[发明专利]一种蜂窝-篦齿封严结构

说明书

本发明涉及一种蜂窝‑篦齿封严结构，包括转轴,转轴外同轴套设有蜂窝衬套,蜂窝衬套的内环面由多个蜂窝腔构成，转轴上设置有多个轴向排布的封严篦齿，封严篦齿外周面与蜂窝衬套内环面间隙配合，蜂窝腔朝气流来流方向倾斜一定角度，使得蜂窝腔的入口部分朝向气流来流方向，增加气流侵入蜂窝腔的能力。相邻蜂窝芯格之间通过内部的射流小孔连通，使得上游蜂窝腔压力较高的气流通过圆形通孔2进入下游蜂窝腔内，下游蜂窝腔内涡流受到挤压产生肾形涡，强化了掺混，耗散增强。本发明通过改进、优化蜂窝的结构，从而强化篦齿封严内部的气流掺混与能量耗散，进一步达到降低流体泄漏的目的。

技术领域

本发明涉及航空发动机密封的领域，具体而言，涉及一种蜂窝-篦齿封严结构。

背景技术

在航空发动机等旋转机械中，由于旋转的转子件和静子衬套之间留有一定的间隙，导致气体在转静件之间发生泄漏，这股泄漏流会引起主流流体的流量减少，从而导致发动机的效率降低，甚至会产生叶片振动、变形等问题，影响发动机的性能与寿命。篦齿封严是应用于航空发动机等旋转机械中的一种结构简单、性能可靠的非接触式动封严结构。它利用篦齿与封严环面这一特殊的组合结构，消耗流体的动能，增加流阻，最终减少流体泄漏。

随着航空发动机循环参数的提高，发动机的封严系统的泄漏问题日益突出，篦齿封严的工作条件日趋恶劣，面临结构刚度降低、封严效率低、转子流体激振等一系列问题。对于传统篦齿封严，为了减少封严泄漏，除了改进篦齿本身的几何结构，需要减少封严间隙。若封严间隙过大，则泄漏增大，不利于提高发动机效率。但如果间隙过小，转子的转动又会使得齿尖与静子衬套产生刮蹭，降低发动机寿命，甚至产生危险。

相对于传统的篦齿封严，蜂窝衬套-篦齿组合封严结构，如图1所示，具有良好封严特性和转子动力特性，可以保证发动机正常稳定工作的情况下减少运转间隙。且蜂窝本身这一特殊的六边形结构，蜂窝内部能产生很强的涡流，从而对流体形成很大的阻尼，从而降低泄漏。

然而，现有的蜂窝衬套-篦齿组合封严结构还有待进一步改进，强化篦齿封严内部的气流掺混与能量耗散，降低流体泄漏。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是针对背景技术提出的问题，提供一种蜂窝-篦齿封严结构，通过改进、优化蜂窝的结构，从而强化篦齿封严内部的气流掺混与能量耗散，进一步达到降低流体泄漏的目的。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种蜂窝-篦齿封严结构，包括转轴,转轴外同轴套设有蜂窝衬套,蜂窝衬套的内环面由多个蜂窝腔构成，转轴上设置有多个轴向排布的封严篦齿，封严篦齿外周面与蜂窝衬套内环面间隙配合，蜂窝腔朝气流来流方向倾斜一定角度，使得蜂窝腔的入口部分朝向气流来流方向，增加气流侵入蜂窝腔的能力。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的蜂窝腔朝气流来流方向倾斜45°。

上述的蜂窝腔的内壁上设置腔壁通孔，上游蜂窝腔和相邻的下游蜂窝腔之间通过腔壁通孔连通，使得上游蜂窝腔内压力较高的气流通过腔壁通孔进入下游蜂窝腔内，下游蜂窝腔内涡流受到腔壁通孔进入的气流挤压产生肾形涡。

上述的腔壁通孔为圆孔。

上述的蜂窝腔入口靠近气流来流方向的一侧设置有出流挡板，出流挡板纵截面为三角形，出流挡板用于阻挡蜂窝腔内的气流流出，并使气流在蜂窝腔入口附近形成局部小尺度涡流。

上述的出流挡板上开设有上下贯通的射流孔，气流能从射流孔穿过出流挡板进入蜂窝腔，与蜂窝腔内流向出流挡板方向的涡流产生对冲。

上述的上游位置的射流孔为收扩孔，出口处的孔径大于射流孔中部的孔径，中游位置的射流孔为等径圆孔，下游位置的射流孔为渐缩孔，出口处的孔径小于射流孔中部的孔径。