[发明专利]一种等分圆周拼接式刷式密封

说明书

技术领域

本发明涉及一种等分圆周拼接式刷式密封，属于透平密封技术领域。

背景技术

刷式密封作为一种具有适应性的可过盈的密封形式，近年取代迷宫密封被广泛运用到航空发动机上，随着航空发动机高转速、高压差、高边界转速这样“三高”条件下，刷式密封的封严特性受到严峻考验。刷式密封的前挡板位于气流的高压侧，后挡板位于气流的低压侧，刷丝与转子径向中心呈45°～55°周向夹角，排列紧密的安装固定在前、后挡板之间。国内外大量的理论和实践表明，在刷丝被转子跑道向径向方向移动而偏移后，当转子脱离偏移或者减速时，由于刷丝与背板之间的摩擦力，刷丝发生悬挂，出现刷丝滞后效应，影响刷式密封的封严性能。

由于刷式密封刷丝的柔性，使得刷式密封能适应发动机转子和定子间瞬态径向间隙的变化或者转子的偏心运动，在经过长期工作后，转子的径向跳动导致刷环圆周上刷丝尖端不同程度的磨损，影响其封严特性，甚至导致密封失效。在长时间的使用后，刷式束端部与转子的粘着磨损而导致间隙增大，泄漏增加，密封失效影响航空发动机的性能，这时就需要整体更换刷环，如若刷环其他部位没有明显的磨损，那将会使一部分刷丝失去利用价值，造成了资源浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种等分圆周拼接式刷式密封，以解决因转子和定子间瞬态径向间隙的变化或者转子的偏心运动而产生刷环内局部刷丝磨损严重而需要整体更换，致使资源浪费的问题。

本发明按以下技术方案实现：一种等分圆周拼接式刷式密封，包括前挡板1、后挡板2、刷丝束3、固定连接8、定子9、螺钉10；前挡板1位于气流高压处，后挡板2位于气流低压处，刷丝束3通过固定连接8夹紧安装在前挡板与后挡板2之间，后挡板2与刷丝束3接触承压面开设有内凹环形减压槽4，环形减压槽4可降低刷式密封的“迟滞效应”，前挡板1内径与后挡板2上开设的环形减压槽4的外径平齐，前挡板1、后挡板2、刷丝束3、固定连接8连接安装组成刷环段6，刷环段6的后挡板2上均匀开设有螺纹孔5，刷环段6通过后挡板2上的螺纹孔5与螺钉10安装在定子9上，刷环段6沿着刷丝安装角的方向组成刷环7。

所述刷环7由N个刷环段6组成，N根据应用需要可为3～8个。

一种等分圆周拼接式刷式密封的工作原理为：在加工时，先按照刷环7的尺寸，将其刷环7周长等分成N份的刷环段6设计，沿着刷丝束3的刷丝安装角方向进行批量组装刷环段6，然后将这N等份的刷环段6依次拼接成一个刷环7，将每个刷环段6通过螺钉10固定安装在定子9上。在使用过程中，转子11和定子9间瞬态径向间隙的变化或者转子11的偏心运动造成刷环7局部刷丝束3的刷丝破坏，当在局部刷丝磨损严重的情况下，找到具体在哪个刷环段6上，采用相同类型且完好的刷环段6替换，继续工作。同时，后挡板2开设的环形减压槽4可减低刷丝的“迟滞效应”，降低气体的泄漏，提高其封严特性。

本发明具有以下有益效果：

1、可针对性替换刷丝严重磨损的刷环段，避免替换整个刷环造成资源浪费；

2、泄漏低，封严特性好；

3、结构简单、方便拆卸、易于维护；

4、在同等成本下，分段再拼接可延长刷环整体的使用寿命，能提高经济效益。

附图说明

图1为本发明刷环段结构主视图；

图2为本发明刷环段的三维结构示意图；

图3为本发明由刷环段组成刷环结构示意图；

图4为本发明刷环段与定子安装结构示意图

图5为本发明后挡板三维结构示意图。

图中各标号为：1：前挡板、2：后挡板、3：刷丝束、4：环形减压槽、5：螺纹孔、6：刷环段、7：刷环、8：固定连接、9：定子、10：螺钉、11：转子。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不限于所述范围。

实施例1：如图1-5所示，一种等分圆周拼接式刷式密封， 包括前挡板1、后挡板2、刷丝束3、固定连接8、定子9、螺钉10；前挡板1位于气流高压处，后挡板2位于气流低压处，刷丝束3通过固定连接8夹紧安装在前挡板与后挡板2之间，后挡板2与刷丝束3接触承压面开设有内凹环形减压槽4，前挡板1内径与后挡板2上开设的环形减压槽4的外径平齐，前挡板1、后挡板2、刷丝束3、固定连接8连接安装组成刷环段6，刷环段6的后挡板2上均匀开设有螺纹孔5，刷环段6通过后挡板2上的螺纹孔5与螺钉10安装在定子9上，刷环段6沿着刷丝安装角的方向组成刷环7。

刷环7由3个刷环段6组成。