一種組合式刷式密封結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種組合式刷式密封結(jié)構(gòu)，包括前擋板、后擋板、上游刷絲環(huán)、中游刷絲環(huán)、下游刷絲環(huán)，刷絲束和轉(zhuǎn)子；上、中、下游刷絲束根部分別固定在上游刷絲環(huán)、中游刷絲環(huán)、下游刷絲環(huán)上，上、中、下游刷絲束的自由端部均與轉(zhuǎn)子貼合；上游刷絲環(huán)固定在前擋板的內(nèi)側(cè)，下游刷絲環(huán)固定在后擋板的內(nèi)側(cè)，中游刷絲環(huán)處于上游刷絲環(huán)和下游刷絲環(huán)之間，前擋板、上游、中游、下游刷絲環(huán)、后擋板沿軸向依次組合，形成一個整體。所述上游刷絲環(huán)、中游刷絲環(huán)、下游刷絲環(huán)軸向厚度相等。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，易于更換、降低成本，不改變傳統(tǒng)刷式密封的基本結(jié)構(gòu)組成，各個組合件單獨加工，并且按照一定順序安裝，安裝步驟清晰，降低了安裝難度，容易控制。
【專利說明】
一種組合式刷式密封結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機械中的動密封結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種組合式刷式密封結(jié)構(gòu)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]刷式密封是航空發(fā)動機、汽輪機、壓縮機等旋轉(zhuǎn)機械的關(guān)鍵部件。相對于傳統(tǒng)的迷宮密封，刷式密封不但具有較好的封嚴特性，并且是一種柔性接觸式動密封技術(shù)，能夠適應(yīng)轉(zhuǎn)子的瞬間徑向變形或偏心運動，此外，刷式密封的刷絲與轉(zhuǎn)子軸形成柔性接觸，可改善轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動特性，保證機組運行的安全性，因此刷式密封被廣泛應(yīng)用于航空航天、電力、 石化等行業(yè)領(lǐng)域的旋轉(zhuǎn)機械中。
[0003]刷式密封由前擋板、后擋板及夾裝在兩者之間的緊密排列的刷絲束組成，刷式密封依靠上述排列整齊、緊密的刷絲與轉(zhuǎn)子相貼合來隔斷下游氣體并對上游氣體的泄漏造成阻礙從而達到密封的效果，其流場特性與密封機理如下:刷絲束中刷絲間隙是不均勻的，不均勻性使得均勻的來流進入刷絲束中就變得不均勻，并且從密集的刷絲束區(qū)域向疏松的刷絲束區(qū)域偏流，這些偏流在刷絲之間逐漸形成同向流和射流，并產(chǎn)生隨機的二次流和旋渦流，密封腔內(nèi)的流場變得非常復(fù)雜。當射流遇到前面緊密的刷絲束時，就會改變運動方向而變成和主流方向垂直的橫向流，正由于刷絲束破壞流動而確保流動的不均勻性，使流體產(chǎn)生了自密封效應(yīng)，橫向流動有效的促進自密封效應(yīng)的產(chǎn)生，使橫流過刷絲束的總壓降增大從而減少密封的泄漏。
[0004]研究表明，刷式密封作為一種接觸式密封，刷絲束下游區(qū)域刷絲磨損最為嚴重，主要由于刷式密封的過盈裝配以及刷絲的“吹下效應(yīng)”造成的，刷絲束與轉(zhuǎn)子之間的碰摩不僅會導(dǎo)致刷絲束與轉(zhuǎn)子間的間隙增大造成泄漏量增加，并且影響轉(zhuǎn)子運行的可靠性和安全性。
[0005]在航空發(fā)動機、汽輪機、壓縮機等旋轉(zhuǎn)機械中，傳統(tǒng)刷式密封受到高溫、易腐蝕氣體的作用，刷式密封是易損壞件，需要定期更換，并且傳統(tǒng)刷式密封需要切割后嵌入靜子件進行安裝，切割會造成刷式密封變形，處理成本較高，不利于推廣使用，另外，現(xiàn)有傳統(tǒng)刷式密封是整體式結(jié)構(gòu)，任何一個工序或者一個部位出現(xiàn)問題即會導(dǎo)致整體報廢，損失較大?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0006]本實用新型技術(shù)解決問題:針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種組合式刷式密封結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，易于更換、降低成本，不改變傳統(tǒng)刷式密封的基本結(jié)構(gòu)組成，各個組合件單獨加工，并且按照一定順序安裝，安裝步驟清晰，降低了安裝難度，容易控制。
[0007]本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種組合式刷式密封結(jié)構(gòu)，包括前擋板、后擋板、 上游刷絲環(huán)、中游刷絲環(huán)、下游刷絲環(huán)、刷絲束和轉(zhuǎn)子；刷絲束分為上游刷絲束、中游刷絲束、下游刷絲束，上游刷絲束、中游刷絲束、下游刷絲束的根部分別固定在上游刷絲環(huán)、中游刷絲環(huán)、下游刷絲環(huán)上，上游刷絲環(huán)、中游刷絲環(huán)、下游刷絲束的自由端均與轉(zhuǎn)子貼合。上游刷絲環(huán)固定在前擋板的內(nèi)側(cè)，下游刷絲環(huán)固定在后擋板的內(nèi)側(cè)，中游刷絲環(huán)處于上游刷絲環(huán)和下游刷絲環(huán)之間，前擋板、上游、中游、下游刷絲環(huán)、后擋板沿軸向依次組合，所述上游刷絲環(huán)、中游刷絲環(huán)、下游刷絲環(huán)軸向厚度相等。
[0008]優(yōu)選的，所述刷絲束的刷絲一般采用直徑0.05mm?0.15mm的鎳基耐高溫合金絲，刷絲長度為25mm?40mm，刷絲束軸向總厚度0.5mm?20mm，刷絲與轉(zhuǎn)子徑向呈O?60°安裝角W，安裝角w順著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向。
[0009]優(yōu)選的，所述后擋板高度為刷絲束長度的0.75?0.95倍，前擋板高度為刷絲束長度的0.45?0.75倍，前擋板和后擋板的厚度為3mm?4.5mm，后擋板與轉(zhuǎn)子的徑向距離即后擋板保護高度為1.5mm?3.5mm，刷絲束末排刷絲與后擋板的軸向間隙d為O?0.5mm。
[0010]—種組合式刷式密封結(jié)構(gòu)，采用單獨零部件組合安裝的方式，所述的單獨零部件包括:前擋板、上游刷絲環(huán)、中游刷絲環(huán)、下游刷絲環(huán)和后擋板，將上述單獨零部件按照上述順序依次采用沖壓的方式組合，形成一個整體。
[0011 ]本實用新型提出了一種組合式刷式密封結(jié)構(gòu)，其主要優(yōu)點如下:
[0012](I)結(jié)構(gòu)簡單，便于拆卸安裝，安裝步驟清晰，容易控制，降低成本，不改變傳統(tǒng)刷式密封的基本結(jié)構(gòu)組成；
[0013](2)相對傳統(tǒng)刷式密封整體式結(jié)構(gòu)，本實用新型采用單獨零件加工安裝固定的方式，不需要將整環(huán)刷式密封切割為若干扇形段，可以有效避免切割后安裝困難，降低了安裝難度；
[0014](3)相對傳統(tǒng)刷式密封整體式結(jié)構(gòu)，若單獨零部件損壞需要整體報廢更換，本實用新型在單獨零部件報廢時可以單獨替換，降低成本。例如，由于刷絲“吹下效應(yīng)”，造成刷絲束下游區(qū)域刷絲磨損嚴重時，只需要更換下游區(qū)域刷絲束，起到了節(jié)能降耗的目的。
【附圖說明】

[0015]圖1是本實用新型刷式密封結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實用新型刷式密封結(jié)構(gòu)局部示意圖；
[0017]圖3是本實用新型刷絲環(huán)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0018]圖4是本實用新型上游刷絲的環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中，I為上游刷絲環(huán)，2為中游刷絲環(huán)，3為下游刷絲環(huán)，4為前擋板，5為后擋板，6為刷絲束，7為轉(zhuǎn)子。
【具體實施方式】
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[0020]如圖1-圖4所示，本實用新型一種組合式刷式密封結(jié)構(gòu)，包括上游刷絲環(huán)1、中游刷絲環(huán)2、下游刷絲環(huán)3、前擋板4、后擋板5，刷絲束6和轉(zhuǎn)子7 ο刷絲束6分為上游刷絲束、中游刷絲束、下游刷絲束，上游刷絲束、中游刷絲束、下游刷絲束的根部分別鑄焊于上游刷絲環(huán)、中游刷絲環(huán)、下游刷絲環(huán)上。上游刷絲環(huán)、中游刷絲環(huán)、下游刷絲束的自由端均與轉(zhuǎn)子7貼合。上游刷絲環(huán)I固定在前擋板4的內(nèi)側(cè)，下游刷絲環(huán)3固定在后擋板5的內(nèi)側(cè)。中游刷絲環(huán)2處于上游刷絲環(huán)I和下游刷絲環(huán)3之間。所述上游刷絲環(huán)1、中游刷絲環(huán)2、下游刷絲環(huán)3是由各部分的刷絲束根部通過熔焊工藝分別被固定于三個環(huán)形板塊上形成。所述上游刷絲環(huán)1、中游刷絲環(huán)2、下游刷絲環(huán)3軸向厚度相等。本實用新型采用單獨零部件連接安裝的方式，單獨零部件包括，前擋板4、上游刷絲環(huán)1、中游刷絲環(huán)2、下游刷絲環(huán)3、后擋板5,將上述單獨零部件按照上述順序依次采用沖壓的方式組合，形成一個整體。
[0021]本實用新型不改變傳統(tǒng)刷式密封的基本結(jié)構(gòu)組成，組合式結(jié)構(gòu)簡單，加工工序較少，安裝步驟清晰，容易控制。相對傳統(tǒng)刷式密封整體式結(jié)構(gòu)，本實用新型采用單獨零件組合式加工安裝的方式，降低了安裝難度。相對傳統(tǒng)刷式密封整體式結(jié)構(gòu)，若單獨零部件損壞需要整體報廢更換，本實用新型在單獨零部件報廢時可以單獨替換，降低成本。例如，由于刷絲“吹下效應(yīng)”，造成刷絲束下游區(qū)域刷絲磨損嚴重時，只需要更換下游區(qū)域刷絲束，起到了節(jié)能降耗的目的。
【主權(quán)項】
1.一種組合式刷式密封結(jié)構(gòu)，其特征在于包括:前擋板、后擋板、上游刷絲環(huán)、中游刷絲環(huán)、下游刷絲環(huán)、刷絲束和轉(zhuǎn)子，刷絲束分為上游刷絲束、中游刷絲束和下游刷絲束;上游刷絲束、中游刷絲束和下游刷絲束的根部分別固定在上游刷絲環(huán)、中游刷絲環(huán)、下游刷絲環(huán)上;上游刷絲束、中游刷絲束和下游刷絲束的自由端均與轉(zhuǎn)子貼合，上游刷絲環(huán)固定在前擋板的內(nèi)側(cè)，下游刷絲環(huán)固定在后擋板的內(nèi)側(cè)，中游刷絲環(huán)處于上游刷絲環(huán)和下游刷絲環(huán)之間。2.如權(quán)利要求1所述的一種組合式刷式密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述前擋板、上游刷絲環(huán)、中游刷絲環(huán)、下游刷絲環(huán)和后擋板作為單獨零部件按照上述順序依次采用沖壓的方式組合，形成一個整體。3.如權(quán)利要求1或2所述的一種組合式刷式密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述上游刷絲環(huán)、中游刷絲環(huán)和下游刷絲環(huán)軸向厚度相等。4.如權(quán)利要求1或2所述的一種組合式刷式密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述刷絲束由多排刷絲構(gòu)成，刷絲米用直徑0.05mm?0.15mm的鎳基耐高溫合金絲，刷絲長度為25mm?40mm，刷絲束軸向總厚度0.5mm?20mm。5.如權(quán)利要求4所述的一種組合式刷式密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述刷絲束與轉(zhuǎn)子徑向呈O?60°安裝角，安裝角順著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向。6.如權(quán)利要求1或2所述的一種組合式刷式密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述后擋板高度為刷絲束長度的0.75?0.95。7.如權(quán)利要求1或2所述的一種組合式刷式密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述前擋板高度為刷絲束長度的0.45?0.75倍。8.如權(quán)利要求1或2所述的一種組合式刷式密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述前擋板和后擋板的厚度為3mm?4.5mm。9.如權(quán)利要求1或2所述的一種組合式刷式密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述后擋板與轉(zhuǎn)子的徑向距離即后擋板保護高度為1.5mm?3.5mm。10.如權(quán)利要求4所述的一種組合式刷式密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述刷絲束的末排刷絲與后擋板的軸向間隙d為O?0.5mm。
【文檔編號】F01D11/00GK205714293SQ201620617689
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】費成巍, 白廣忱, 宋魯凱, 郭瑞辰
【申請人】北京航空航天大學(xué)