一种蜂窝-篦齿封严结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111271134A(43)申请公布日2020.06.12(21)申请号202010180379.4(22)申请日2020.03.16(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人窦媛媛张勃陈远翔吉洪湖(74)专利代理机构南京钟山专利代理有限公司32252代理人张明浩(51)Int.Cl.F01D11/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种蜂窝-篦齿封严结构(57)摘要本发明涉及一种蜂窝-篦齿封严结构，包括转轴,转轴外同轴套设有蜂窝衬套,蜂窝衬套的内环面由多个蜂窝腔构成，转轴上设置有多个轴向排布的封严篦齿，封严篦齿外周面与蜂窝衬套内环面间隙配合，蜂窝腔朝气流来流方向倾斜一定角度，使得蜂窝腔的入口部分朝向气流来流方向，增加气流侵入蜂窝腔的能力。相邻蜂窝芯格之间通过内部的射流小孔连通，使得上游蜂窝腔压力较高的气流通过圆形通孔2进入下游蜂窝腔内，下游蜂窝腔内涡流受到挤压产生肾形涡，强化了掺混，耗散增强。本发明通过改进、优化蜂窝的结构，从而强化篦齿封严内部的气流掺混与能量耗散，进一步达到降低流体泄漏的目的。CN111271134ACN111271134A权利要求书1/1页1.一种蜂窝-篦齿封严结构，包括转轴(1),所述的转轴(1)外同轴套设有蜂窝衬套(2),蜂窝衬套(2)的内环面由多个蜂窝腔(2a)构成，转轴(1)上设置有多个轴向排布的封严篦齿(3)，封严篦齿(3)外周面与蜂窝衬套(2)内环面间隙配合，其特征是：所述的蜂窝腔(2a)朝气流来流方向倾斜一定角度，使得蜂窝腔(2a)的入口部分朝向气流来流方向，增加气流侵入蜂窝腔(2a)的能力。2.根据权利要求1所述的一种蜂窝-篦齿封严结构，其特征是：所述的蜂窝腔(2a)朝气流来流方向倾斜45°。3.根据权利要求1所述的一种蜂窝-篦齿封严结构，其特征是：所述的蜂窝腔(2a)的内壁上设置腔壁通孔(21)，上游蜂窝腔(2a)和相邻的下游蜂窝腔(2a)之间通过腔壁通孔(21)连通，使得上游蜂窝腔(2a)内压力较高的气流通过腔壁通孔(21)进入下游蜂窝腔(2a)内，下游蜂窝腔(2a)内涡流受到腔壁通孔(21)进入的气流挤压产生肾形涡。4.根据权利要求3所述的一种蜂窝-篦齿封严结构，其特征是：所述的腔壁通孔(21)为圆孔。5.根据权利要求3所述的一种蜂窝-篦齿封严结构，其特征是：所述的蜂窝腔(2a)入口靠近气流来流方向的一侧设置有出流挡板(22)，所述的出流挡板(22)纵截面为三角形，所述的出流挡板(22)用于阻挡蜂窝腔(2a)内的气流流出，并使气流在蜂窝腔(2a)入口附近形成局部小尺度涡流。6.根据权利要求3所述的一种蜂窝-篦齿封严结构，其特征是：所述的出流挡板(22)上开设有上下贯通的射流孔(22a)，气流能从射流孔(22a)穿过出流挡板(22)进入蜂窝腔(2a)，与蜂窝腔(2a)内流向出流挡板(22)方向的涡流产生对冲。7.根据权利要求6所述的一种蜂窝-篦齿封严结构，其特征是：上游位置的射流孔(22a)为收扩孔，出口处的孔径大于射流孔(22a)中部的孔径，中游位置的射流孔(22a)为等径圆孔，下游位置的射流孔(22a)为渐缩孔，出口处的孔径小于射流孔(22a)中部的孔径。8.根据权利要求7所述的一种蜂窝-篦齿封严结构，其特征是：孔型为等径圆孔的射流孔(22a)数量为若干个，其中，处于上游位置的等径圆孔孔径大于处于下游位置的等径圆孔孔径。9.根据权利要求7所述的一种蜂窝-篦齿封严结构，其特征是：所述的出流挡板(22)通过焊接固定在蜂窝腔(2a)入口处；所述的出流挡板(22)的上表面为光滑弧形。10.根据权利要求7所述的一种蜂窝-篦齿封严结构，其特征是：所述的蜂窝腔(2a)入口远离气流来流方向的一侧设置有导流板(23)，所述的导流板(23)用于引导流体流入蜂窝腔(2a)。2CN111271134A说明书1/4页一种蜂窝-篦齿封严结构技术领域[0001]本发明涉及航空发动机密封的领域，具体而言，涉及一种蜂窝-篦齿封严结构。背景技术[0002]在航空发动机等旋转机械中，由于旋转的转子件和静子衬套之间留有一定的间隙，导致气体在转静件之间发生泄漏，这股泄漏流会引起主流流体的流量减少，从而导致发动机的效率降低，甚至会产生叶片振动、变形等问题，影响发动机的性能与寿命。篦齿封严是应用于航空发动机等旋转机械中的一种结构简单、性能可靠的非接触式动封严结构。它利用篦齿与封严环面这一特殊的组合结构，消耗流体的动能，增加流阻，最终减少流体泄漏。[0003]随着航空发动机循环参数的提高，发动机的封严系统的泄漏问题日益突出，篦齿封严的工作条件日趋恶劣，面临结构刚度降低、封