[发明专利]一种新型迷宫、隔板、穿孔密封结构

说明书

本发明属于燃气轮机密封技术领域,具体涉及一种新型迷宫、隔板、穿孔密封结构，包括转子轴本体和安装在转子轴上的传统迷宫密封结构，还包括安装在转子轴本体上的迷宫、隔板密封结构；迷宫、隔板密封结构的数量为四个，且对称分布；可将迷宫、隔板密封结构替换为单孔迷宫、隔板、穿孔密封结构或九孔迷宫、隔板、穿孔密封结构。针对结合传统迷宫密封结构，通过在密封齿间设置穿孔隔板的方式，使得气流在转子周向既存在流动性，也存在阻尼性，在提供了周向气压平衡的情况下也起到了阻尼密封的效果。引入了隔板、穿孔的设计，降低了同等工况下的切向力的大小，减小了转子在工作状态下的激振力，从而减小了转子不稳定涡动，提高了转子的稳定性。

技术领域

本发明属于燃气轮机密封技术领域,具体涉及一种新型迷宫、隔板、穿孔密封结构。

背景技术

航空发动机与重型燃气轮机被称为工业制造皇冠上的两颗明珠，如何提高发动机的工作效率，自这两种发动机被广泛应用于航空、船舶、发电机等领域以来，就一直是一个吸引无数学者前赴后继进行探讨的问题。

而在这两种发动机的设计过程中，研究人员不仅需要关注对于新型材料的开发应用，同时也需要关注气体做功带来的非平稳性。尤其以压气机及涡轮端为主，为了避免静叶与动叶在工作过程中由于微小的偏移，进而导致的能造成发动机损坏的碰撞，需要将静子与转子在设计的时候留有一定的间距。但同时还需要尽可能的提高燃气的利用率。

通常，使用气体密封结构来起到对于上游气体的节流作用。其中，迷宫密封结构就是这样一种使用在发动机中起到节流作用的部件。

然而，由于燃气气体在燃烧过程中会出现不均匀的现象，导致在上游进气端气体并非能够十分均匀的分布在周向各个位置，同时由于密封齿末端气体会出现喷射状，导致在下游密封腔内部出现一定的不均匀涡流区域。由于上述的影响存在，转子在工作过程中无时无刻都承受着一定的气流力的作用，而该周向不对称的气流力则会成为密封转子系统的不稳定非线性激振力。由于激振力的存在，会导致转子出现一定的涡动，严重的会导致失稳，甚至可能会造成极为严重的工业生产事故。

发明内容

本发明针对结合传统迷宫密封结构以及袋式密封结构，并通过在密封齿间设置穿孔隔板的方式，使得气流在转子周向既存在流动性，也存在阻尼性，在提供了周向气压平衡的情况下也起到了阻尼密封的效果。

本发明采用的技术方案为：一种新型迷宫、隔板、穿孔密封结构，包括转子轴本体和安装在转子轴本体上的传统迷宫密封结构，还包括安装在转子轴本体上的迷宫、隔板密封结构。

进一步的，所述迷宫、隔板密封结构为具有对应弧段夹角的隔板。

进一步的，所述迷宫、隔板密封结构的数量为四个，且对称分布。

进一步的，所述迷宫、隔板密封结构替换为单孔迷宫、隔板、穿孔密封结构。

进一步的，所述单孔迷宫、隔板、穿孔密封结构为在迷宫、隔板密封结构的隔板体上开有若干个单孔。

进一步的，所述迷宫、隔板密封结构替换为九孔迷宫、隔板、穿孔密封结构。

进一步的，所述九孔迷宫、隔板、穿孔密封结构为在迷宫、隔板密封结构的隔板上开有若干组正方形排列的九宫孔构。

本发明的有益效果：在迷宫密封的优点的同时，引入了隔板-穿孔的设计概念，降低了同等工况下的切向力的大小，即减小了转子在工作状态下的激振力，从而减小了转子不稳定涡动，提高了转子的稳定性，进而可以提升转子的临界转速等相关物理指标，为密封结构设计提供了新思路。

附图说明：

图1是实施例一中的传统迷宫密封结构的结构示意图；

图2是实施例一中的迷宫、隔板密封结构的结构示意图；

图3是图2的A-A截面图；

图4是实施例一中的单孔迷宫、隔板、穿孔密封结构的结构示意图；