一種篦齒密封結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及密封結構設計技術，具體涉及一種篦齒密封結構。
【背景技術】
[0002]篦齒密封是一種常見的密封裝置，利用流道的突擴和突縮，消耗流體的動能增加流阻以限制或阻止流體泄漏。它主要應用于軍用、民用航空發(fā)動機、燃氣輪發(fā)動機空氣系統(tǒng)中的氣體密封，如:高壓壓氣機出口、軸承腔封嚴，以及壓氣機級間和渦輪級間的空氣密封，由于其結構簡單，性能可靠等特點，使得其仍然在現(xiàn)役和在研航空發(fā)動機中廣泛使用。但是相對刷式密封等封嚴結構，原有的篦齒結構密封泄漏量較大，使得發(fā)動機效率損失大、燃油油耗尚。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種篦齒密封結構，以解決目前篦齒結構密封泄漏量大的冋題。
[0004]本發(fā)明提供的一種篦齒密封結構，包括:
[0005]相匹配的篦齒和襯套；
[0006]封嚴環(huán)，由彈性材料制成，設置在所述篦齒的齒腔中，所述封嚴環(huán)的軸線與所述篦齒齒腔的軸線重合，所述封嚴環(huán)的橫截面面積小于所述篦齒齒腔的橫截面面積；
[0007]并且，所述封嚴環(huán)自由狀態(tài)時的內徑大于所述齒腔的最小直徑，所述封嚴環(huán)在拉伸狀態(tài)時的最大外進不小于所述襯套的內徑。
[0008]可選地，所述封嚴環(huán)的環(huán)體上具有一缺口，以使得所述封嚴環(huán)整體呈“C”字形。
[0009]可選地，所述封嚴環(huán)的橫截面呈近似等腰三角形，三角形的底邊靠近所述襯套的內壁。
[0010]可選地，所述三角形的頂角以及背向流體流入方向的一個底角均倒圓角。
[0011]本發(fā)明的有益效果:
[0012]本發(fā)明提供的一種篦齒密封結構，通過在齒腔內設計的封嚴環(huán)，能夠阻擋從齒頂間隙射流出的流體，耗散流體的動能，從而能夠降低篦齒密封結構的泄漏量。
【附圖說明】
[0013]此處的附圖被并入說明書中并構成本說明書的一部分，示出了符合本發(fā)明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
[0014]圖1是本發(fā)明篦齒密封結構的剖視圖；
[0015]圖2是本發(fā)明篦齒密封結構中封嚴環(huán)的主視圖；
[0016]圖3是圖2中A-A剖視圖；
[0017]圖4是本發(fā)明中的篦齒密封結構中襯套為帶蜂窩襯套時的結構示意圖；
[0018]圖5是本發(fā)明另一個實施例篦齒密封結構的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]這里將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。
[0020]如圖1至圖3所示，本發(fā)明的篦齒密封結構，包括相匹配的篦齒I和襯套2。其中，篦齒I和襯套2可以采用目前已知的多種適合的結構以及相應的連接關系。
[0021]本發(fā)明的篦齒密封結構還包括封嚴環(huán)3。封嚴環(huán)3呈與環(huán)狀，由彈性材料制成，例如或者橡膠、不銹鋼等。封嚴環(huán)3設置在篦齒I的齒腔中，其中，封嚴環(huán)3的軸線與篦齒I齒腔的軸線重合。
[0022]封嚴環(huán)3的橫截面面積小于篦齒I齒腔的橫截面面積，保證流體(氣體或者液體)能夠從篦齒I齒尖進入以流經齒腔。并且，封嚴環(huán)3自由狀態(tài)時的內徑大于齒腔的最小直徑，封嚴環(huán)3在拉伸狀態(tài)時的最大外進不小于襯套2的內徑。封嚴環(huán)3能夠在發(fā)動機或其他旋轉機械工作時，受到離心力、氣流作用和溫度等作用后，向外膨脹靠近襯套2。
[0023]封嚴環(huán)3可以采用多種適合的形狀和結構，例如環(huán)體的周向可以是采用不密封的結構。如圖2所示，本實施例中，封嚴環(huán)3的環(huán)體上具有一缺口，以使得封嚴環(huán)3整體呈“C”字形，能夠使得封嚴環(huán)3受力受熱更容易膨脹，更容易靠近甚至緊貼在襯套表面，減小封嚴的泄漏量。
[0024]進一步，封嚴環(huán)3的橫截面可以采用多種適合的結構。如圖3所示，本實施例中，封嚴環(huán)3的橫截面呈近似等腰三角形，三角形的底邊靠近襯套2的內壁。并且，還可以在三角形的頂角以及背向流體流入方向的一個底角均倒圓角(分別如圖3中的R2和Rl)，防止對篦齒造成破壞，不影響其影響安全和封嚴環(huán)3的使用壽命；另外，而迎著流體流入方向的底角不進行倒角處理。
[0025]本發(fā)明的篦齒密封結構中，橫截面呈三角形封嚴環(huán)3，其迎著流體流入方向的底角結構能夠起到減小封嚴環(huán)3外側面和襯套2內壁形成的縫隙的作用(參考圖4中所示，其中箭頭大小標示流體流動方向，流體能夠對封嚴環(huán)3產生遠離其圓心方向的壓力)，同時，封嚴環(huán)3還起到了具有導流作用，流體沿封嚴環(huán)3與齒邊界形成的環(huán)形通道流動，這增加了流動摩擦阻力，進一步降低了封嚴的泄漏量。并且，由于受力向后，因此即使前面(面向流體流入方向)底角不進行倒角處理也不會對前面篦齒造成破壞。
[0026]如圖4所示，本發(fā)明的篦齒密封結構簡單，當氣流流入本發(fā)明的篦齒密封結構時，在齒尖處氣流發(fā)生流束收縮效應，齒頂間隙對氣流進行節(jié)流，氣流在間隙通道內發(fā)生摩擦效應，在齒腔內設計的封嚴環(huán)3將阻擋從齒頂間隙射流出的氣流，耗散掉氣流在軸向的速度(即耗散氣流的動能)，使得氣流動能不能全部傳遞到下一個齒頂間隙，即消除了泄漏氣流的射流效應，而射流作用是篦齒封嚴泄漏的主要因素，使得本發(fā)明封嚴泄漏量明顯減小。另外，封嚴環(huán)3的設置迫使氣流沿封嚴環(huán)3與齒邊界形成的環(huán)形通道流動，這增加了流動摩擦阻力，有效地利用了壁面摩擦作用，進一步降低了封嚴的泄漏量。
[0027]本發(fā)明的篦齒密封結構并不僅限于一種篦齒類型，而是可以用于多種傳統(tǒng)的篦齒，例如如圖4和圖5所示的兩種形式的篦齒。
[0028]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種篦齒密封結構，其特征在于，包括: 相匹配的篦齒⑴和襯套⑵； 封嚴環(huán)⑶，由彈性材料制成，設置在所述篦齒⑴的齒腔中，所述封嚴環(huán)⑶的軸線與所述篦齒⑴齒腔的軸線重合，所述封嚴環(huán)⑶的橫截面面積小于所述篦齒⑴齒腔的橫截面面積； 并且，所述封嚴環(huán)(3)自由狀態(tài)時的內徑大于所述齒腔的最小直徑，所述封嚴環(huán)(3)在拉伸狀態(tài)時的最大外進不小于所述襯套(2)的內徑。2.按照權利要求1所述的篦齒密封結構，其特征在于，所述封嚴環(huán)(3)的環(huán)體上具有一缺口，以使得所述封嚴環(huán)⑶整體呈“C”字形。3.按照權利要求1或2所述的篦齒密封結構，其特征在于，所述封嚴環(huán)(3)的橫截面呈近似等腰三角形，三角形的底邊靠近所述襯套(2)的內壁。4.按照權利要求3所述的篦齒密封結構，其特征在于，所述三角形的頂角以及背向流體流入方向的一個底角均倒圓角。
【專利摘要】本發(fā)明涉及密封結構設計技術，具體涉及一種篦齒密封結構，以解決目前篦齒結構密封泄漏量大的問題。本發(fā)明的篦齒密封結構包括相匹配的篦齒和襯套，以及設置在篦齒齒腔中且由彈性材料制成封嚴環(huán)，封嚴環(huán)3能夠阻擋從齒頂間隙射流出的氣流，耗散掉氣流在軸向的速度，使得氣流動能不能全部傳遞到下一個齒頂間隙，即消除了泄漏氣流的射流效應，而射流作用是篦齒封嚴泄漏的主要因素，從而能夠降低篦齒密封結構的泄漏量。
【IPC分類】F04D29/08, F01D11/00, F02C7/28
【公開號】CN104895624
【申請?zhí)枴緾N201510230329
【發(fā)明人】梁義強, 柴軍生, 陸海鷹, 吳凌虹
【申請人】中國航空工業(yè)集團公司沈陽發(fā)動機設計研究所
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月7日