可升降后挡板的前夹板部分焊接在一起，再将各调节片通过其上的固定孔分别装配至前夹板的圆柱销上，并注意各个调节片按周向逐片重叠至一起，接着，将后夹板上的圆孔对准前夹板的圆柱销，同时将调节片上限位销对应放入后夹板的限位滑道内，之后，将前夹板，调节片，后夹板压紧固定以组成第二级刷式密封，最后，将第二级刷式密封装配至刷式密封安装座上，组成两级刷式密封，当需要调节各级压降时，第二级刷式密封的后挡板的高度可以通过控制系统同时改变各个调节片的位置来改变，为了提高调节片提升高度的可视性与定量性，可在前夹板外划分刻度，并在控制系统内预先设定。

该可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构的工作原理如下：工作时，轴向高压气流首先通过第一级刷式密封，再通过第二级刷式密封，当通过第二级刷式密封时，气流先经过前挡板，然后经过刷丝束，最后经过可升降后挡板，当需要改变各级压降时，可通过外部控制系统同时转动各个调节片，使后挡板高度升高或降低，此时，第二级刷式密封的封严效果改变，影响气流流动，可以达到改变各级压降，延长两级刷式密封使用寿命的目的。

作为技术方案的改进，圆柱销511、调节片52、限位滑道531和圆孔532均为6个。

作为技术方案的改进，调节片52沿转子6径向高度的可变化范围为0-4mm。

作为技术方案的改进，调节片52上的限位销521可绕固定孔522所在的圆柱销511转动的角度范围为0-10°。

作为技术方案的改进，前夹板51与后夹板53的厚度为2.0-3.0mm，调节片52的厚度为2.0-3.0mm。

作为技术方案的改进，刷丝束2的厚度为1.5-2.0mm。

本实用新型的具体实施方式是按照递进的方式进行撰写的，着重强调各个实施方案的不同之处，其相似部分可以相互参见。

上面结合附图对本实用新型的实施方式做了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构，其特征在于，包括：刷式密封安装座(4)和安装于刷式密封安装座(4)上的第一级刷式密封及第二级刷式密封，其中，第一级刷式密封包括前挡板(1)、刷丝束(2)和后挡板(3)，第二级刷式密封包括前挡板(1)、刷丝束(2)和可升降后挡板，可升降后挡板包括前夹板(51)、调节片(52)和后夹板(53)，前夹板(51)的周向均匀分布有多个圆柱销(511)，后夹板(53)的周向均匀分布有与所述圆柱销(511)配合的圆孔(532)，后夹板(53)的周向还均匀设置多条限位滑道(531)，调节片(52)为多片，结构相同，其上设置有与圆柱销(511)配合的固定孔(522)，还设置有与限位滑道(531)配合的限位销(521)，调节片(52)紧固于前夹板与后夹板之间，且调节片(52)的固定孔(522)套于前夹板(51)的圆柱销(511)上，限位销(521)配合设置于后夹板(53)的限位滑道(531)内。

2.按照权利要求1所述可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构，其特征在于：圆柱销(511)、调节片(52)、限位滑道(531)和圆孔(532)均为6个。

3.按照权利要求1所述可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构，其特征在于：调节片(52)沿转子(6)径向高度的可变化范围为0-4mm。

4.按照权利要求1所述可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构，其特征在于：调节片(52)上的限位销(521)可绕固定孔(522)所在的圆柱销(511)转动的角度范围为0-10°。

5.按照权利要求1所述可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构，其特征在于：前夹板(51)与后夹板(53)的厚度为2.0-3.0mm，调节片(52)的厚度为2.0-3.0mm。

6.按照权利要求1所述可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构，其特征在于：刷丝束(2)的厚度为1.5-2.0mm。

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