一种齿尖勾型的篦齿封严结构制造技术

本发明专利技术提供了一种齿尖勾型的篦齿封严结构，所述封严结构包括封严衬套、与所述封严衬套相配合的转轴以及分布在转轴上的篦齿，其中，所述篦齿底部向高半径方向直线收缩，顶部齿尖设有倾斜成勾型的圆弧段。本发明专利技术改变了篦齿封严的齿尖结构，由于改变了齿尖的形状，相比于现有常规篦齿封严结构，在相同的航空发动机工作条件下，能够降低泄漏量；并且在发动机状态变化导致间隙增大时，在齿尖形成的漩涡也相应增大，从而造成实际流通间隙的增大小于物理间隙的增大，能够抑制泄漏量的增加，形成负反馈，降低篦齿对间隙变化的敏感性。

【技术实现步骤摘要】
一种齿尖勾型的篦齿封严结构
本专利技术属于航空发动机非接触式转静系封严
，具体涉及一种齿尖勾型的篦齿封严结构。
技术介绍
航空发动机是飞机的心脏，其对飞机性能起着决定性的作用。随着现代航空工业的发展，航空发动机安全性、可靠性、可维修性以及寿命的要求日益提升，因此迫切需要改进航空发动机的各个部件，以保证发动机高性能的要求，这使得发动机内部的温度和压比逐渐升高，内流系统的泄露日益严重，而封严的性能直接影响到航空发动机燃油消耗率、飞行成本、推重比等工作性能。为了减少泄露损失，提高发动机的整体性能，在许多部位改进原有的封严装置显得尤为重要。国内外研究表明未来航空发动机性能的提高一半将取决于封严技术的改善和泄漏量的降低。因此，人们对高性能密封结构的要求越来越迫切，改进和发展新的封严装置对减少耗油率、提高发动机效率具有重要的实用价值和意义。篦齿封严作为一种非接触式密封结构，在航空发动机中被广泛使用。篦齿封严主要利用流道的突扩和突缩，消耗流体的动能增加流阻以限制流体泄露，在发动机中，过多的泄露会造成有用能量的损失必须被最小化以提高整个系统的有效性，封严技术研究表明，篦齿封严具有很高的成本效益比，相对较低的研究开发成本，制造简单，维修成本低等特点，篦齿封严性能的提高对减少泄露量提高发动机性能具有显著作用。目前对于封严篦齿结构上的改型主要针对以下几个参数：节流间隙，齿距，齿高，齿顶厚，齿数以及齿倾斜角度，这些改进所得到的篦齿其密封性能已经无法取得较大的突破；而其他一些异型篦齿如公开号为CN106150702B的专利《多弯反S型篦齿的航空发动机封严结构》和公开号为CN106089323A的专利《一种采用弯曲迎风锐角型齿的航空发动机篦齿封严结构》随封严效果较好，但其在实际应用中由于篦齿过于弯曲和齿间宽度太窄在航空发动机高速旋转和高温环境中会产生强度问题，无法实际应用于航空发动机中。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，本专利技术通过改变齿尖流体流向来产生齿尖漩涡以及增加漩涡的范围和强度从而加强齿尖局部损失和漩涡耗散，从气动上减少齿尖流体实际流通间隙来达到减少篦齿泄漏量的目的。本专利技术的目的在于提供一种齿尖勾型的篦齿封严结构，包括封严衬套、与所述封严衬套相配合的转轴以及分布在转轴上的篦齿，其中，所述篦齿底部向高半径方向直线收缩，顶部齿尖设有倾斜成勾型的圆弧段。本专利技术所提供的篦齿封严结构，还可以具有这样的特征，所述封严衬套与所述转轴配合面设有台阶，所述转轴上设有多个篦齿，所述相邻的两个篦齿之间形成篦齿齿腔，在篦齿的顶端与所述封严衬套的顶壁之间形成封严腔体。本专利技术所提供的篦齿封严结构，还可以具有这样的特征，所述篦齿沿径向分为直线段和圆弧段。本专利技术所提供的篦齿封严结构，还可以具有这样的特征，其特征在于，所述直线段的高H为2.5～3.5mm。本专利技术所提供的篦齿封严结构，还可以具有这样的特征，其特征在于，所述圆弧段的半径R为1-2mm。本专利技术所提供的篦齿封严结构，还可以具有这样的特征，其特征在于，所述篦齿顶部齿尖的宽度T为0.5～1mm。本专利技术所提供的篦齿封严结构，还可以具有这样的特征，其特征在于，所述圆弧段对应的齿尖另一侧的弯角a为150～180°。本专利技术所提供的篦齿封严结构，还可以具有这样的特征，其特征在于，所述篦齿齿尖的尺寸为H/R为2.1，T为0.8mm，a为170°。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术改变了篦齿封严的齿尖结构，由于改变了齿尖的形状，相比于现有常规篦齿封严结构，在相同的航空发动机工作条件下，能够降低泄漏量；并且在发动机状态变化导致间隙增大时，在齿尖形成的漩涡也相应增大，从而造成实际流通间隙的增大小于物理间隙的增大，能够抑制泄漏量的增加，形成负反馈，降低篦齿对间隙变化的敏感性。本专利技术仅改变了篦齿封严的齿尖结构，保留了常规齿的齿根和齿中部，在航空发动机高转速和高温环境中不会产生强度不足的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1：齿尖勾型的篦齿封严结构轴向剖视图；图2：齿尖勾型的篦齿封严结构齿尖结构轴向剖视图；图3：常规篦齿封严结构齿尖流动示意图；图4：齿尖勾型的篦齿封严结构齿尖流动示意图；以及图5：齿尖勾型的篦齿封严结构示意图。其中：1：第一封严腔体；2：第一齿尖勾型的篦齿封严结构齿尖；3：第二封严腔体；4：第二齿尖勾型的篦齿封严结构齿尖；5：第三封严腔体；6：第三齿尖勾型的篦齿封严结构齿尖；7：第四封严腔体；8：第四齿尖勾型的篦齿封严结构齿尖；9：第五封严腔体；10：第五齿尖勾型的篦齿封严结构齿尖；11：封严衬套；12：转轴；13：现有常规齿。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本专利技术所提供的齿尖勾型的篦齿封严结构作具体阐述。在本专利技术实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术创造中的具体含义。如图1-5所示，本专利技术提供了一种齿尖勾型的篦齿封严结构，所述封严结构包括封严衬套、与所述封严衬套相配合的转轴以及分布在转轴上的篦齿，其中，所述篦齿底部向高半径方向直线收缩，顶部齿尖设有倾斜成勾型的圆弧段。封严衬套与转轴配合面设有台阶，转轴上设有多个篦齿，相邻的两个篦齿之间形成篦齿齿腔，在篦齿的顶端与封严衬套的顶壁之间形成封严腔体。在工作过程中，齿尖的圆弧段设置在迎风面，在相邻的两级篦齿指尖形成篦齿齿腔，在篦齿的顶端与封严衬套的顶壁之间形成齿间间隙，流体沿第一齿尖勾型的篦齿封严结构齿尖2流向第五齿尖勾型的篦齿封严结构齿尖10时，流体受封第一封严腔体1、第二封严腔体3、第三封严腔体5、第四封严腔体7、第五封严腔体9约本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种齿尖勾型的篦齿封严结构，其特征在于，所述封严结构包括封严衬套、与所述封严衬套相配合的转轴以及分布在转轴上的篦齿，其中，所述篦齿底部向高半径方向直线收缩，顶部齿尖设有倾斜成勾型的圆弧段。/n

【技术特征摘要】
1.一种齿尖勾型的篦齿封严结构，其特征在于，所述封严结构包括封严衬套、与所述封严衬套相配合的转轴以及分布在转轴上的篦齿，其中，所述篦齿底部向高半径方向直线收缩，顶部齿尖设有倾斜成勾型的圆弧段。


2.根据权利要求1所述的篦齿封严结构，其特征在于，所述封严衬套与所述转轴配合面设有台阶，所述转轴上设有多个篦齿，相邻的两个篦齿之间形成篦齿齿腔，在篦齿的顶端与所述封严衬套的顶壁之间形成封严腔体。


3.根据权利要求2所述的齿尖勾型的篦齿封严结构，其特征在于，所述篦齿沿径向分为直线段和圆弧段。


4.根据权利要求3所述的齿尖勾型的篦齿...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁津华，徐连强，邹咪，马建栋，
申请(专利权)人：中国航发四川燃气涡轮研究院，
类型：发明
国别省市：四川;51