[发明专利]一种用于双转子轴间柔性柱面气膜密封结构

说明书

本发明公开了一种用于双转子轴间柔性柱面气膜密封结构，利用气体动压润滑原理，在双转子轴间实现非接触式的密封设计。采用大柔性的弹性支撑结构，实现密封浮动环能跟随转子的涡动或径向偏心跳动，从而达到密封浮动环在径向上实现浮动的目的。密封支座为薄壁圆筒形结构，密封支座与密封套之间采用弹性支撑片连接，密封套与密封环通过两端面的环形槽配合，并组合成密封浮动环；密封浮动环在径向上可实现微小浮动，补偿转子的径向偏心或跳动，同时在密封环与内层转子之间可产生动压气膜，工作时密封环与内层转子不产生接触摩擦；非接触式的设计使得密封能达到长寿命的要求，对轴间密封的密封性能改善具有潜在应用价值。

技术领域

本发明涉及双转子燃气轮机中介轴承的密封技术，具体地说，涉及一种用于双转子轴间柔性柱面气膜密封结构。

背景技术

在双转子航空发动机或燃气轮机中，高压转子和低压转子通过中介轴承连接，对中介轴承的密封即为轴间密封。轴间密封因其特有的空间尺寸要求和严酷的高界面滑动速度、高边界压差及高环境温度的工况条件而难以处理。转子在径向和轴向存在大的跳动，现有技术中用于双转子轴间的篦齿密封，因转子的径向跳动或偏心运转对篦齿齿尖产生磨损而造成篦齿密封的性能降低，泄漏增大，效率损失严重。篦齿密封无法补偿转子因径向跳动而产生的齿尖磨损问题，对这一问题目前尚无更好的对策。为此，在这一背景下使用双转子轴间的柔性柱面气膜密封技术，可有效地解决转子径向跳动或偏心旋转可能导致密封件与转子之间的碰摩问题，克服当前篦齿密封用于双转子轴间时，齿尖磨损后泄漏增大的问题。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种用于双转子轴间柔性柱面气膜密封结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括密封支座、弹性支撑片、密封套、密封环、密封薄膜、密封浮动环、内层转子、外层转子，其特征在于所述密封支座为薄壁圆筒形结构，密封支座与密封套之间采用弹性支撑片连接，密封套与密封环通过两端圆环面的槽台装配连接，密封套与密封环组合成密封浮动环，密封浮动环在径向上可实现微小浮动，补偿转子的径向偏心或跳动，同时在密封环与内层转子之间可产生动压气膜，工作时密封环与内层转子不产生接触摩擦；

所述弹性支撑片为矩形柔性金属薄片，弹性支撑片为多个，弹性支撑片沿周向均布于密封支座的内圆柱面，弹性支撑片与密封套固定连接，弹性支撑片的安装角度可调节，弹性支撑片的宽度小于密封套的轴向尺寸；

所述密封薄膜为表面带有褶皱波纹的柔性非金属薄膜，褶皱波纹用于密封薄膜在径向上产生小的弹性变形，密封薄膜粘附在密封支座内柱面与密封套外柱面之间，密封薄膜可阻隔流体从弹性支撑片之间的间隙处的轴向泄漏，密封薄膜也可设置为多层。

所述密封支座、弹性支撑片和密封套为金属材质，密封支座、弹性支撑片和密封套采用铆接或焊接固定连接。

所述密封环为石墨或其它非金属材质，密封环紧固在密封套内，密封环与密封套通过两端面的环形槽过盈配合，密封套的端面内径尺寸大于密封环的端面内径尺寸。

密封支座中心线与外层转子中心线重合。

有益效果

本发明提出的一种用于双转子轴间柔性柱面气膜密封结构，充分利用气体动压润滑原理，在双转子轴间实现非接触式的密封设计；采用大柔性的弹性支撑结构可实现密封浮动环能跟随转子的涡动或径向偏心跳动，从而达到密封浮动环在径向上能实现浮动的目的。非接触式的设计使得密封能达到长寿命的要求。弥补了现役轴间篦齿密封无法补偿转子因径向跳动而产生的齿尖磨损后泄漏增大的问题。

本发明用于双转子轴间柔性柱面气膜密封结构，可改善现有技术中双转子轴间篦齿密封的不足，对轴间密封的密封性能改善具有潜在应用价值。

本发明所涉及的柔性柱面气膜密封不限于用于双转子模式，亦可用于传统的单转子透平机械的气体密封领域。

附图说明