[发明专利]可主动控制后挡板高度的两级刷式密封结构

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

发明内容

鉴于此，本发明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。

本发明提供的技术方案是：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。