[发明专利]一种胀圈与密封刷组合式内燃波转子

说明书

技术领域

本发明属于航空发动机领域，特别是一种胀圈与密封刷组合式内燃波转子。

背景技术

内燃波转子是一种新型的非定常燃烧装置，具有大幅度提高推进系统性能的潜在优势，但由于工作过程其主体部分波转子处于旋转状态，就使得泄漏问题成为其固有的技术障碍。而且其工作过程通常采用爆震或爆燃的快速增压燃烧模式，燃烧过程产生的压力非常高，格外凸显了泄漏的影响。资料表明上世纪60年代ABB的内燃波转子项目被迫终止，其中泄漏的影响就是一个重要原因。

由上述分析可知，要开展内燃波转子相关技术研究，必须要解决其固有的泄漏问题。内燃波转子中存在的泄漏现象具有一定的特殊性，一方面高压气流会沿径向泄漏至周围环境，造成发动机整体性能的损失；另一方面会沿周向泄漏至相邻波转子通道，影响内燃波转子的工作稳定性。传统单一的密封方式一般只单方面考虑固定方向的密封，如专利“基于非定常燃烧具有增压功能的内燃波转子及工作方法”，专利号：ZL201310018405.3，提出了一种基于非定常燃烧的内燃波转子结构及方法，该系统中在波转子端面与端盖之间设置了一级篦齿密封结构，可以部分抑制径向方向的泄漏。另外非接触密封在压差较大的环境下，难以实现较好的密封效果，而非接触密封虽然密封效果好，但存在摩擦阻力大、转子易卡死的特点，如活塞发动机所采用的活塞环密封等。

发明内容

发明目的：基于现有技术的不足，本发明提供一种胀圈与密封刷组合式内燃波转子，用于解决内燃波转子端面与端盖处密封效果不佳且容易带来转子卡死不良后果的技术问题。

技术方案：

一种胀圈与密封刷组合式内燃波转子，包括波转子、端盖、外胀圈、内胀圈和密封刷；

所述波转子包括外筒、内筒和隔板三部分，外筒和内筒同轴且端面齐平，所述隔板沿波转子径向连接外筒和内筒，将外筒和内筒之间的区域划分成一个个波转子通道，且所述隔板的端部位于外筒和内筒端部的内侧；在波转子上与每个隔板所在位置相应的外筒的端部设置有缺口、内筒的端部设置有凹槽，上述缺口贯穿外筒的壁厚，上述凹槽的开口位于内筒的外侧壁面；所述外筒的外壁面上在靠近端部的位置设置有沿周向的外胀圈槽，且所述缺口从外筒的端部延伸至外胀圈槽内；

所述端盖为圆环状，内环边缘设置有一圈高于圆环面的内凸台，外环边缘设置有一圈高于圆环面的外凸台，且内凸台和外凸台位于圆环的同一侧，所述内凸台的外壁面与内筒的内壁面适配，所述内凸台的外壁面设置有沿周向的内胀圈槽，所述外凸台的内壁面与外筒的外壁面适配；

所述外胀圈和内胀圈均为带开口的圆环状，开口处设置有连接开口两端的连接装置；且外胀圈和内胀圈具有弹性，在自由状态下圆环开口张开，闭合状态下圆环开口封闭；

所述密封刷包括密封刷隔板，所述密封刷隔板的长度与隔板在波转子径向方向的长度相同，在密封刷隔板长度方向的两端分别设置有一个卡头，其中一个卡头与缺口适配，另一个卡头与凹槽适配；所述密封刷隔板的侧面沿长度方向设置有开口向外的八字形的弹性刷耳。密封刷通过卡头安装到波转子上，刷耳朝外与端盖的端面挤压和摩擦，外胀圈挤压于有卡槽的卡头与端盖的外凸台内壁面之间，内胀圈挤压于端盖的内凸台外壁面与内筒的内壁面之间，使得周向具有良好的密封。工作过程中，以胀圈为参照物，波转子和端盖的内外凸台相对于胀圈做旋转运动，摩擦范围发生在胀圈的厚度范围内，近似于胀圈所在的胀圈槽的槽宽范围内，而不是胀圈周向整体的平移所产生的摩擦，因此与传统胀圈密封相比，摩擦力大大减小。

进一步的，在本发明中，所述隔板沿波转子轴向的长度与两倍的密封刷隔板的长度之和等于外筒和内筒的长度。隔板与密封刷隔板组合起来与内筒和外筒长度相同，使得波转子端面齐平。

进一步的，在本发明中，密封刷的刷耳为两个圆弧状的刷瓣且自由状态时刷瓣的弧度大于90度。装配好后，刷耳与端盖接触摩擦使得周向具有良好的密封，且摩擦位置位于每个刷瓣的中部，摩擦力较小，刷耳不容易损。

进一步的，在本发明中，所述外胀圈和内胀圈在制作过程中满足在闭合状态下，外胀圈外径略小于外凸台的内壁面直径，内胀圈外径略小于内筒内壁面直径。

优选的，在本发明中，所述内胀圈的内侧设置有沿周向的内滑油槽，所述外胀圈外侧设置有沿周向的外滑油槽；所述端盖上设置有滑油通道，滑油通道上设置有相互连通的进油口和出油口，所述进油口设置于端盖的外凸台的外侧面，出油口设置于外凸台的内侧面和内凸台的外侧面。