CN215333011U - 篦齿封严结构和航空发动机 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种篦齿封严结构和航空发动机，其中，篦齿封严结构包括：篦齿，被配置为固定设置在转子件的外环面上；弹性内环，可弹性变形；以及蜂窝衬套，被配置为通过弹性内环设置在静子件的内环面上，且与篦齿配合。通过设置弹性内环，使得高转速下篦齿与蜂窝衬套允许有一定的碰磨，但却不会使蜂窝衬套受损，从而在低转速时的封严效果仍能得到保证，能够保证压气机各转速下的篦齿间隙，从而保证全转速下的封严效果，避免压气机的性能损失。

Description

篦齿封严结构和航空发动机

技术领域

本公开涉及一种篦齿封严结构和航空发动机。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。

航空发动机中的转动部件和静止部件之间、转动部件与转动部件之间通常通过篦齿结构进行密封。其中，篦齿的封严效果对空气系统转子轴向力调节，轮缘封严等功能的实现起着关键的作用。并且，封严间隙是影响篦齿封严特性的最关键的参数之一，封严间隙越大篦齿封严效果越差，反之则封严效果越好。

以大涵道比涡扇航空发动机的高压压气机为例，其主要功用为提升气流的压力，并通过燃烧室燃烧后推动涡轮旋转，以实现推进效果。由于气流经过叶片排后压力逐渐提升，气流有通过静子机匣与转轴间隙回流的趋势，因此需要在静子叶排下端与转动部件中间增加封严结构，以尽量避免或减少气流倒流。

对于航空发动机中高压压气机部件而言，通常通过篦齿与蜂窝衬套的配合以达到封严的效果。为了保证最大状态下篦齿与蜂窝衬套不发生碰磨，最大状态下仍有一定的间隙余量，进而导致在其他转速下篦齿间隙会限制增大，封严效果无法保证，相应地对高压压气机的做功能力，性能皆会产生一定的影响。

目前主流的高压压气机封严结构设计，内环与蜂窝衬套通过焊接成为一体，并与静子叶片连接以达到叶片固定的作用。内环通常为硬度高、实心金属材料，而蜂窝衬套通过为金属片状材料，在篦齿与蜂窝衬套进行刮磨时，由于篦齿的硬度更大可能会造成蜂窝衬套一定程度的磨损。因此无论在低转速下或者随着发动机服役时间加长后，篦齿间隙皆会相对于设计状态有越来越大的偏差，对发动机的性能会产生显著的影响。

实用新型内容

本公开所要解决的一个技术问题是：提供一种篦齿封严结构和航空发动机，能够提高封严效果。

根据本公开的一些实施例提供的一种篦齿封严结构，包括：篦齿，被配置为固定设置在转子件的外环面上；弹性内环，可弹性变形；以及蜂窝衬套，被配置为通过弹性内环设置在静子件的内环面上，且与篦齿配合。

在一些实施例中，弹性内环的轴向两侧均设有卡和结构，被配置为与静子件卡和安装。

在一些实施例中，卡和结构包括卡槽和凸起。

在一些实施例中，还包括第一封严环和第二封严环，被配置为分别设置在静子件的轴向两侧，弹性内环通过第一封严环和第二封严环与静子件固定连接。

在一些实施例中，第一封严环和第二封严环均设有与弹性内环配合安装的卡槽和凸起。

根据本公开的一些实施例提供的一种航空发动机，包括转子件、静子件以及前述篦齿封严结构。

在一些实施例中，转子件包括转子，静子件包括静子叶片，篦齿固定设置在转子的鼓筒的外环面上，蜂窝衬套通过弹性内环设置在静子叶片的内环面上。

在本公开的技术方案中，通过设置弹性内环，使得高转速下篦齿与蜂窝衬套允许有一定的碰磨，但却不会使蜂窝衬套受损，从而在低转速时的封严效果仍能得到保证，能够保证压气机各转速下的篦齿间隙，从而保证全转速下的封严效果，避免压气机的性能损失。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开航空发动机的一些实施例的结构示意图；

图2是本公开篦齿封严结构的一些实施例的结构示意图。

附图标记说明

1、转子叶片；2、静子叶片；3、静子机匣；4、第一封严环；5、转子；6、篦齿；7、蜂窝衬套；8、内环；9、第二封严环。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

如图1和图2所示，根据本公开的一些实施例提供的一种篦齿封严结构，包括：篦齿6、弹性内环8以及蜂窝衬套7，其中，篦齿6被配置为固定设置在转子件的外环面上；弹性内环8可弹性变形；蜂窝衬套7被配置为通过弹性内环8设置在静子件的内环面上，且与篦齿6配合。

在该示意性的实施例中，通过设置弹性内环8，使得高转速下篦齿6与蜂窝衬套7允许有一定的碰磨，但却不会使蜂窝衬套7受损，从而在低转速时的封严效果仍能得到保证，能够保证压气机各转速下的篦齿间隙，从而保证全转速下的封严效果，避免压气机的性能损失。

弹性内环8的设置使得在一定的外力作用下允许该内环有一定程度的变形，具体的变形量与外部激励和材料特性决定，通过精确计算内环在不同转速下的可变形量，重新选取篦齿间隙设计点。传统的封严方案主要保证最大状态下的篦齿间隙，采用该弹性内环后可基于较低转速下进行篦齿间隙设计。在高转速下，传统的封严方案会导致蜂窝磨损导致封严效果减弱，由于采用了新型的弹性内环，允许高转速下篦齿与蜂窝有一定的碰磨，但却不会使蜂窝受损，从而低转速时的封严效果仍能得到保证。

在一些实施例中，如图2所示，转子件包括转子5，静子件包括静子叶片2，篦齿6固定设置在转子5的鼓筒的外环面上，蜂窝衬套7通过弹性内环8设置在静子叶片2的内环面上。

如图2所示，在一些实施例中，弹性内环8的轴向两侧均设有卡和结构，被配置为与静子件卡和安装，卡和结构能够保证安装可靠稳定性，篦齿6在不同的发动机状态下都具有良好的封严效果。

在一些实施例中，卡和结构包括卡槽和凸起，卡槽和凸起易于加工，具有较高的可实施性。

如图2所示，在一些实施例中，篦齿封严结构还包括第一封严环4和第二封严环9，被配置为分别设置在静子件的轴向两侧，弹性内环8通过第一封严环4和第二封严环9与静子件固定连接。第一封严环4和第二封严环9进一步提高连接稳定可靠性。

如图2所示，在一些实施例中，第一封严环4和第二封严环9均设有与弹性内环8配合安装的卡槽和凸起。

如图1所示，根据本公开的一些实施例提供的一种航空发动机，包括转子件、静子件以及前述篦齿封严结构，转子件包括转子5，静子件包括静子叶片2和静子机匣3。航空发动机相应地也具有上述有益技术效果。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种篦齿封严结构，其特征在于，包括：

篦齿(6)，被配置为固定设置在转子件的外环面上；

弹性内环(8)，可弹性变形；以及

蜂窝衬套(7)，被配置为通过所述弹性内环(8)设置在静子件的内环面上，且与所述篦齿(6)配合。

2.根据权利要求1所述的篦齿封严结构，其特征在于，所述弹性内环(8)的轴向两侧均设有卡和结构，被配置为与所述静子件卡和安装。

3.根据权利要求2所述的篦齿封严结构，其特征在于，所述卡和结构包括卡槽和凸起。

4.根据权利要求1所述的篦齿封严结构，其特征在于，还包括第一封严环(4)和第二封严环(9)，被配置为分别设置在所述静子件的轴向两侧，所述弹性内环(8)通过所述第一封严环(4)和所述第二封严环(9)与所述静子件固定连接。

5.根据权利要求4所述的篦齿封严结构，其特征在于，所述第一封严环(4)和所述第二封严环(9)均设有与所述弹性内环(8)配合安装的卡槽和凸起。

6.一种航空发动机，其特征在于，包括转子件、静子件以及权利要求1～5任一所述的篦齿封严结构。

7.根据权利要求6所述的航空发动机，其特征在于，所述转子件包括转子(5)，所述静子件包括静子叶片(2)，所述篦齿(6)固定设置在所述转子(5)的鼓筒的外环面上，所述蜂窝衬套(7)通过所述弹性内环(8)设置在所述静子叶片(2)的内环面上。

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