[发明专利]基于形状记忆合金的主动间隙控制迷宫密封

说明书

本发明公开了一种基于形状记忆合金的主动间隙控制迷宫密封，包括：转子、静子环瓣、形状记忆合金丝和加热腔室，其中，所述静子环瓣为偶数个且沿转子的周向设置，所述静子环瓣的两端均间隔设置有凹槽和弹簧，相邻静子环瓣端部的凹槽和弹簧一一对应，所述静子环瓣外端面的两侧均设置有固定环，所述形状记忆合金丝为多组，两端分别对应连接于相邻静子环瓣的固定环上，所述加热腔室为多个，分别与连接两个静子环瓣的形状记忆合金丝一一对应，用于调节所述形状记忆合金丝的温度。该迷宫密封，结构合理，通过主动调节形状记忆合金丝的温度，可调节静转子的密封间隙，进而达到改善发动机性能，延长使用寿命，降低油耗的目的。

技术领域

本发明涉及旋转机械中的动密封结构，特别提供了一种基于形状记忆合金的主动间隙控制迷宫密封。

背景技术

转子与静子之间的密封是航空发动机、汽轮机等旋转机械的重要部件，起着防止工作介质泄漏和节能降耗的关键作用。近年来，随着航空发动机中涡轮盘温度、主轴转速和压气机压比的增加，发动机相关部位密封的工况环境进一步恶化，由密封引起的泄漏损失影响日益突出，直接影响着透平机械的工作效率。众所周知，当发动机由静止到起动的过程中，转速会迅速增加，高温燃气对转子叶片和涡轮盘加热，同时转子受到增大的离心力作用，转子迅速膨胀，而密封件膨胀的速度相对较慢，导致转静子之间的间隙变小，易产生碰磨；当进入巡航状态时，转子与静子间隙趋于平稳，但此时转子与静子间隙较大，泄漏量大，飞机巡航状态持续周期时间长，燃油消耗大；当进入停车阶段时，转子的跳动量变化较大，转子与静子间隙变小，易产生磨损。

因此，提出一种可主动调节密封间隙的迷宫密封结构，使转子与静子的间隙保持在一个最佳的大小，成为亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于形状记忆合金的主动间隙控制迷宫密封，以解决传统的迷宫密封结构不能实时主动调节密封间隙，进而导致易磨损、泄漏量大、密封性能差等问题。

本发明提供的技术方案是：基于形状记忆合金的主动间隙控制迷宫密封，包括：转子、静子环瓣、形状记忆合金丝和加热腔室，其中，所述静子环瓣为偶数个且沿转子的周向设置，实现对转子的密封，所述静子环瓣包括静子环瓣本体和连接于所述静子环瓣本体两端的凸出块，所述静子环瓣的两端均间隔设置有凹槽和弹簧，位于所述静子环瓣同一端的凹槽和弹簧分别设置于所述静子环瓣本体的端部和所述凸出块的端部，相邻静子环瓣端部的凹槽和弹簧一一对应，当相邻静子环瓣接触密封时，所述弹簧伸入与其对应的凹槽内，所述静子环瓣外端面的两侧均设置有固定环，所述形状记忆合金丝为多组，两端分别对应连接于相邻静子环瓣的固定环上，用于调整相邻两静子环瓣的对接位置间的距离，所述加热腔室为多个，分别与连接两个静子环瓣的形状记忆合金丝一一对应，用于调节所述形状记忆合金丝的温度。

优选，所述加热腔室之间通过隔热板分离。

进一步优选，相邻静子环瓣上的固定环对应设置有多个且沿静子环瓣的轴向间隔设置，连接相邻静子环瓣的形状记忆合金丝为多组，对应连接于两两对应设置的固定环上。

进一步优选，位于所述静子环瓣同一端的凹槽和弹簧错位设置。

进一步优选，所述静子环瓣为4个。

该基于形状记忆合金的主动间隙控制迷宫密封，结构合理，通过主动调节形状记忆合金丝的温度，可调节静转子的密封间隙，进而达到改善发动机性能，延长使用寿命，降低油耗的目的。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明提供的基于形状记忆合金的主动间隙控制迷宫密封的结构示意图；

图2为静子环瓣的侧视图。

具体实施方式

下面将结合具体的实施方案对本发明进行进一步的解释，但并不局限本发明。