一种膛线四边孔型密封结构的制作方法
【专利摘要】一种膛线四边孔型密封结构，包括密封套，密封体，四边孔型带和转子。密封体安装在密封套上，密封体上周向设有四边孔型带。四边孔是由轴向膛线孔壁和周向孔壁围成的四边孔型结构，四边孔的轴向膛线孔壁和周向孔壁的对边距相等且都为2～5mm，壁厚为0.1～0.5mm，孔深为2～8mm，膛线的缠角θ为0°＜θ≤20°，膛线的旋向与转子的旋转方向相反。密封套、密封体与四边孔型带均属于静子部件。R为四边孔型带底端到轴心的径向，r为转子的半径，密封间隙0.2mm≤(R-r)≤0.4mm。该新型密封结构能够在四边形孔腔中形成流体涡旋，将流体动能以内能的形式耗散，起到封严作用；同时，特殊的膛线排列方式能够改变流体的流动方向，起到反旋流的作用，改善密封的阻尼特性。
【专利说明】
一种膛线四边孔型密封结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种旋转机械中的动密封结构，尤其是一种膛线四边孔型密封结构。
【背景技术】
[0002]密封是航空发动机、汽轮机、压缩机等旋转机械的关键部件。近年来，随着旋转机械向高参数方向发展，密封的封严特性对旋转机械效率和影响和阻尼特性对转子稳定性的影响，已经成为制约旋转机械发展的重要因素。
[0003]研究表明，流体在密封腔(或密封齿间)形成涡旋能够将流体的动能转化为内能耗散，减少了密封的泄漏量;但与此同时进入密封中的气流在密封轴向压差和气流周向流动作用下，即形成螺旋形的运动轨迹。流体在密封间隙的螺旋形流动，使得密封间隙流体周向压力分布不均匀，产生气流激振力，进而产生交叉刚度引起密封失稳。
[0004]A.Muszynska于20世纪80年代提出反预旋思想来减小密封螺旋形流动效应。为减小密封气流激振力，提高密封稳定性，人们在传统密封的基础上，应用反预旋思想，通过改变密封本身结构提出了两大类密封形式一一阻旋栅密封和反旋流密封。阻旋栅密封即在密封入口端部周向均匀设置阻旋栅结构，增加密封入口来流周向流动阻力，有效降低密封进气入口的预旋速度。但当密封进出口压差较大、轴向长度较长时，阻旋栅对提高密封稳定性作用不大。反旋流密封即在密封入口经若干齿腔后，在密封周向设置一定数量的反吹孔，由反吹孔将高压气源引入密封腔内，反吹孔方向指向转子表面切向方向，并与转子转动方向相反，抵消部分气体的切向速度，从而起到降低切向速度的目的。然而反吹流速和流量并不是越高越好，不恰当的反旋流密封形式反而会导致转子失稳，且由密封反旋流产生的流动损失直接影响机组的工作效率。
【实用新型内容】
[0005]针对上述现有技术的不足，本实用新型提出了一种膛线四边孔型密封结构。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种膛线四边孔型密封结构，包括密封套，密封体，四边孔型带和转子。密封体安装在密封套上，密封体上周向设有四边孔型带。四边孔是由轴向膛线孔壁和周向孔壁围成的四边孔型结构，四边孔的轴向膛线孔壁和周向孔壁的对边距相等且都为2?5mm，壁厚为0.1?0.5mm，孔深为2?8mm，膛线的缠角Θ为O。<θ < 20°，膛线的旋向与转子的旋转方向相反。密封套、密封体与四边孔型带均属于静子部件。R为四边形孔带底端到轴心的径向，r为转子的半径，密封间隙0.2mm< (R-r) <
0.4mmo
[0007]密封套内设有T型槽，密封体通过在圆周方向上的T型槽与密封套固定在一起。
[0008]本实用新型借鉴枪管设计时的弹道设计理论，提出一种膛线四边孔型密封结构，其主要优点如下:
[0009]1、本实用新型设计的膛线四边型密封结构能够在流体经过四边孔时形成流体涡旋，将流体动能转化为内能耗散，减少了密封的泄漏量
[0010]2、本实用新型设计的特殊膛线式排列与转子旋向方向相反，衰减了由转子旋转带动引起的流体的周向流动，增加了转子的稳定性。
【附图说明】
[0011]图1是本申请密封结构的装配图。
[0012]图2是本申请密封结构整体示意图。
[0013]图3是本申请密封结构半圆部件的结构示意图。
[0014]图中:1-密封套;2-密封体;3-四边孔;4-转子;5-周向孔壁;6_轴向孔壁。
【具体实施方式】
[0015]如图1-图3所示:一种膛线四边孔型密封结构，包括密封套I，密封体2，四边孔型带3和转子4。密封体2通过T型槽安装在密封套I上，密封体2上周向设有四边孔型带3。密封套
1、密封体2与四边孔型带3均属于静子部件。转子4处于四边孔型带3形成的环形腔内。四边形孔的轴向膛线孔壁和周向孔壁的对边距相等且都为2?5mm，壁厚为0.1?0.5mm，孔深为2?8mm，膛线的缠角Θ为0° <θ < 20°，膛线的旋向与转子的旋转方向相反。密封套、密封体与四边孔型带均属于静子部件。R为四边孔型带底端到轴心的径向，r为转子的半径，密封间隙
0.2mm < (R-r) < 0.4mm。
[0016]本实用新型的膛线四边孔型密封利用其特殊的结构，一方面在四边孔中形成流体涡旋，将流体动能转化为内能耗散，减少了密封的泄漏量;另一方面特殊膛线式排列与转子旋向相反，衰减了由转子旋转带动引起的流体的周向流动，增加了转子的稳定性。
[0017]本实用新型沿用当前很多固定密封安装固定的T型槽安装方式。将膛线四边孔型密封设计成两个半圆形密封环，便于固定于汽缸T型槽内。
【主权项】
1.一种膛线四边孔型密封结构，包括密封套，密封体，四边孔型带和转子;密封体安装在密封套上，密封体上周向设有四边孔型带，四边孔是由轴向膛线孔壁和周向孔壁围成的四边孔型结构，四边孔的轴向膛线孔壁和周向孔壁的对边距相等且都为2?5mm，壁厚为0.1?0.5mm，孔深为2?8mm，膛线的缠角Θ为0° <θ < 20°，膛线的旋向与转子的旋转方向相反，密封套、密封体与四边孔型带均属于静子部件，R为四边形孔带底端到轴心的径向，r为转子的半径，密封间隙0.2111111<(1?1)<0.4111111。2.如权利要求1所述的一种膛线四边孔型密封结构，其特征在于:密封套内设有T型槽，密封体通过在圆周方向上的T型槽与密封套固定在一起。
【文档编号】F16J15/16GK205479338SQ201620018109
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月8日
【发明人】王猛飞, 孙丹, 刘宁宁, 李胜远, 白伟刚
【申请人】沈阳航空航天大学