用于透平机械的自调喷气式梳齿汽封结构制造技术

本发明专利技术涉及一种用于透平机械的自调喷气式梳齿汽封结构，支撑外壳固定在气缸内表面上，支撑外壳与围带之间设有梳式密封齿，支撑外壳上设有引流孔，梳式密封上设有渐缩喷管，引流孔与渐缩喷管相通，形成泄漏流体的流经通道，使流体在渐缩喷管内进行膨胀加速。本发明专利技术结构在固定在气缸内表面上的支撑外壳设引流孔和减缩喷管改变了流体在叶顶间隙入口的流动方向，减小了流体周向流动，降低了流体的螺旋形流动效应和气体轴承效应，抑制了流体激振力。且通过喷管的作用，流体流出时速度方向变为和主流方向一致，因此可以降低叶顶间隙出口混流作用，同时也优化了泄漏流体进入下级静叶的攻角，从而降低了混流和攻角损失，提高了级内效率。

Self regulating jet type comb steam seal structure used for turbine machinery

The invention relates to a method for turbomachinery self adjustable jet type labyrinth seal structure, the supporting casing is fixed on the cylinder surface, the support shell and the shroud is arranged between the comb type seal teeth supporting shell is provided with a drainage hole, is provided with a comb type sealed tapered nozzle, drainage hole and tapered nozzle is formed the leakage of fluid flowing through the channel, the fluid in the tapered nozzle for acceleration. The structure of the invention with drainage holes and reducing nozzle changes the direction of flow of fluid in the blade tip clearance entrance in support of the shell is fixed on the cylinder on the inner surface of the fluid decreases the circumferential flow, reduce fluid spiral flow effect and gas bearing effect, suppress the fluid exciting force. And through the nozzle, fluid flow velocity and direction into the mainstream direction, thus reducing the tip clearance effect can also export flow, optimize the leakage of fluid into the lower blade of the angle of attack, which reduces the flow and angle of attack improve internal efficiency loss.

【技术实现步骤摘要】
用于透平机械的自调喷气式梳齿汽封结构
本专利技术涉及一种应用于透平机械的密封结构，尤其是一种能有效抑制透平机械叶顶间隙流体激振、减小混流损失的密封结构。
技术介绍
我国是最大的发展中国家，合理利用能源、提高能源利用效率对我国经济发展具有特殊的意义。目前国内外公认，透平机械叶顶流体激振问题是影响机组的安全、稳定、可靠运行的关键因素之一。另一方面，透平机械叶顶流体的混流损失是影响机组内效率的主要因素之一，减小混流损失能有效地提高机组效率。随着机组向着大容量、高参数方向发展以及现代社会对大型设备节能减排要求的不断提高，抑制透平机械叶顶流体激振、减小叶顶间隙流体混流损失就显得越来越重要。目前，国内外抑制叶顶流体激振、减小叶顶间隙流体混流损失的主要措施包括4方面：(1)叶顶形状改进设计。对于含有围带的叶片，将叶顶围带外表面形状由光滑形改为非光滑形，如：在围带上开凹槽来增大泄漏流动阻力等；对于不含围带的叶片，将其顶部外表面形状由光滑平面改为蜂窝状平面等；(2)气缸内表面改进设计。最常见的方法是在气缸内表面和叶顶围带之间布置梳齿型密封。总的趋势是：密封齿数越来越多，密封形式越来越复杂。近些年来，也出现了一些新技术，如：在气缸内表面增设导流环，气缸内表面和叶尖之间采用非均匀间隙设计等；(3)减少泄漏量沿圆周方向上的不均匀性，如：调整转子在气缸内的偏心等；(4)外部止涡结构，如：抽出/注入逆向气流。上述技术对于抑制透平机械叶顶流体激振是有效的，但是其效果在很大程度上取决于叶顶间隙的大小，叶顶间隙越小，效果越好；而且上述方法结构复杂，需要增加较多的附属设备，机组运行的可靠性也随之降低。对于透平机械而言，为了防止动静摩擦以及由此可能产生的叶片断裂等事故，叶尖间隙不可能取得很小。另一方面，由于流体在上级静叶出口（即动叶叶顶间隙入口）具有较大的入口预旋速度，在入口预旋速度及转子表面线速度的带动下，叶顶间隙内流体在周向将形成不均匀的压力分布，间隙内螺旋形流动效应、气体轴承效应都将增强，这正是诱发流体激振的主要原因。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种新的能够减小透平机械叶顶激振力与混流损失的自调喷气式梳齿汽封结构。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于透平机械的自调喷气式梳齿汽封结构，包括围带、梳式密封齿，支撑外壳，所述支撑外壳固定在气缸内表面上，所述支撑外壳与围带之间设有梳式密封齿，支撑外壳上设有引流孔，梳式密封上设有渐缩喷管，引流孔与渐缩喷管相通，形成泄漏流体的流经通道，使流体在渐缩喷管内进行膨胀加速。所述围带安装在叶轮的叶顶上。梳式密封齿与围带之间具有间隙。所述渐缩喷管以逆转子转动方向设置，渐缩喷管内流体加速后与正常泄漏流体混合，使流体流动方向改变，从而减小流体的周向速度大小且改变流体出口速度方向。与现有技术相比，本专利技术有益效果如下：(1)动叶叶顶密封的支撑外壳上设置引流孔，改变了泄漏流体在叶顶间隙入口的速度的方向，减小了流体周向流动，抑制了流体激振力。(2)在叶顶密封齿上设置喷管，改变了泄漏流体在叶顶间隙出口的速度的方向，使其与主流的角度一致后进入下级，因此可以降低叶顶间隙出口混流作用，同时也优化了泄漏流体进入下级静叶的攻角，从而降低了混流和攻角损失，提高了级内效率。附图说明图1是本专利技术的用于透平机械的自调喷气式梳齿汽封结构立体示意图；图2是本专利技术的用于透平机械的自调喷气式梳齿汽封结构剖视图；图3是图2中A-A剖面局部图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。如图1至图3所示，一种减小透平机械叶顶激振力与混流损失的自调喷气式梳齿汽封结构，包括：围带1、梳式密封齿2、支撑外壳3、引流孔4、渐缩喷管6、转子8、叶轮9。支撑外壳3固定在气缸内表面上，支撑外壳3上设有引流孔4，梳式密封2上设有渐缩喷管6，引流孔4与渐缩喷管6相通，形成泄漏流体的流经通道，流体在渐缩喷管6内可以进行膨胀加速。如图1，2所示，支撑外壳3与围带1之间设有梳式密封齿2，梳式密封齿2与与围带1之间具有间隙。围带1安装在叶轮9的叶顶上，支撑外壳3固定在气缸内表面上，支撑外壳3设引流孔4，并在梳式密封齿2上设有渐缩喷管6，气流5以一定的预旋角度（如图3所示）和速度进入叶顶间隙时。流体通过流经引流孔4流入密封齿2上的喷管6中，在喷管6内膨胀加速，并以逆转速方向进入叶顶间隙内，最终使流体流出时速度方向变为和主流方向一致，因此可以降低叶顶间隙出口混流作用，同时也优化了泄漏流体进入下级静叶的攻角，从而降低了混流和攻角损失，提高了级内效率。引流孔4和喷管6改变了流体在叶顶间隙入口的流动方向，减小了流体周向流动，降低了流体的螺旋形流动效应和气体轴承效应，抑制了流体激振力。在动叶叶顶密封的支撑外壳3上设置引流孔4和在密封齿上设置渐缩喷管6可使泄漏流体通过引流孔4流入渐缩喷管6，且该渐缩喷管6以逆转子转动方向7设置，渐缩喷管6内流体加速后与正常泄漏流体混合，使流体流动方向改变，从而减小了流体的周向速度大小且改变流体出口速度方向，使其与上级主流方向一致后流入下一级叶栅，抑制了透平机械叶顶由于周向流体流动产生的激振力，进一步地减小混流损失。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于透平机械的自调喷气式梳齿汽封结构，包括围带(1)、梳式密封齿(2)，支撑外壳(3)，其特征在于：所述支撑外壳(3)固定在气缸内表面上，所述支撑外壳(3)与围带(1)之间设有梳式密封齿(2)，支撑外壳(3)上设有引流孔(4)，梳式密封(2)上设有渐缩喷管(6)，引流孔(4)与渐缩喷管(6)相通，形成泄漏流体的流经通道，使流体在渐缩喷管（6）内进行膨胀加速。

【技术特征摘要】
1.一种用于透平机械的自调喷气式梳齿汽封结构，包括围带(1)、梳式密封齿(2)，支撑外壳(3)，其特征在于：所述支撑外壳(3)固定在气缸内表面上，所述支撑外壳(3)与围带(1)之间设有梳式密封齿(2)，支撑外壳(3)上设有引流孔(4)，梳式密封(2)上设有渐缩喷管(6)，引流孔(4)与渐缩喷管(6)相通，形成泄漏流体的流经通道，使流体在渐缩喷管（6）内进行膨胀加速。2.根据权利要求1所述的用于透平机械的自调喷气式梳齿汽...

【专利技术属性】
技术研发人员：张万福，张尧，金芸，刘伟，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31