指尖密封結(jié)構(gòu)及其指尖密封片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及機械密封領(lǐng)域，尤其是涉及一種指尖密封結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]密封裝置是現(xiàn)代葉輪機械的重要零部件，密封的性能成為影響葉輪機械性能的主要因素之一。現(xiàn)代葉輪機械發(fā)展要求密封結(jié)構(gòu)具有較好的封嚴(yán)性能和較高的使用壽命。
[0003]目前應(yīng)用較多的密封形式有篦齒密封、刷式密封、端面密封等。篦齒密封結(jié)構(gòu)簡單，但是封嚴(yán)性能較差。刷式密封雖然封嚴(yán)性能很好，但成本較高。端面密封的封嚴(yán)性能加好，但是尺寸大，經(jīng)常受空間結(jié)構(gòu)的限制。
[0004]因此針對這些問題發(fā)展出了指尖密封，指尖密封不僅性能優(yōu)越，而且成本也低于刷式密封，因此指尖密封在未來葉輪機械上有很好應(yīng)用前景。
[0005]圖1-3示出一種已知的指尖密封結(jié)構(gòu)。圖1為指尖密封結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖，圖2為指尖密封結(jié)構(gòu)的指尖密封片主視圖，圖3示出圖2的局部A放大圖。參考圖1-3所示，密封結(jié)構(gòu)10主要包括指尖密封片11、前擋板12、定位銷13、后擋板14。密封結(jié)構(gòu)10與轉(zhuǎn)子跑道15接觸。指尖密封片11是由若干層子指尖片通過定位銷13交錯疊加而成。指尖密封片11上沿周向均布開有指尖梁16和指尖槽17。各指尖梁16沿周向的剛度一致，通過指尖梁16和轉(zhuǎn)子跑道15直接接觸來對高低壓進(jìn)行密封。指尖梁16和轉(zhuǎn)子跑道15之間的接觸壓力是指尖密封壽命主要影響因素之一，而指尖梁16的剛度則是影響接觸壓力的主要影響因素之一。
[0006]本申請的發(fā)明人在使用中發(fā)現(xiàn)，由于密封結(jié)構(gòu)10的指尖梁16的剛度沿內(nèi)徑周向一致，當(dāng)轉(zhuǎn)子撓度較大時，密封結(jié)構(gòu)10的內(nèi)徑沿周向會有不同程度的磨損。這主要是因為在轉(zhuǎn)子撓度較大的角向位置接觸壓力也相對較大，因此在該角向位置密封內(nèi)徑磨損嚴(yán)重，這樣會使密封性能下降。同時，因為局部接觸壓力過大會使轉(zhuǎn)子急劇磨損，轉(zhuǎn)子急劇磨損會造成整個指尖密封內(nèi)徑急劇磨損，這樣指尖密封性能急劇下降而降低使用壽命。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種指尖密封結(jié)構(gòu)，其具有更長的壽命。
[0008]本實用新型為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提出一種指尖密封結(jié)構(gòu)的指尖密封片，包括多層子指尖片，所述多層子指尖片通過定位銷交錯疊加成指尖密封片，該指尖密封片具有外圓周和內(nèi)圓周，且沿著該內(nèi)圓周布置有多個指尖梁。該多個指尖梁中至少部分指尖梁的剛度不一致，且該指尖密封片所適配的轉(zhuǎn)子在對應(yīng)區(qū)域的撓度越大，則該對應(yīng)區(qū)域的指尖梁的剛度越小。
[0009]在本實用新型的一實施例中，剛度不一致的指尖梁之間的被設(shè)計為以下參數(shù)的至少一部分不一致:指尖梁長度、指尖梁梁寬、指尖槽槽寬、指尖型線。
[0010]在本實用新型的一實施例中，該指尖型線包括圓弧型線和對數(shù)型線。
[0011]在本實用新型的一實施例中，指尖密封片還包括介于各相鄰指尖梁之間的指尖槽，各指尖梁和各指尖槽交錯布置。
[0012]本實用新型還提出一種指尖密封結(jié)構(gòu)，包括如上所述的指尖密封片。
[0013]本實用新型通過讓指尖密封片的各個指尖梁的剛度沿內(nèi)圓周方向不一致，且使指尖梁的剛度與轉(zhuǎn)子在對應(yīng)區(qū)域的撓度負(fù)相關(guān)，可以讓指尖密封片與轉(zhuǎn)子跑道之間的接觸壓力沿指尖密封片的內(nèi)周向位置基本一致，使指尖密封片的內(nèi)圓周磨損一致，提高指尖密封結(jié)構(gòu)的壽命。
【附圖說明】
[0014]為讓本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作詳細(xì)說明，其中:
[0015]圖1示出一種已知的指尖密封結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖。
[0016]圖2示出圖1所示的指尖密封結(jié)構(gòu)的指尖密封片主視圖。
[0017]圖3示出圖2的局部A放大圖。
[0018]圖4示出本實用新型一實施例的指尖密封結(jié)構(gòu)的指尖密封片主視圖。
[0019]圖5示出圖4的局部B放大圖。
[0020]圖6示出運轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)子與指尖片接觸示意圖。
【具體實施方式】
[0021]圖4示出本實用新型一實施例的指尖密封結(jié)構(gòu)的指尖密封片主視圖。參考圖4所示，本實施例的指尖密封結(jié)構(gòu)中，指尖密封片21整體呈環(huán)形，具有外圓周21a和內(nèi)圓周21b。指尖密封片21可以按照已知結(jié)構(gòu)那樣，包括多層子指尖片。這些子指尖片通過定位銷交錯疊加成指尖密封片21。指尖密封片21上布置有定位銷孔21c，以讓定位銷穿過。
[0022]指尖密封片21可以按照圖1所示的方式，結(jié)合前擋板、定位銷、后擋板來構(gòu)成指尖密封結(jié)構(gòu)。整個指尖密封結(jié)構(gòu)用來與轉(zhuǎn)子的跑道接觸。
[0023]沿著指尖密封片21的內(nèi)圓周21b布置有多個指尖梁26。這些指尖梁26可以從內(nèi)圓周21b出發(fā)，大致上沿著內(nèi)圓周的切線方向延伸。各相鄰指尖梁26之間設(shè)有指尖槽27。指尖梁26和指尖槽27交錯布置。
[0024]本實施例的特點是，這些指尖梁26中，至少部分指尖梁的剛度不一致。而且這些指尖梁26的剛度與指尖密封片21所適配的轉(zhuǎn)子在對應(yīng)區(qū)域的撓度負(fù)相關(guān)。
[0025]更具體地說，指尖密封片21所適配的轉(zhuǎn)子撓度在對應(yīng)區(qū)域的撓度越大，則該對應(yīng)區(qū)域的指尖梁26的剛度越小。反之，指尖密封片21所適配的轉(zhuǎn)子撓度在對應(yīng)區(qū)域的撓度越小，則該對應(yīng)區(qū)域的指尖梁26的剛度越大。圖6所示為運轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)子與指尖密封結(jié)構(gòu)接觸示意圖。圖6中轉(zhuǎn)子30的撓度在區(qū)域B較大，在區(qū)域C較小。也就是說，區(qū)域B的轉(zhuǎn)子撓度大于區(qū)域C的轉(zhuǎn)子撓度。轉(zhuǎn)子30與指尖密封片21接觸處不均勻粗線條區(qū)域D為轉(zhuǎn)子與指尖梁26接觸過盈量?？梢钥吹?，區(qū)域B的線條比區(qū)域C的線條更粗，因此區(qū)域B過盈量較大，區(qū)域C過盈量較小。當(dāng)各指尖梁26的剛度沿周向均勻分布時，區(qū)域B的接觸壓力較大，區(qū)域C接觸壓力較小。本實施例通過將區(qū)域B的指尖梁的剛度設(shè)計為比區(qū)域C的指尖梁的剛度小，來保證轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)中區(qū)域B和區(qū)域C的接觸壓力基本一致，提高指尖密封性能。因此通過前述設(shè)計，可以使多個指尖梁26與該轉(zhuǎn)子的跑道之間的接觸壓力沿周向位置基本一致。
[0026]更具體地說，在轉(zhuǎn)子中角向區(qū)域的撓度較大，指尖梁26剛度取較??；而在轉(zhuǎn)子的撓度較小的區(qū)域，指尖梁26剛度取較大。這樣可以實現(xiàn)指尖密封片21與轉(zhuǎn)子跑道之間的接觸壓力沿指尖密封片21的內(nèi)周向位置基本一致，使指尖密封片21的內(nèi)圓周磨損一致，提高指尖密封結(jié)構(gòu)的壽命。
[0027]在本實用新型的實施例中，可以通過各種參數(shù)來設(shè)計指尖梁26的剛度，例如指尖梁長度、指尖梁梁寬、指尖槽槽寬、指尖型線等。指尖梁長度越長，剛度越小；指尖梁梁寬越寬(或指尖槽槽寬越窄)，剛度越大；同時不同的指尖型線也影響指尖梁的剛度。因此剛度不一致的指尖梁26之間可被設(shè)計為以下參數(shù)的至少一部分不一致:指尖梁長度、指尖梁梁寬、指尖槽槽寬、指尖型線。例如指尖梁長度不一致，而指尖梁梁寬、指尖梁槽寬、指尖型線等一致；或者指尖梁梁寬和指尖槽槽寬不一致，而指尖梁長度和指尖型線一致；或者指尖梁長度、尖梁梁寬和指尖梁槽寬一致，而指尖型線不一致。又如，指尖梁長度、指尖梁梁寬和指尖槽槽寬均不一致，或者指尖梁長度和指尖型線不一致等等?？傊?，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以選擇這些參數(shù)，或者這些參數(shù)與其它參數(shù)的組合來設(shè)計不同的指尖梁剛度。在此，指尖型線可包括但不限于圓弧型線和對數(shù)型線。
[0028]圖5示出圖4的局部B放大圖，圖5中示出了指尖梁26a、指尖槽27a、指尖梁26b以及指尖槽27b。由圖5可以看出，指尖梁26a與指尖梁26b在長度、寬度上均不同。指尖梁26a的長度大于指尖梁26b的長度，且指尖梁26a的寬度小于指尖梁26b的寬度，因而指尖梁26a的剛度小于指尖梁26b的剛度。受到指尖梁26a與指尖梁26b寬度的影響，指尖槽27a和指尖槽27b在寬度上也會相應(yīng)地不同，指尖槽27a的寬度大于指尖槽27b的寬度。
[0029]本實用新型的指尖密封結(jié)構(gòu)中，通過讓指尖密封片的各個指尖梁的剛度沿內(nèi)圓周方向不一致，且使指尖梁的剛度與轉(zhuǎn)子在對應(yīng)區(qū)域的撓度負(fù)相關(guān)，可以讓指尖密封片與轉(zhuǎn)子跑道之間的接觸壓力沿指尖密封片的內(nèi)周向位置基本一致，使指尖密封片的內(nèi)圓周磨損一致，提高指尖密封結(jié)構(gòu)的壽命。
[0030]雖然本實用新型已參照當(dāng)前的具體實施例來描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型，在沒有脫離本實用新型精神的情況下還可作出各種等效的變化或替換，因此，只要在本實用新型的實質(zhì)精神范圍內(nèi)對上述實施例的變化、變型都將落在本申請的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種指尖密封結(jié)構(gòu)的指尖密封片，包括多層子指尖片，所述多層子指尖片通過定位銷交錯疊加成指尖密封片，該指尖密封片具有外圓周和內(nèi)圓周，且沿著該內(nèi)圓周布置有多個指尖梁，其特征在于，該多個指尖梁中至少部分指尖梁的剛度不一致，且該指尖密封片所適配的轉(zhuǎn)子在對應(yīng)區(qū)域的撓度越大，則該對應(yīng)區(qū)域的指尖梁的剛度越小。2.如權(quán)利要求1所述的指尖密封結(jié)構(gòu)的指尖密封片，其特征在于，剛度不一致的指尖梁之間被設(shè)計為以下參數(shù)的至少部分不一致:指尖梁長度、指尖梁梁寬、指尖槽槽寬、指尖型線。3.如權(quán)利要求2所述的指尖密封結(jié)構(gòu)的指尖密封片，其特征在于，該指尖型線包括圓弧型線和對數(shù)型線。4.如權(quán)利要求1所述的指尖密封結(jié)構(gòu)的指尖密封片，其特征在于，還包括介于各相鄰指尖梁之間的指尖槽，各指尖梁和各指尖槽交錯布置。5.一種指尖密封結(jié)構(gòu)，包括如權(quán)利要求1-4任一項所述的指尖密封片。
【專利摘要】本實用新型涉及一種指尖密封結(jié)構(gòu)及其指尖密封片。該指尖密封片中，沿著該指尖密封片的內(nèi)圓周布置有多個指尖梁。該多個指尖梁中至少部分指尖梁的剛度不一致，且該指尖密封片所適配的轉(zhuǎn)子在對應(yīng)區(qū)域的撓度越大，則該對應(yīng)區(qū)域的指尖梁的剛度越小。通過讓指尖密封片的各個指尖梁的剛度沿內(nèi)圓周方向不一致，且使指尖梁的剛度與轉(zhuǎn)子在對應(yīng)區(qū)域的撓度負(fù)相關(guān)，可以讓指尖密封片與轉(zhuǎn)子跑道之間的接觸壓力沿指尖密封片的內(nèi)周向位置基本一致，使指尖密封片的內(nèi)圓周磨損一致，提高指尖密封結(jié)構(gòu)的壽命。
【IPC分類】F01D11/02
【公開號】CN204984487
【申請?zhí)枴緾N201420495291
【發(fā)明人】廖凱, 湯麗萍
【申請人】中航商用航空發(fā)動機有限責(zé)任公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2014年8月29日