[发明专利]一种减小间隙泄漏流量的篦齿封严装置

说明书

本发明公开了一种减小间隙泄漏流量的篦齿封严装置，篦齿封严装置设有引流通道，封严衬套在与第一级齿腔中部对应处开设有引流孔，引流孔能将第一级齿腔中的高压气体引入引流通道，封严衬套在与每个次级齿腔中部对应处开设有第一射流孔，封严衬套在与渐缩渐扩通道的喉道和扩展段对应处开设有第二射流孔，第一射流孔和第二射流孔均与引流通道连通，引流通道内的高压气流能从第一射流孔射出，与齿尖间隙出流的流体在齿腔形成强烈掺混，引流通道内的高压气流能从第二射流孔射出，对渐缩渐扩通道内的主气流形成压制，提高过渡段处的背压。本发明具有能有效降低流体泄漏量的技术效果。

技术领域

本发明涉及航空发动机的技术领域，尤其涉及一种减小间隙泄漏流量的篦齿封严装置。

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。

因此，人们对高性能密封结构的要求越来越迫切，改进和发展新的封严装置对减小油耗率、提高发动机效率具有重要的实用价值和意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决背景技术中提及的问题，提出一种新型一种能减小间隙泄漏流量的篦齿封严装置。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种减小间隙泄漏流量的篦齿封严装置，包括内置转动部件，转动件上设置有多个轴向排布的封严篦齿，同时转动件外设有封严衬套，封严篦齿外周面与封严衬套内环面间隙配合，使得封严篦齿的齿尖与封严衬套内环面之间形成齿尖间隙，相邻封严篦齿之间形成齿腔，封严衬套与转动件在尾部配合形成渐缩渐扩通道，渐缩渐扩通道与篦齿之间形成过渡段，其中：篦齿封严装置设有引流通道，封严衬套在与第一级齿腔中部对应处开设有引流孔，引流孔能将第一级齿腔中的高压气体引入引流通道，封严衬套在与每个次级齿腔中部对应处开设有第一射流孔，封严衬套在与渐缩渐扩通道的喉道和扩展段对应处开设有第二射流孔，第一射流孔和第二射流孔均与引流通道连通，引流通道内的高压气流能从第一射流孔射出，与齿尖间隙出流的流体在齿腔形成强烈掺混，引流通道内的高压气流能从第二射流孔射出，对渐缩渐扩通道内的主气流形成压制，提高过渡段处的背压。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的封严衬套具有夹层结构，内部夹层通道即为引流通道。

上述的引流通道的宽度小于齿尖间隙的宽度。

上述的射流孔为收缩孔道，位于引流通道中的一端宽，位于齿腔中的一端窄，以实现对气流的加速，使进入齿腔的气流具有足够的动能参与掺混。

上述的位于后部的第一射流孔进出口面积比大于位于前部的第一射流孔的进出口面积比。

上述的篦齿封严装置具有四道封严篦齿，对应有四个齿尖间隙和三个齿腔，一处过渡段和一处渐缩渐扩通道。

本发明有以下优点：

1、本发明着眼于降低流体通过篦齿封严结构的泄漏流量，主要方法为通过从篦齿密封第一级齿腔处引入高压流体到后几级齿腔中改变流体通流方式，通过掺混降低间隙通流流体的动能；