【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种刷式密封结构，特别提供了一种可随压差变化自适应调节密封能力的刷式密封结构。
技术介绍
1、刷式密封被定义为径向自适应丝状密封。近年来，刷式密封已被应用于多种机械场景中。与传统迷宫式密封相比，刷式密封的主要优点是大大降低了泄漏量，相比传统迷宫密封泄漏量可降低80％～90％，刷式密封作为一种柔性接触式动密封技术，它的柔性刷丝能够跟随偏心状态的转子运动，能够适应旋转部件的偏移，改善转子的动力学特性，拥有较好的动态封严性能，然而，对于接触式密封而言，较强的密封性能往往伴随着较强的摩擦磨损，这对密封结构抗摩擦磨损性能也提出了更高要求。
2、因此，提出一种可有效平衡摩擦磨损和密封性能的刷式密封结构，使其可随压差变化自动调节密封能力，减小密封结构的摩擦磨损，延长密封结构的使用寿命，成为亟待解决的问题。
技术实现思路
1、鉴于此，本技术的目的在于提供一种可随压差变化自适应调节密封能力的刷式密封结构，以解决现有刷式密封结构无法有效平衡摩擦磨损和密封性能的问题。
2、本技术提供的技术方案是：一种可随压差变化自适应调节密封能力的刷式密封结构，包括沿转子轴向依次设置的前挡板、刷丝束和后挡板，所述刷丝束由根部到端部朝向上游高压侧倾斜设置，所述刷丝束的端部与转子间隙配合且能够在上游高压侧的高压气流的推动下与转子过盈配合。
3、优选，所述刷丝束相对于与转子垂直的平面向上游高压侧偏转0.5～30度。
4、进一步优选，沿上游高压侧向下游低压侧的方向，所述
5、进一步优选，沿上游高压侧向下游低压侧的方向，所述刷丝束中各层刷丝长度逐渐增大且与转子的径向间隙为0.05～0.5mm。
6、进一步优选，所述前挡板和后挡板由外周到内周均朝向上游高压侧倾斜设置。
7、进一步优选，所述后挡板的前端设置有环形的压力平衡腔。
8、进一步优选，所述后挡板与所述刷丝束接触位置的随形弧面根据所述刷丝束在均布载荷作用下的挠曲线方程确定，设下游低压侧刷丝上点到固定端的距离为x，刷丝对应点相对于初始位置的挠度为y，上述关系满足其中，e为刷丝的弹性模量，i为转动惯量，l为刷丝长度，q为刷丝所受垂直于刷丝的均布载荷。
9、进一步优选，所述刷丝束为绕箍式刷丝束，所述刷丝束的中部绕设于转轴上并通过“ω”型绕箍夹紧，所述前挡板与后挡板配合夹持所述绕箍且所述绕箍能够以所述绕箍的中心为圆心实现小角度自由旋转。
10、进一步优选，所述绕箍的自由旋转角度为1～3度。
11、进一步优选，所述刷丝束沿周向由多个刷丝束单元组成，所述绕箍沿周向由多个绕箍单元组成，所述刷丝束单元与所述绕箍单元一一对应。
12、本技术提供的可随压差变化自适应调节密封能力的刷式密封结构，结构合理，在保证高压差下密封性能的同时可有效减小低压差下密封件的摩擦磨损，提升刷式密封动态封严抗磨损能力。
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1.一种可随压差变化自适应调节密封能力的刷式密封结构，包括沿转子轴向依次设置的前挡板(1)、刷丝束(2)和后挡板(3)，其特征在于：所述刷丝束(2)由根部到端部朝向上游高压侧倾斜设置，所述刷丝束(2)的端部与转子(6)间隙配合且能够在上游高压侧的高压气流的推动下与转子(6)过盈配合。
2.根据权利要求1所述可随压差变化自适应调节密封能力的刷式密封结构，其特征在于：所述刷丝束(2)相对于与转子(6)垂直的平面向上游高压侧偏转0.5～30度。
3.根据权利要求1所述可随压差变化自适应调节密封能力的刷式密封结构，其特征在于：沿上游高压侧向下游低压侧的方向，所述刷丝束(2)相邻层刷丝间距逐渐减小，相邻层刷丝的间距的变化范围为0.005～0.02mm。
4.根据权利要求1所述可随压差变化自适应调节密封能力的刷式密封结构，其特征在于：沿上游高压侧向下游低压侧的方向，所述刷丝束(2)中各层刷丝长度逐渐增大且与转子(6)的径向间隙为0.05～0.5mm。
5.根据权利要求1所述可随压差变化自适应调节密封能力的刷式密封结构，其特征在于：所述前挡板(1
6.根据权利要求1所述可随压差变化自适应调节密封能力的刷式密封结构，其特征在于：所述后挡板(3)的前端设置有环形的压力平衡腔。
7.根据权利要求1所述可随压差变化自适应调节密封能力的刷式密封结构，其特征在于：所述后挡板(3)与所述刷丝束(2)接触位置的随形弧面根据所述刷丝束(2)在均布载荷作用下的挠曲线方程确定，设下游低压侧刷丝上点到固定端的距离为x，刷丝对应点相对于初始位置的挠度为y，上述关系满足其中，E为刷丝的弹性模量，I为转动惯量，l为刷丝长度，q为刷丝所受垂直于刷丝的均布载荷。
8.根据权利要求1所述可随压差变化自适应调节密封能力的刷式密封结构，其特征在于：所述刷丝束(2)为绕箍式刷丝束，所述刷丝束(2)的中部绕设于转轴上并通过“Ω”型绕箍(4)夹紧，所述前挡板(1)与后挡板(3)配合夹持所述绕箍(4)且所述绕箍(4)能够以所述绕箍(4)的中心为圆心实现小角度自由旋转。
9.根据权利要求8所述可随压差变化自适应调节密封能力的刷式密封结构，其特征在于：所述绕箍(4)的自由旋转角度为1～3度。
10.根据权利要求8所述可随压差变化自适应调节密封能力的刷式密封结构，其特征在于：所述刷丝束(2)沿周向由多个刷丝束单元组成，所述绕箍(4)沿周向由多个绕箍单元组成，所述刷丝束单元与所述绕箍单元一一对应。
...【技术特征摘要】
1.一种可随压差变化自适应调节密封能力的刷式密封结构，包括沿转子轴向依次设置的前挡板(1)、刷丝束(2)和后挡板(3)，其特征在于：所述刷丝束(2)由根部到端部朝向上游高压侧倾斜设置，所述刷丝束(2)的端部与转子(6)间隙配合且能够在上游高压侧的高压气流的推动下与转子(6)过盈配合。
2.根据权利要求1所述可随压差变化自适应调节密封能力的刷式密封结构，其特征在于：所述刷丝束(2)相对于与转子(6)垂直的平面向上游高压侧偏转0.5～30度。
3.根据权利要求1所述可随压差变化自适应调节密封能力的刷式密封结构，其特征在于：沿上游高压侧向下游低压侧的方向，所述刷丝束(2)相邻层刷丝间距逐渐减小，相邻层刷丝的间距的变化范围为0.005～0.02mm。
4.根据权利要求1所述可随压差变化自适应调节密封能力的刷式密封结构，其特征在于：沿上游高压侧向下游低压侧的方向，所述刷丝束(2)中各层刷丝长度逐渐增大且与转子(6)的径向间隙为0.05～0.5mm。
5.根据权利要求1所述可随压差变化自适应调节密封能力的刷式密封结构，其特征在于：所述前挡板(1)和后挡板(3)由外周到内周均朝向上游高压侧倾斜设置。
6.根据权利要求1所述可随压差变化自适应调节密封能力...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙丹，成俞凡，吴新洲，赵欢，陈鑫义，徐文峰，许彬军，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：新型
国别省市：
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