一種膛線四邊孔型密封結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種膛線四邊孔型密封結(jié)構(gòu)，包括密封套，密封體，四邊孔型帶和轉(zhuǎn)子。密封體安裝在密封套上，密封體上周向設(shè)有四邊孔型帶。四邊孔是由軸向膛線孔壁和周向孔壁圍成的四邊孔型結(jié)構(gòu)，四邊孔的軸向膛線孔壁和周向孔壁的對(duì)邊距相等且都為2～5mm，壁厚為0.1～0.5mm，孔深為2～8mm，膛線的纏角θ為0°＜θ≤20°，膛線的旋向與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反。密封套、密封體與四邊孔型帶均屬于靜子部件。R為四邊孔型帶底端到軸心的徑向，r為轉(zhuǎn)子的半徑，密封間隙0.2mm≤(R-r)≤0.4mm。該新型密封結(jié)構(gòu)能夠在四邊形孔腔中形成流體渦旋，將流體動(dòng)能以內(nèi)能的形式耗散，起到封嚴(yán)作用；同時(shí)，特殊的膛線排列方式能夠改變流體的流動(dòng)方向，起到反旋流的作用，改善密封的阻尼特性。
【專利說明】
一種膛線四邊孔型密封結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，尤其是一種膛線四邊孔型密封結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]密封是航空發(fā)動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)、壓縮機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械的關(guān)鍵部件。近年來，隨著旋轉(zhuǎn)機(jī)械向高參數(shù)方向發(fā)展，密封的封嚴(yán)特性對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械效率和影響和阻尼特性對(duì)轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性的影響，已經(jīng)成為制約旋轉(zhuǎn)機(jī)械發(fā)展的重要因素。
[0003]研究表明，流體在密封腔(或密封齒間)形成渦旋能夠?qū)⒘黧w的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能耗散，減少了密封的泄漏量;但與此同時(shí)進(jìn)入密封中的氣流在密封軸向壓差和氣流周向流動(dòng)作用下，即形成螺旋形的運(yùn)動(dòng)軌跡。流體在密封間隙的螺旋形流動(dòng)，使得密封間隙流體周向壓力分布不均勻，產(chǎn)生氣流激振力，進(jìn)而產(chǎn)生交叉剛度引起密封失穩(wěn)。
[0004]A.Muszynska于20世紀(jì)80年代提出反預(yù)旋思想來減小密封螺旋形流動(dòng)效應(yīng)。為減小密封氣流激振力，提高密封穩(wěn)定性，人們?cè)趥鹘y(tǒng)密封的基礎(chǔ)上，應(yīng)用反預(yù)旋思想，通過改變密封本身結(jié)構(gòu)提出了兩大類密封形式一一阻旋柵密封和反旋流密封。阻旋柵密封即在密封入口端部周向均勻設(shè)置阻旋柵結(jié)構(gòu)，增加密封入口來流周向流動(dòng)阻力，有效降低密封進(jìn)氣入口的預(yù)旋速度。但當(dāng)密封進(jìn)出口壓差較大、軸向長度較長時(shí)，阻旋柵對(duì)提高密封穩(wěn)定性作用不大。反旋流密封即在密封入口經(jīng)若干齒腔后，在密封周向設(shè)置一定數(shù)量的反吹孔，由反吹孔將高壓氣源引入密封腔內(nèi)，反吹孔方向指向轉(zhuǎn)子表面切向方向，并與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，抵消部分氣體的切向速度，從而起到降低切向速度的目的。然而反吹流速和流量并不是越高越好，不恰當(dāng)?shù)姆葱髅芊庑问椒炊鴷?huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子失穩(wěn)，且由密封反旋流產(chǎn)生的流動(dòng)損失直接影響機(jī)組的工作效率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出了一種膛線四邊孔型密封結(jié)構(gòu)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種膛線四邊孔型密封結(jié)構(gòu)，包括密封套，密封體，四邊孔型帶和轉(zhuǎn)子。密封體安裝在密封套上，密封體上周向設(shè)有四邊孔型帶。四邊孔是由軸向膛線孔壁和周向孔壁圍成的四邊孔型結(jié)構(gòu)，四邊孔的軸向膛線孔壁和周向孔壁的對(duì)邊距相等且都為2?5mm，壁厚為0.1?0.5mm，孔深為2?8mm，膛線的纏角Θ為O。<θ < 20°，膛線的旋向與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反。密封套、密封體與四邊孔型帶均屬于靜子部件。R為四邊形孔帶底端到軸心的徑向，r為轉(zhuǎn)子的半徑，密封間隙0.2mm< (R-r) <
0.4mmo
[0007]密封套內(nèi)設(shè)有T型槽，密封體通過在圓周方向上的T型槽與密封套固定在一起。
[0008]本實(shí)用新型借鑒槍管設(shè)計(jì)時(shí)的彈道設(shè)計(jì)理論，提出一種膛線四邊孔型密封結(jié)構(gòu)，其主要優(yōu)點(diǎn)如下:
[0009]1、本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的膛線四邊型密封結(jié)構(gòu)能夠在流體經(jīng)過四邊孔時(shí)形成流體渦旋，將流體動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能耗散，減少了密封的泄漏量
[0010]2、本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的特殊膛線式排列與轉(zhuǎn)子旋向方向相反，衰減了由轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)引起的流體的周向流動(dòng)，增加了轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0011]圖1是本申請(qǐng)密封結(jié)構(gòu)的裝配圖。
[0012]圖2是本申請(qǐng)密封結(jié)構(gòu)整體示意圖。
[0013]圖3是本申請(qǐng)密封結(jié)構(gòu)半圓部件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中:1-密封套;2-密封體;3-四邊孔;4-轉(zhuǎn)子;5-周向孔壁;6_軸向孔壁。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1-圖3所示:一種膛線四邊孔型密封結(jié)構(gòu)，包括密封套I，密封體2，四邊孔型帶3和轉(zhuǎn)子4。密封體2通過T型槽安裝在密封套I上，密封體2上周向設(shè)有四邊孔型帶3。密封套
1、密封體2與四邊孔型帶3均屬于靜子部件。轉(zhuǎn)子4處于四邊孔型帶3形成的環(huán)形腔內(nèi)。四邊形孔的軸向膛線孔壁和周向孔壁的對(duì)邊距相等且都為2?5mm，壁厚為0.1?0.5mm，孔深為2?8mm，膛線的纏角Θ為0° <θ < 20°，膛線的旋向與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反。密封套、密封體與四邊孔型帶均屬于靜子部件。R為四邊孔型帶底端到軸心的徑向，r為轉(zhuǎn)子的半徑，密封間隙
0.2mm < (R-r) < 0.4mm。
[0016]本實(shí)用新型的膛線四邊孔型密封利用其特殊的結(jié)構(gòu)，一方面在四邊孔中形成流體渦旋，將流體動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能耗散，減少了密封的泄漏量;另一方面特殊膛線式排列與轉(zhuǎn)子旋向相反，衰減了由轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)引起的流體的周向流動(dòng)，增加了轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性。
[0017]本實(shí)用新型沿用當(dāng)前很多固定密封安裝固定的T型槽安裝方式。將膛線四邊孔型密封設(shè)計(jì)成兩個(gè)半圓形密封環(huán)，便于固定于汽缸T型槽內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種膛線四邊孔型密封結(jié)構(gòu)，包括密封套，密封體，四邊孔型帶和轉(zhuǎn)子;密封體安裝在密封套上，密封體上周向設(shè)有四邊孔型帶，四邊孔是由軸向膛線孔壁和周向孔壁圍成的四邊孔型結(jié)構(gòu)，四邊孔的軸向膛線孔壁和周向孔壁的對(duì)邊距相等且都為2?5mm，壁厚為0.1?0.5mm，孔深為2?8mm，膛線的纏角Θ為0° <θ < 20°，膛線的旋向與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反，密封套、密封體與四邊孔型帶均屬于靜子部件，R為四邊形孔帶底端到軸心的徑向，r為轉(zhuǎn)子的半徑，密封間隙0.2111111<(1?1)<0.4111111。2.如權(quán)利要求1所述的一種膛線四邊孔型密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:密封套內(nèi)設(shè)有T型槽，密封體通過在圓周方向上的T型槽與密封套固定在一起。
【文檔編號(hào)】F16J15/16GK205479338SQ201620018109
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月8日
【發(fā)明人】王猛飛, 孫丹, 劉寧寧, 李勝遠(yuǎn), 白偉剛
【申請(qǐng)人】沈陽航空航天大學(xué)