[发明专利]刷丝周向倾角可调的刷式密封结构

说明书

本发明公开了一种刷丝周向倾角可调的刷式密封结构，包括：后挡板、刷丝束元件和前挡板，其中，后挡板的一侧沿其周向间隔设置有圆柱形固定销，刷丝束元件为多个，依次设置于所述圆柱形固定销上，每个刷丝束元件均包括刷丝束和刷丝束固定件，刷丝束固定件上设置有与圆柱形固定销配合的通孔，刷丝束固定件的顶端设置有外齿轮副，前挡板的一侧沿其周向设置有与外齿轮副配合的内齿轮副，当刷丝束元件通过通孔依次安装于后挡板的圆柱形固定销上，且前挡板的内齿轮副与刷丝束元件的外齿轮副啮合后，通过转动前挡板，可带动刷丝束元件绕圆柱形固定销转动，进而实现对刷丝束周向倾角及刷丝束与转子之间间隙的调节，以适应不同工况下的封严需要。

技术领域

本发明涉及透平机械旋转动密封领域，特别提供了一种刷丝周向倾角可调的刷式密封结构。

背景技术

在汽轮机组和航空发动机的设计及使用过程中，需要考虑不同部位之间的封严问题，良好的封严特性对于提高机组效率、提升整体功率有极大的影响。现有广泛应用的密封类型有非接触式的迷宫密封和接触式的刷式密封，其中，迷宫密封应用时间较长，研究较为成熟，但迷宫密封会产生气流激振力从而影响转子的稳定性，刷式密封为接触式密封，由于其柔性的刷丝束可以随转子跳动而产生弹性退让，避免了传统迷宫密封与转子碰撞时损坏转子的问题，其封严效果优于迷宫密封。

现有的刷式密封结构的刷丝束与前后挡板为一体结构，在刷式密封结构工作的过程中，无法根据需要调整刷丝束的倾角，进而调整其封严效果，然而，在刷式密封实际使用的过程中，会出现应用刷式密封的结构在不同工况下对于密封的要求不尽相同的情况，例如，汽轮机在启动时需要越过临界转速，此时为避免共振现象的产生，需要刷式密封与转子之间的封严效果不显著，但在汽轮机正常运行过程中，需要刷式密封的良好封严特性来保证汽轮机的效率，在航空发动机中，由于飞机起飞，巡航，降落过程发动机转速不尽相同，发动机发出的功率也不同，为使航空发动机在所有工况下都拥有理想的性能，对于封严效果的要求在不同工况下也会有较大差别，在这种情况下，就需要刷式密封结构能够在外部控制系统的驱动下灵活调整刷丝束的倾角，以改变其封严效果，适应不同工况的要求。

因此，研制一种可在外部驱动力的作用下调整刷丝束的倾角，进而调整刷式密封与转子间的密封间隙的刷式密封结构，使其在不同工况下都能够获得适用于该工况下的密封需要，进而使汽轮机及航空发动机的整体效率和功率得到提升，成为了人们亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种刷丝周向倾角可调的刷式密封结构，以解决现有刷式密封结构中刷丝束的周向倾角不可改变、刷式密封的刷丝束与转子间隙不能通过调整适应不同工况的密封需要的问题。

本发明提供的技术方案是：一种刷丝周向倾角可调的刷式密封结构，包括：后挡板、刷丝束元件和前挡板，其中，后挡板的一侧沿其周向间隔设置有圆柱形固定销，刷丝束元件为多个，依次设置于所述圆柱形固定销上，用于对转子实现密封，每个刷丝束元件均包括刷丝束和刷丝束固定件，刷丝束固定件上设置有与所述圆柱形固定销配合的通孔，刷丝束固定件的顶端设置有外齿轮副，前挡板的一侧沿其周向设置有与所述外齿轮副配合的内齿轮副，当刷丝束元件通过通孔依次安装于后挡板的圆柱形固定销上，且前挡板的内齿轮副与刷丝束元件的外齿轮副啮合后，通过转动前挡板，可带动刷丝束元件绕圆柱形固定销转动，进而实现对刷丝束周向倾角及刷丝束与转子之间间隙的调节。

优选，圆柱形固定销沿后挡板的周向均匀布设。

进一步优选，沿后挡板的周向均匀布设的圆柱形固定销的数量为80个。

进一步优选，刷丝束固定件上的通孔与圆柱形固定销的直径及厚度均相同。

进一步优选，刷丝束元件可绕圆柱形固定销转动的角度范围为0-60°。

进一步优选，刷丝束元件径向可调节的高度范围为0-2.5mm。

进一步优选，刷丝束的厚度为1.5-2.0mm。