[发明专利]指尖密封装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种密封装置，尤其是关于一种燃气涡轮发动机内用于控制二次流泄漏的指尖密封装置。

背景技术

目前，在燃气涡轮发动机领域广泛使用篦齿密封来控制二次流的泄漏。篦齿密封虽然结构简单，但是封严性能较差。篦齿密封不能适应转子的离心或热膨胀，因此在设计时必须保持转、静子之间足够的间隙，这样就降低了封严性能。刷式密封虽然部分解决了篦齿封严性能较差的问题，但刷式密封的工艺复杂、加工成本较高，不适用于直径较小的密封结构。

指尖密封是近年发展起来的一项新技术。它与刷式密封结构类似，采用一系列的金属箔片来代替刷丝，达到了提高封严性能，降低加工成本的目的。指尖密封根据指身型线的不同可以分为对数螺旋线，圆弧线等各种结构形式。国外已有部分相关专利。国内申请了一种流体静压型指尖密封结构的发明专利(申请号：200610010500)。该结构相对较复杂，由前衬环、前隔环、高压指尖环、低压指尖环、后隔环和后衬环六部分组成。其中低压指尖环为一个“L”形薄壁结构，在其对应的转子上加工有气动升力槽。工作时依靠气动力使指尖环与转子脱离接触并保持较小的间隙。由于该结构是一种非接触式密封结构，发热量小，所以能够适应很高的使用温度与密封线速度。但低压指尖环的“L”形薄壁结构加工精度要求很高，且极易变形，因此在制造大尺寸密封结构时很难保证精度要求，再加上该结构只能采用单件生产，效率低，生产成本较高，限制了应用推广。此外，在其对应的转子上加工有气动升力槽的工艺也较复杂，进一步增加了生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供了一种封严性好、使用寿命长、生产成本较低的指尖密封装置，以解决现有技术指尖密封结构封严性能欠佳、加工复杂、生产成本较高的问题。

本发明的技术方案是：一种指尖密封装置，由前挡板、后挡板和设置在二者之间的若干层指尖片组成；所述前挡板和后挡板均为环形的板状结构；所述指尖片从其内径处开有下凹线型排列的指身，且相邻两层指尖片之间的指身相互错开；所述指尖片上设有若干对装配孔；所述前挡板、后挡板和指尖片采用铆钉铆接或焊接方式连接。

本发明的有益效果：本发明指尖密封装置通过下凹线型指身的设计，可适应轴的振动以及转子和密封装置由于离心力和热变形产生的相对位移和较大的转子轴向位移；相邻指尖片之间的指身相互错开，指尖密封能够在整个寿命周期中保持与转子之间的微小间隙，从而达到提高封严性能，减小泄漏的目的；当密封装置由于离心力和热变形产生径向位移时，下凹线型的指身设计比其它线型的指身与转轴的接触面积更大，从而降低了单位面积的接触压力，降低密封面的发热量，提高了使用寿命。本发明结构简单，仅有前挡板、指尖片和后挡板三部分组成，具有加工工艺简单，成本低，适合制造各种尺寸的密封装置，满足大批量生产要求的特点。

附图说明

图1是本发明指尖密封装置第一实施方式的结构示意图；

图2是图1所示发明中指尖片3的正视图；

图3是图2所示指尖片3的局部放大图；

图4是本发明指尖密封装置第二实施方式的结构示意图；

其中，1-前挡板、2-后挡板、3-指尖片、4-指身、5-装配孔、6-指身间隙、7-篦齿环。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。

请参阅图1，其是本发明指尖密封装置第一实施方式的结构示意图。所述指尖密封装置由前挡板1、后挡板2和设置在二者之间的五层指尖片3组成，且所述前挡板1、后挡板2和指尖片3采用铆钉铆接或焊接方式连接。其中，所述前挡板1是一块环形的板状结构，主要作用是对指尖片3进行支撑和保护，该结构与流体静压型指尖密封结构的前衬环相似，但同时具有前衬环和前隔环的功能。所述后挡板2也为一块环形的板状结构，主要作用是对指尖片3进行支撑和保护，该结构与流体静压型指尖密封的后衬环结构类似，但取消了后隔环结构。所述指尖片3是一叠精密机械加工的金属箔片，每个金属箔片的内径处都用机械方法加工出一系列的指身4，本实施方式中，密封直径90mm，指尖片厚度0.15mm，指尖片数量5片，指身数量72个，形成指身的两条曲线由两条曲率不等的下凹型曲线形成，一条曲率半径85.3mm，另一条曲率半径87.5mm，指身外圆直径110mm。