专利名称：密封片及径向密封装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种密封片及包括该密封片的径向密封装置。
背景技术：
目前，在燃气涡轮发动机中，广泛采用的密封形式有以下几种篦齿密封、端面密封、圆周密封和刷式密封。这几种密封形式各自存在着一定的缺陷。篦齿密封其结构简单，但是封严性能差。端面密封其封严性能好，但是尺寸大，常受空间结构的限制。圆周密封其利用弹性元件将若干等分弧形段的密封环箍紧在密封面上，以阻碍流体的泄漏，圆周密封对限制气体泄漏是高效的，但是其结构较为复杂。刷式密封其封严性能优于篦齿密封，但是加工工艺复杂，成本较高。此外，指尖密封是在刷式密封基础上新发展的一项密封技术，其加工成本低于刷式密封，封严性能好。指尖的形状为一根曲梁加一个密封靴，只能通过改变曲梁型线和指尖尺寸参数进行性能优化，径向尺寸的紧凑性受到限制。圆周密封和指尖密封的密封元件安装时采用固定的方式，难以适应转子系统的偏心，转子系统的偏心易带来不可恢复的磨损，从而造成封严泄漏。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种径向尺寸更紧凑的密封片。本实用新型的另一目的在于提供一种结构紧凑的、可适应偏心的径向密封装置。根据本实用新型的一个方面，提供一种密封片，所述密封片具有环形板状结构，其径向内侧上沿周向设有多个密封靴，相邻的密封靴之间具有槽隙，每个密封靴具有多个弹性梁和分别形成在相邻的弹性梁之间的多个孔。所述密封片的径向外侧上沿周向设有多个定位槽。优选地，所述密封片的径向内侧上沿周向均勻设有3个密封靴。优选地，每个密封靴具有4个弹性梁。优选地，所述多个弹性梁具有相同的形状。优选地，所述多个弹性梁在所述密封靴上均勻分布。优选地，所述多个弹性梁的型线(轮廓线)为直线、折线、曲线或其结合。根据本实用新型的另一个方面，提供一种径向密封装置，包括密封座，所述密封座具有环形底部和从底部外周侧向延伸的外周部，所述外周部的内侧上设有弹性挡圈，所述弹性挡圈和所述底部之间设有前挡板、弹性元件、环形薄片以及多个所述密封片，所述前挡板邻接所述弹性挡圈，所述弹性元件的一端固定于所述前挡板，另一端邻接所述环形薄片， 所述密封片被布置在所述环形薄片和所述密封座的底部之间，所述密封片的径向外侧与所述外周部的内侧之间具有间隙，所述环形薄片覆盖相邻密封片上的孔，且其内径D3大于所述密封片的内径D4，所述底部覆盖相邻密封片上的孔，且其内径D5大于所述密封片的内径D4，所述底部上设有与所述密封片上设置的定位槽间隙配合的定位部件。优选地，所述定位部件是定位销。优选地，所述弹性元件为波形弹簧或碟形弹簧。根据本发明的又一个方面，所述径向密封装置包括密封座，所述密封座具有环形底部和从底部外周侧向延伸的外周部，所述外周部的内侧上设有弹性挡圈，所述弹性挡圈和所述底部之间设有前挡板、弹性元件、环形薄片以及多个密封片，所述前挡板邻接所述弹性挡圈，所述弹性元件的一端固定于所述前挡板，另一端邻接所述环形薄片，所述密封片被布置在所述环形薄片和所述密封座的底部之间，其具有环形板状结构，其径向内侧上沿周向设有多个密封靴，相邻的密封靴之间具有槽隙，每个密封靴具有一个弹性梁，所述密封片的径向外侧上设有多个定位槽；所述密封片的径向外侧与所述外周部的内侧之间具有间隙，所述环形薄片的内径大于所述密封片的内径，所述底部的内径大于所述密封片的内径， 所述底部上设有与所述密封片的定位槽间隙配合的定位部件。本实用新型的有益效果在于该径向密封装置通过调整密封靴的数量、形状和弹性梁的数量、形状及分布，可控制密封片的刚度，使得径向尺寸更紧凑；本实用新型中每个密封靴设有多个弹性梁，大大降低了对应同一密封靴的多个弹性梁间的孔内的气体泄漏，从而提高了封严性能；该密封装置相比现有的圆周密封，将用于箍紧密封环的弹性元件和密封环一体化成密封片，大大简化了结构；该密封装置的密封片外径略小于密封座的内径，并采用定位销防转，允许一定范围内的偏心，对转子系统的偏心具有一定的跟随性，避免因转子偏心带来的不可恢复的密封片磨损，因此提高了封严性能。
图1是根据本实用新型的密封片的优选实施例的正视图；图2是图1中所示的密封片的局部放大图；图3是根据本实用新型的密封装置的优选实施例的剖视图，其示出了密封片和密封座的外周部；图4是根据本实用新型的密封装置的优选实施例的另一剖视图，其中为了更清楚地说明本实用新型的径向密封装置的结构，图4中缩小了转子，并放大了密封装置，图4中左侧是高压区，右侧是低压区。附图标记[0032]1前挡板2弹性元件[0033]3环形薄片31定位槽[0034]4密封座41底部[0035]42外周部43定位孔[0036]5密封片6定位销[0037]7弹性挡圈8密封靴[0038]9弹性梁10槽隙[0039]11孔12定位槽13转子 20径向密封装置
具体实施方式
下面通过具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细说明参阅图1和图2，其中图1是密封片5的正视图，图2是密封片5的局部放大图。 密封片5的径向内侧上设有多个密封靴8。优选地，设有3个沿周向均勻分布的密封靴8，相邻的密封靴8之间具有槽隙10。每个密封靴8具有4个形状相同的弹性梁9以及在相邻的弹性梁9之间形成的孔11，弹性梁9的型线为圆弧形，也可以为直线、折线、曲线或其结合， 且沿周向分布均勻。当然，密封靴8也可以不均勻分布，弹性梁9可以具有不相同的形状， 也可以不均勻分布。密封片5的径向外侧上设有3对沿周向均勻分布的定位槽12，用于与定位销6间隙配合，定位槽12的对数不少于定位销6的数目。在图中所示的实施例中，定位槽12具有一段圆弧线及其两根切线，圆弧段的直径大于定位销6的直径，定位槽12这样设置可使密封片5交错排列，从而保证密封片5的弹性梁9能够覆盖相邻密封片5的槽隙 10。参阅图3和图4，其示出了本实用新型的径向密封装置20的一优选实施方式。该径向密封装置20包括前挡板1、弹性元件2、环形薄片3、密封座4、多个密封片5以及弹性挡圈7。密封座4具有环形底部41和从底部41的外周侧向延伸的外周部42，弹性挡圈7 设置在外周部42的内侧上，前挡板1为环形板状结构，其邻接弹性挡圈7。弹性元件2可以是波形弹簧或碟形弹簧。弹性元件2的一端例如通过焊接固定于前挡板1上，另一端邻接环形薄片3。环形薄片3为环形板状结构，其设有多个定位槽31，沿周向均勻分布，其数量与定位销6的数量相等，其槽型与密封片5的定位槽12相同。环形薄片3可覆盖最左侧密封片 5上的孔，且其内径D3略大于密封片的内径D4。密封座4的底部42上沿周向均勻设有3个定位孔43，定位销6安装于孔43内，并穿过密封片5的定位槽12以及环形薄片3的定位槽31。定位销的数量与密封座上定位孔的数量相等，通过定位销6来防止密封片5转动。当然，也可以通过在底部上设置突起等形式来作为定位部件。在定位销6与密封片5的配合处，定位销6的直径略小于密封片5的定位槽12的圆弧段的直径。密封座4可覆盖最右侧密封片5上的孔，且环形底部42的内径D5略大于密封片5的内径D4。环形薄片3和环形底部41之间设置有多个用于接触转子13的密封片5，环形薄片 3和密封座4的主要作用是对密封片5提供支撑和保护。通过调整弹性挡圈7的位置使弹性元件2处于压缩状态，从而压紧环形薄片3、密封片5和密封座4，使得气体无法利用环形薄片3-密封片5-密封座4之间的间隙从左侧高压区泄漏至右侧低压区。该密封装置20通过密封片5与转子间的小间隙或接触，以达到密封效果。密封片 5利用定位销6定心，且密封片5的外径Dl小于密封座4的内径D2，即密封片5的径向外侧与外周部42的内侧之间具有间隙。因此，密封片5允许一定范围内的偏心，对转子系统的偏心具有一定的跟随性，可避免因转子偏心带来的不可恢复的磨损。在一个未示出的实施例中，图4中的密封装置可具有常规的密封片，其具有环形板状结构，其径向内侧上沿周向设有多个密封靴，相邻的密封靴之间具有槽隙，每个密封靴具有一个弹性梁，密封片的径向外侧上设有多个定位槽。在另一个未示出的实施例中，密封片上未设有定位槽，密封座的底部上未设有定位部件，可通过焊接将环形薄片、密封片、底座焊接在一起，这时前挡板、弹性元件、弹性挡圈以及密封片和密封座的外周部之间的间隙是不需要的。本实用新型中所述具体实施案例仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种密封片，其特征在于，所述密封片具有环形板状结构，其径向内侧上沿周向设有多个密封靴，相邻的密封靴之间具有槽隙，每个密封靴具有多个弹性梁和分别形成在相邻的弹性梁之间的多个孔。
2.根据权利要求1所述的密封片，其特征在于，所述密封片的径向外侧上沿周向设有多个定位槽。
3.根据权利要求1或2所述的密封片，其特征在于，所述密封片的径向内侧上沿周向均勻设有3个密封靴。
4.根据权利要求1或2所述的密封片，其特征在于，每个密封靴具有4个弹性梁。
5.根据权利要求1或2所述的密封片，其特征在于，所述多个弹性梁具有相同的形状。
6.根据权利要求1或2所述的密封片，其特征在于，所述多个弹性梁在所述密封靴上均勻分布。
7.根据权利要求1或2所述的密封片，其特征在于，所述多个弹性梁的型线为直线、折线、曲线或其结合。
8.一种径向密封装置，其特征在于，所述径向密封装置包括密封座，所述密封座具有环形底部和从底部外周侧向延伸的外周部，所述外周部的内侧上设有弹性挡圈，所述弹性挡圈和所述底部之间设有前挡板、弹性元件、环形薄片以及多个根据权利要求1到7中任一项所述的密封片，其中所述前挡板邻接所述弹性挡圈；所述弹性元件的一端固定于所述前挡板，另一端邻接所述环形薄片；所述密封片被布置在所述环形薄片和所述密封座的底部之间，所述密封片的径向外侧与所述外周部的内侧之间具有间隙；所述环形薄片覆盖相邻密封片上的孔，且其内径大于所述密封片的内径；所述底部覆盖相邻密封片上的孔，且其内径大于所述密封片的内径，所述底部上设有与所述密封片上设置的定位槽间隙配合的定位部件。
9.根据权利要求8所述的径向密封装置，其特征在于，所述定位部件是定位销。
10.根据权利要求8所述的径向密封装置，其特征在于，所述弹性元件为波形弹簧或碟形弹簧。
11.一种径向密封装置，其特征在于，所述径向密封装置包括密封座，所述密封座具有环形底部和从底部外周侧向延伸的外周部，所述外周部的内侧上设有弹性挡圈，所述弹性挡圈和所述底部之间设有前挡板、弹性元件、环形薄片以及多个密封片，其中所述前挡板邻接所述弹性挡圈；所述弹性元件的一端固定于所述前挡板，另一端邻接所述环形薄片；所述密封片被布置在所述环形薄片和所述密封座的底部之间，其具有环形板状结构， 所述密封片的径向外侧上设有多个定位槽；所述密封片的径向外侧与所述外周部的内侧之间具有间隙；所述环形薄片的内径大于所述密封片的内径；所述底部的内径大于所述密封片的内径，所述底部上设有与所述密封片的定位槽间隙配合的定位部件。
专利摘要本实用新型提供一种密封片，其具有环形板状结构，其径向内侧上沿周向设有多个密封靴，相邻的密封靴之间具有槽隙，每个密封靴具有多个弹性梁和分别形成在相邻的弹性梁之间的多个孔。本实用新型还提供一种径向密封装置，其包括多个所述密封片。本实用新型中每个密封靴设有多个弹性梁，密封片的刚度可调范围大，径向尺寸更紧凑，对应同一密封靴的弹性梁间的孔内的气体泄漏大大降低，从而提高了封严性能。
文档编号F01D11/00GK202140119SQ20112020487
公开日2012年2月8日 申请日期2011年6月16日 优先权日2011年6月16日
发明者汤丽萍, 王军, 罗健 申请人:中航商用航空发动机有限责任公司