专利名称：流体静压型指尖密封结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种密封结构，具体地说是利用流体静压原理实现转子和静子件间非接触运行的一种密封结构。
背景技术：
当今一台大型燃气轮机往往有超过五十几处的气路密封，密封性能的好坏对发动机整机及部件的效率都起着至关重要的作用。接触式密封虽然有良好的封严能力，但由于存在接触摩擦，使摩擦副间的磨损严重，密封性能退化，使用寿命以及工作可靠性降低，还造成部分动力损失。
发明内容本发明目的在于提供一种利用流体静压原理实现转子和静子件间非接触运行，封严性能好、结构简单、工作可靠、成本较低的流体静压型指尖密封结构。
本发明的目的是这样实现的它包括前衬环、前隔环、高压指尖环、低压指尖环、后隔环和后衬环，前述各环由一组周向均布的铆钉铆接，在低压指尖环的指尖上带有静压靴，静压靴的内表面为圆弧面，且沿轴向有一段水平延仲，并与转子跑道有相同的中心轴线。
本发明还可以包括这样一些结构特征1、高压指尖环有1-3个。
2、指尖的型线成圆弧形线，各指尖型线的圆心分布在一个半径为Rg的圆周上，同一个指尖的内弧半径和外弧半径分别为Rc和Rd，其圆心分别为C1和C2，C1和C2对应的圆心角为360/n，n为沿圆周分布的指尖个数；相邻两个指尖的外弧和内弧取相同的圆心C2，相邻两高压靴或静压靴的周印间隙t1，以及相邻两指尖的法向间隙tZ，取指尖宽度的20％。
3、高压靴和静压靴与跑道接触的直角边成倒圆。
本发明的原理是这样的在封前压力作用下，当密封流体通过密封间隙时，由于静压靴的内表面按流体静压原理来设计，实际作用于静压靴内表面的工作压力很小，因而保证了静压靴小变形的前提条件。
结构上实现流体静压作用的设计方法为静压靴的内表面设计成圆弧面，沿轴向有一段水平延仲，并与转子跑道有相同的中心轴线。静压靴内表面与跑道间的起始间隙为零或很小，工作状态下静压靴在流体静压的作用下浮在一薄层气膜上，从而实现非接触动态密封。
前后衬环主要起夹紧作用，后衬环除了起夹紧作用外，还承担由于密封压差而产生的轴向力，因此，后衬环一般比前衬环厚一些。
前隔环的作用是防止高压指尖环与前衬环的直接摩擦，同时还通过其径向缺口把进气侧的气流引入由低压指尖环、后隔环和后衬环组成的背压腔；后隔环除防止低压指尖环与后衬环的直接接触外，还起到形成背压腔的作用，背压腔的存在可缓解指尖密封的滞后现象。
高压指尖环和低压指尖环是起密封作用的核心部件，其上由若干个指尖形状的曲梁组成，简称为指尖，高压指尖和低压指尖沿周问交叠布置。指尖的型线设计成圆弧形线，各指尖型线的圆心分布在一个半径为Rg的圆周上。同一个指尖的内弧半径和外弧半径分别为Rc和Rd，其圆心分别为C1和C2，C1和C2对应的圆心角为360/n，n为沿圆周分布的指尖个数；相邻两个指尖的外弧和内弧取相同的圆心C2，相邻两高压靴或静压靴的周印间隙t1，以及相邻两指尖的法川间隙tZ，取指尖宽度的20％。
由于转子径向跳动、热变形、离心载荷引起的变形等因素影响，在实际运行中，静压靴与转子跑道间存在接触摩擦是不可避免的，高压靴和静压靴与跑道接触的直角边做成倒圆可改善散散热条件。
本发明的优点主要体现在封严性能好、结构简单、工作可靠、成本较低。
图1是本发明的结构示意图；图2是本发明的密封原理图；图3是图2的局部放大图；图4是图3的A向视图；图5是图4的B向视图；图6是前衬环的结构示意图；图7是图6的A-A剖视图；图8是前隔环的结构示意图；图9是图8的A-A剖视图；图10是高压指尖坏的结构示意图；图11是图10的A-A剖视图；图12是低压指尖坏的结构示意图；图13是图12的A-A剖视图；图14为后隔环的结构示意图；图15是图14的A-A剖视图；图16是图14的B-B剖视图；图17是后衬环的结构示意图18是图17的A-A剖视图；图19是转子跑道的示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明作更详细的描述结合图1，流体静压型指尖密封结构的组成包括前衬环1、前隔环2、高压指尖环3、低压指尖环4、后隔环5和后衬环6，前述各环由一组周向均布的铆钉7铆接，在低压指尖环的指尖上带有静压靴，静压靴的内表面为圆弧面，且沿轴向有一段水平延仲，并与转子跑道有相同的中心轴线。高压指尖环有1-3个。同时结合图2-5，指尖的型线成圆弧形线，各指尖型线的圆心分布在一个半径为Rg的圆周上，同一个指尖的内弧半径和外弧半径分别为Rc和Rd，其圆心分别为C1和C2，C1和C2对应的圆心角为360/n，n为沿圆周分布的指尖个数；相邻两个指尖的外弧和内弧取相同的圆心C2，相邻两高压靴或静压靴的周印间隙t1，以及相邻两指尖的法向间隙tZ，取指尖宽度的20％。高压靴和静压靴与跑道接触的直角边成倒圆。
前衬环、前隔环、高压指尖环、低压指尖环、后隔环以及后衬坏，通过周向均市的铆钉铆接成一个组合结构。为保证加工及装配的工艺性，铆钉孔及通气孔做成五个一组，沿周向布置16组。每组的五个孔中，有一个是铆钉孔，一个是工艺孔，另三个是通气孔。装配时，通过分别向逆时针方向和顺时针方向旋转一个铆钉孔对应的角度，实现不同级的高压指尖，以及高压指尖与低压指尖的交叠排列。铆紧后的指尖密封环，用罐蜡或其它方法使指尖固化对指尖靴的内表面进行磨削加工，并达到与转子跑道所要求的配合尺寸。
权利要求
1.一种流体静压型指尖密封结构，它包括前衬环、前隔环、高压指尖环、低压指尖环、后隔环和后衬环，前述各环由一组周向均布的铆钉铆接，其特征是在低压指尖环的指尖上带有静压靴，静压靴的内表面为圆弧面，且沿轴向有一段水平延伸，并与转子跑道有相同的中心轴线。
2.根据权利要求1所述的流体静压型指尖密封结构，其特征是高压指尖环有1-3个。
3.根据权利要求1或2所述的流体静压型指尖密封结构，其特征是指尖的型线成圆弧形线，各指尖型线的圆心分布在一个半径为Rg的圆周上，同一个指尖的内弧半径和外弧半径分别为Rc和Rd，其圆心分别为C1和C2，C1和C2对应的圆心角为360/n，n为沿圆周分布的指尖个数；相邻两个指尖的外弧和内弧取相同的圆心C2，相邻两高压靴或静压靴的周印间隙t1，以及相邻两指尖的法向间隙tZ，取指尖宽度的20％。
4.根据权利要求1或2所述的流体静压型指尖密封结构，其特征是高压靴和静压靴与跑道接触的直角边成倒圆。
5.根据权利要求3所述的流体静压型指尖密封结构，其特征是高压靴和静压靴与跑道接触的直角边成倒圆。
全文摘要
本发明提供的是一种流体静压型指尖密封结构。它包括前衬环、前隔环、高压指尖环、低压指尖环、后隔环和后衬环，前述各环由一组周向均布的铆钉铆接，在低压指尖环的指尖上带有静压靴，静压靴的内表面为圆弧面，且沿轴向有一段水平延伸，并与转子跑道有相同的中心轴线。本发明的优点主要体现在封严性能好、结构简单、工作可靠、成本较低。
文档编号F01D11/00GK1932343SQ200610010500
公开日2007年3月21日 申请日期2006年9月6日 优先权日2006年9月6日
发明者王旭, 马胜远, 李宏伟, 杨成毅 申请人:中国船舶重工集团公司第七 三研究所