[发明专利]一种新型燃气轮机用刷式气封及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于燃气轮机密封领域，具体涉及一种新型燃气轮机用刷式气封及其制造方法。

背景技术

燃气轮机运行过程中，特别在临界转速附近工况，会产生较大的振动，因此要对燃气轮机内的高温气体进行密封，传统的密封方式为梳齿密封，但这种密封方式在燃气轮机转子较大振动时，会与梳齿产生碰磨，而且这种磨损是永久性的，不可恢复，久而久之容易产生严重的高温气体泄漏。现有的改进方式为采用刷式气封，刷式气封作为一种柔性密封，转子过临界转速时，因振动加剧与密封用刷丝簇瞬间的接触，不会立即将刷丝簇磨损，当燃气轮机转子稳定工作时，高强度的刷丝簇会产生回弹，保持原有形态，起到较好的密封效果，但由于燃气轮机燃烧产生的气体具有高温、腐蚀等特点，则进行密封的刷式气封属于易损件，需要定期更换，且刷式气封通常等分切割后嵌入在蓖齿气封体中，常规环形刷式气封切割后会产生变形，处理成本提高，不利于推广，此外，现有的刷式气封为整体式结构，中间工序出错即会导致整体报废，损失较大。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种新型燃气轮机用刷式气封，能有效的密封燃气轮机的高温气体，很好的控制了背板因焊接而引起的分段切割变形，避免了因变形导致的装配困难而需要二次加工的难题，且由于采用单独零件连接固定的方式，在单独零部件报废时可以替换，降低了成本。该新型燃气轮机用刷式气封的制造方法简单，易于控制，成品率高，起到了节能降耗的目的，具有良好的应用前景。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种新型燃气轮机用刷式气封，其特征在于：包括背板以及嵌套设置在背板内的刷子，所述背板包括相对设置的第一背板和第二背板，所述第一背板、第二背板位置相对的侧面上分别设有第一连接片和第二连接片，所述第一连接片、第二连接片的下方分别设有相对应的第一刷子槽和第二刷子槽，所述第二刷子槽的下方设有沿着第二背板的高度方向设置的避让室，所述刷子的一端嵌套入第一刷子槽和第二刷子槽构成的容纳腔内，所述刷子的另一端为突出于第一背板、第二背板外的自由端。

前述的一种新型燃气轮机用刷式气封，其特征在于：所述刷子包括刷丝簇和与刷丝簇的一端相连接的板块，所述板块包括第一板块和第二板块，所述第一板块、第二板块相对设置且分布于刷丝簇的两侧，所述刷丝簇连接于板块的一端嵌入至第一刷子槽、第二刷子槽构成的容纳腔内，所述刷丝簇的另一端为沿着背板的高度方向延伸并突出于背板之外的自由端。

前述的一种新型燃气轮机用刷式气封，其特征在于：所述第一板块、第二板块的形状分别与第一刷子槽、第二刷子槽的形状相适配，所述第一板块的尺寸小于与之相对应的第一刷子槽的尺寸，所述第二板块的尺寸小于与之相对应的第二刷子槽的尺寸。

前述的一种新型燃气轮机用刷式气封，其特征在于：所述刷丝簇内单体刷丝的长度均保持一致，所述刷丝簇与板块通过焊接、冲压或铆接的方式固定连接。

前述的一种新型燃气轮机用刷式气封，其特征在于：所述背板为圆环形、弧形或直条形，所述第一背板、第二背板通过第一连接片、第二连接片采用焊接或铆接的方式固定连接。

基于前述的一种新型燃气轮机用刷式气封的制造方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1）制备第一背板、第二背板，在第一背板、第二背板上分别制造第一连接片、第一刷子槽以及第二连接片、第二刷子槽，并在第二背板上制造避让室；

步骤2）制备刷子的第一板块、第二板块，通过线切割方式制备第一板块、第二板块；

步骤3）制备刷子的刷丝簇，将若干个单体刷丝排布好制成刷丝簇；

步骤4）制备刷子，将步骤2）、3）中制备得到的第一板块、第二板块以及刷丝簇组装制成刷子，将刷丝簇沿着第一板块的长度方向平铺在第一板块上，然后在刷丝簇上盖上第二板块，再将第一板块、刷丝簇及第二板块固定连接成一体；

步骤5）装配刷式气封，将步骤4）中制备得到的刷子的第一板块放入第一背板的第一刷子槽内，在第一背板上合上第二背板，第二板块置于第二背板的第二刷子槽内，调整第二背板的位置，直至第二背板的边缘与第一背板的边缘对齐；

步骤6）刷式气封成型，将第一背板上的第一连接片、第二背板上的第二连接片连接固定成一体，形成完整的刷式气封。

前述的一种新型燃气轮机用刷式气封的制造方法，其特征在于：步骤1）中，所述第一背板上的第一连接片、第一刷子槽以及第二背板上的第二连接片、第二刷子槽通过机械加工、拼接或铸造的方式获得，第二背板上的避让室通过机械加工方式获得。