[发明专利]迷宫与指尖组合式密封结构

说明书

(一)技术领域

本发明涉及的是一种密封结构，具体地说是一种用于轴向密封的迷宫与指尖组合式密封结构。

(二)背景技术

由于现代叶轮机械技术的发展，密封的泄漏已经成为影响其性能的主要因素之一。这就要求新型的密封形式具有较好的封严特性和较高的使用寿命。

传统的密封形式有篦齿(迷宫)密封、刷式密封等，其中刷式密封造价较高且易磨损，而迷宫密封的泄漏量较大。近几年新型的密封形式有指尖密封和蜂窝密封，其二者都有较好的密封性能，特别是指尖密封由于有较好的自适应性，可以减小磨损，提高使用寿命。但正是这种易于变形的结构导致它不能承受较大的压差，不适应高压比叶轮机械的轴向密封。

所以对于新型的轴向密封形式而言，既要保证较好的密封性能和使用寿命，并且要承受稍大的压差，还要注意制造成本。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种密封效果好，泄漏量少，强度高，制造成本低，加工难度小的迷宫与指尖组合式密封结构。

本发明的目的是这样实现的：

本发明包括迷宫密封和指尖密封；所述的指尖密封包括两个高压密封级指尖片和一个带指尖靴的低压密封级指尖片，指尖片上开有弧形间隙，三片指尖片固定在一起，在高压密封级指尖片前设置有前挡板，在带指尖靴的低压密封级指尖片后设置后挡板；所述迷宫密封是镶嵌在前挡板上的密封齿。

本发明还可以包括：

1、所述的密封齿的数目选择4-8个。

2、指尖片上的弧形间隙按一定的角度交错排开。

3、每片指尖片上的密封齿的数量为90-100个，指尖间隙为0.3度。

本发明中的指尖密封片使用的材料为高温合金GH3044，而其他部分用高温合金钢即可。迷宫密封的密封齿夹在前挡板密封环的槽道里并焊死。

本发明是根据间隙节流理论设计而成，即在流体流动过程中将流体的压力能转化为动能，再在流体流经的过程中将其消耗，从而完成密封功能。

轴向来流首先经过安排在前面的迷宫密封，迷宫密封的密封齿和挡板之间包围成了多个密封腔。高压流体经过密封腔时发生绕流，流体的能量被耗散，压力降低。

经过迷宫密封后的低压流体流向指尖密封，流体在指尖间隙和相邻指尖片组成的狭长流道内被阻截。如果来流压力过大，指尖密封可以通过低压密封级上的独特结构——指尖靴带动密封片“翘起”，允许再多一些的流体泄漏，减小密封件受到的作用力。这样虽然从某种程度上加大了泄漏量，但是却有效的保护了密封，而不至于引起密封件的损坏而导致密封的彻底失效。

本发明提供了一种组合型的密封装置，来克服以往单独密封泄漏量大或强度低的缺点。同时尽可能的减小制造成本和加工难度。本发明采用迷宫密封和指尖密封的组合形式，即在指尖密封前面连结传统的迷宫密封。可以减轻指尖密封所受的压力，同时利用指尖密封弥补迷宫密封泄漏量大的缺点。本发明应用于叶轮机械转子轴向密封，可以有效的阻止发动机轴向的气体泄漏。若改变密封齿的方向亦可用于孔的密封。

(四)附图说明

图1是本发明的结构剖面示意图；

图2是图1的局部放大图；

图3是本发明的组合效果图；

图4是指尖密封的正面视图；

图5是指尖密封图4的局部放大图。

(五)具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1和图2。本发明的密封结构包括迷宫密封和指尖密封；指尖密封包括第一高压密封级指尖片3、第二高压密封级指尖片4、一个带指尖靴的低压密封级指尖片5，指尖片上开有弧形间隙，三片指尖片固定在一起，在高压密封级指尖片前设置有前挡板1，在带指尖靴的低压密封级指尖片后设置后挡板6；迷宫密封是镶嵌在前挡板上的密封齿7。指尖片、前后挡板的周边有螺栓孔2用来固定指尖片并可以使其连接在机匣上。所述的密封齿的数目选择4个。指尖片上的弧形间隙按一定的角度交错排开，使其可以互相封堵防止泄漏。每片指尖片上的密封齿的数量为90个，指尖间隙为0.3度。其中两个不带靴的指尖片对准来流方向组成高压密封级，带靴的排在后面作为低压级指尖密封片。使用的材料为高温合金GH3044，而其他部分用高温合金钢即可。迷宫密封的密封齿夹在前挡板密封环的槽道里并焊死。

本发明中的指尖密封部分采用线切割并结合精彻、精磨及抛光等加工工艺。迷宫密封件按航空发动机篦齿密封有关标准设计。其中指尖密封的挡板将指尖密封整个覆盖，在挡板周向开凹槽，在凹槽中焊接迷宫密封片。