[实用新型]一种动叶叶顶间隙动态连续可调结构

说明书

本实用新型涉及一种动叶叶顶间隙动态连续可调结构，气封环内圈设置若干气封齿，同时满足静叶机匣和动叶叶顶的密封功能；气封环外侧设置轴向调整机构、叶顶间隙监测传感器等零部件，叶轮机械运行时，通过步进电机控制气封环沿轴向的移动来实现动动叶叶顶部间隙的动态连续可调变化。本实用新型的气封环上设置了一定数量的、多种结构的密封齿，可以保证对气封环与静叶机匣之间、气封环与动叶顶部之间气体的有效密封，并通过动叶顶部间隙在运行过程中的连续可调，使叶轮机械工作在最佳叶顶间隙条件下，可以减小叶顶泄漏流动、提高叶轮机械效率，同时该结构也适用于叶轮机械内部流场研究。

技术领域

本实用新型属于叶轮机械领域，涉及一种叶动叶顶间隙调节结构，具体地说是一种动叶叶顶间隙动态连续可调结构。

背景技术

叶轮机械广泛应用于鼓风机、压缩机、蒸汽轮机、地面燃气轮机、航空发动机等领域，是电力以及各种动力的主要来源。叶轮机械中的旋转叶片(即动叶)与机匣之间都存在叶顶间隙，动叶叶顶间隙处的工质泄漏会降低叶轮机械的能量转换效率，增强流体对叶尖的扰动，造成能量损失，危害叶轮机械运行安全。大多数叶轮机械的动叶叶顶间隙为固定值，为了保证叶轮机械的运行可靠性，设计者会根据理论计算值对叶顶间隙的实际取值留一定裕量，这样就会降低叶轮机械的运行效率。而目前已应用的一些叶顶间隙主动控制技术例如薄片状波纹管或者弹簧片机匣结构，存在气体控制机构复杂、控制有滞后性、机匣圆度不容易保证、重复定位精度不高、运行过程容易产生周向非均匀变形、热变形不容易预估、不能承受较大压差等缺点，因此本实用新型提出了一种动叶叶顶间隙动态连续可调的结构，以提高动叶叶顶间隙可调结构的可靠性及控制效果。

实用新型内容

针对现有技术的上述缺陷和不足，本实用新型提出了一种动叶叶顶间隙动态连续可调结构，通过动叶顶部间隙在运行过程中的动态连续可调，使得叶轮机械的动叶工作在最佳叶顶间隙条件下，可以减小动叶叶顶泄漏、提高叶轮机械的效率和运行的可靠性，同时该结构也适用于叶轮机械内部流动研究，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本实用新型的技术解决方案如下：

一种动叶叶顶间隙动态连续可调的结构，包括沿周向均匀固定设置在主轴上的动叶、与所述动叶同轴设置并分别位于所述动叶的上游及下游的上游静叶及下游静叶、以及至少一气封环轴向调整机构，其特征在于，

所述上游静叶机匣与下游静叶机匣之间具有轴向间隙，

所述上游静叶机匣、下游静叶机匣的靠近所述轴向间隙的外壁边缘上均形成一主台阶面，且每一所述主台阶面上均设置有沿周向布置的密封齿，

相对的两所述主台阶面之间设置一沿轴向延伸的气封环，所述气封环的内壁上形成一环状凸起，所述环状凸起上设置有沿周向布置的第一密封齿，在轴向上位于所述环状凸起两侧的所述气封环的内壁上设置有沿周向布置的第二密封齿；

所述动叶叶顶设置有叶冠，所述叶冠的子午面型线呈斜坡或高低台阶状，用以与所述第一密封齿配合形成动叶叶顶气封；

位于所述第一密封齿上游的第二密封齿与所述上游静叶机匣的主台阶面上的密封齿交错排列形成高压侧静叶外环密封；

位于所述第一密封齿下游的第二密封齿与所述下游静叶机匣的主台阶面上的密封齿交错排列形成低压侧静叶外环密封；

所述气封环轴向调整机构，包括一丝杠或一齿条、一与所述丝杠配合使用的螺母或一与所述齿条配合使用的齿轮、一步进电机、至少一叶顶间隙监测传感器和一控制单元，其中，

所述丝杠或齿条的两端分别通过一定位支座固定支撑在所述上游静叶机匣、下游静叶机匣的外壁上；

所述螺母或齿轮通过其基座设置在气封环上，所述步进电机设置在所述螺母或齿轮的基座上，并与所述螺母或齿轮传动连接；