[发明专利]一种瓦片密封结构

说明书

本发明一种瓦片密封结构，能显著提高密封装置的工作能力(允许使用压差、使用温度和摩擦线速度)和封严性能。瓦片密封结构的特点主要表现在以下三个方面：第一，瓦片密封采用了柔顺片结构，增强了整个密封装置的轴向刚度，减小密封瓦的轴向变形，大大改善了密封瓦的迟滞和碰磨；第二，瓦片密封通过内圈、外圈和挡板的组合，形成径向和轴向密封，减少了泄漏通道，降低了空气的泄漏量，提升了密封装置的封严性能；第三，瓦片密封通过气体动压作用。提高密封瓦底部气膜的承压能力，减少了密封瓦与转子碰磨的风险，减小密封装置的摩擦发热量，提高了整个密封装置的封严性能及使用寿命。

技术领域

本发明专利属于航空发动机设计领域，涉及用于航空发动机、燃气轮机等旋转机械空气流路的气体封严装置，特别是一种瓦片密封结构。

背景技术

为了同时适应转子顺时针和逆时针两个方向旋转，并且在转子转动时通过气膜顶起密封片从而减小磨损和发热，国外申请了一种“混合刷式密封”发明专利 (US7182345)。该结构在传统刷式密封结构基础上增加了结合套，其设计理念是通过结合套和刷封的配合来降低泄漏率并减小磨损。相同的解决非接触密封问题的方法也体现在国外专利“带升力靴的非接触指尖密封”的发明专利(US5755445A)，该结构的高压侧升力靴朝向与低压侧升力靴朝向相反，并在靴底增加引气槽。但是这两种密封结构都存在共同的问题：1)刷丝和指尖片的轴向刚度小，在封严压力的作用下会发生轴向变形，刷丝或指尖片与后挡板间摩擦力增加，影响密封装置的随动性；2)刷丝之间及指尖片之间存在缝隙，空气从缝隙中通过不仅会增加泄漏还会导致压力闭合效应，导致刷丝或指尖片磨损加剧。这些问题严重制约了刷式和指尖密封的使用寿命和封严性能。

发明内容

发明目的

本发明的目的是提供一种泄漏率低、耐压能力高的非接触密封结构，本结够能显著提高密封装置的工作能力(允许使用压差、使用温度和摩擦线速度)和封严性能。

技术方案

本发明提供一种瓦片密封结构，包括内圈6、外圈7，所述内圈6上包括内圈密封瓦10和内圈柔顺片12，内圈密封瓦10通过内圈柔顺片12连接在内圈6的凸台上；所述外圈7上包括外圈密封瓦11和外圈柔顺片13，外圈密封瓦11通过外圈柔顺片13连接在外圈7的内环上；内圈6凸台的外表面与外圈7的内环配合，内圈密封瓦10形成的环的外径等于外圈密封瓦11形成的环的内径。

所述的一种瓦片密封结构，外圈密封瓦11与内圈密封瓦10交错布置，外圈密封瓦11在径向覆盖内圈密封瓦10之间形成的缝隙，形成径向密封。

所述的一种瓦片密封结构，还包括挡板8，挡板8为环形的板状结构，挡板8在轴向覆盖内圈密封瓦10之间形成的缝隙，形成轴向密封。

所述的一种瓦片密封结构，挡板8的位置可以在密封结构的高压侧和/或低压侧。

所述的一种瓦片密封结构，内圈密封瓦10之间的拼接面为不规则形，形成曲折的缝隙。

所述的一种瓦片密封结构，内圈密封瓦10的密封面一侧设置有动压结构。

所述的一种瓦片密封结构，所述动压结构包括人字槽、表面织构、楔形面、阶梯型中的一种或多种。

有益效果

瓦片密封的优势在于，避免了现有刷式密封的刷丝和指尖密封的柔性悬臂结构，减少了泄漏通道并增强了密封瓦的轴向刚度。该结构相较于以往的刷丝密封和指尖密封结构，几乎不增加加工成本，但对密封性能有着明显的提高。

附图说明

图1是本发明瓦片密封内圈结构示意图；

图2是本发明瓦片密封外圈结构示意图；

图3是图1中内圈和图2中外圈配合示意图；