一种非均匀可控腔旋转密封结构.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CN108397416A(43)申请公布日2018.08.14(21)申请号201810157534.3(22)申请日2018.02.24(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市碑林区咸宁西路28号(72)发明人李志刚李军(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人徐文权(51)Int.Cl.F04D29/16(2006.01)F01D11/00(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图9页(54)发明名称一种非均匀可控腔旋转密封结构(57)摘要本发明公开了一种非均匀可控腔旋转密封结构，该密封结构为用于套装在旋转部件上的密封静子件，包括设置在密封静子件内表面上的孔型密封腔和环形稳压腔。孔型密封腔的加工截面可为圆形、椭圆形和六边形，环形稳压腔是周向贯通的。孔型密封腔的孔径和孔深沿轴向、周向按设定规律变化，该变化规律可为直线型、二次曲线型、余弦曲线型和B样条曲线型。环形稳压腔将密封静子件内表面分割为若干独立的密封段，各密封段可对孔型密封腔的孔径和孔深进行独立调控。本发明能够实现对密封动力特性系数(刚度、阻尼)大小、符号的精细化调控，改善密封动力特性，提高叶轮机械轴系稳定性。CN108397416ACN108397416A权利要求书1/1页1.一种非均匀可控腔旋转密封结构，其特征在于，该密封结构为用于套装在旋转部件(1)上的密封静子件(2)，包括设置在密封静子件内表面(5)上的孔型密封腔(3)和环形稳压腔(4)；其中，密封静子件内表面(5)与旋转部件外表面(6)之间存在密封径向间隙(9)，构成工质的泄漏通道，使得工质能够从高压端流向低压端；密封静子件内表面(5)被轴向排列的若干环形稳压腔(4)分割为若干独立的密封段；孔型密封腔(3)的几何尺寸中孔径(8)和孔深(7)沿轴向、周向按设定规律变化，且使得孔型密封腔(3)的体积、密封静子件内表面(5)上的孔隙率沿轴向、周向按设定规律变化。2.根据权利要求1所述的一种非均匀可控腔旋转密封结构，其特征在于，环形稳压腔(4)是周向贯通的，且沿轴向布置在密封静子件内表面(5)上，其数量n由旋转密封轴向长度和进出口压差决定，用于将密封静子件内表面(5)分成n+1个独立的密封段。3.根据权利要求1所述的一种非均匀可控腔旋转密封结构，其特征在于，环形稳压腔(4)在密封静子件内表面(5)分割形成的若干密封段的孔型密封腔(3)的孔径(8)、孔深(7)沿轴向、周向独立变化的。4.根据权利要求1所述的一种非均匀可控腔旋转密封结构，其特征在于，环形稳压腔(4)轴向宽度等于上游相邻孔型密封腔(3)的最大孔径(8)，环形稳压腔(4)的腔室深度等于其轴向宽度的1～2倍。5.根据权利要求1所述的一种非均匀可控腔旋转密封结构，其特征在于，孔型密封腔(3)的加工截面为圆形、椭圆形或者六边形，并采用钻头打孔，刀具切削的加工方法，或者采用增材制造的加工方法。6.根据权利要求1所述的一种非均匀可控腔旋转密封结构，其特征在于，孔型密封腔(3)的几何尺寸中孔径(8)和孔深(7)沿轴向的设定变化规律为逐渐增大或逐渐减小的线性变化，或者为二次曲线型、余弦曲线型和B样条曲线型变化规律。7.根据权利要求6所述的一种非均匀可控腔旋转密封结构，其特征在于，孔型密封腔(3)的几何尺寸中孔径(8)和孔深(7)沿轴向变化规律存在多种组合方式，分别为：孔径(8)和孔深(7)均不变化；孔径(8)不变，孔深(7)变化；孔径(8)变化，孔深(7)不变；孔径(8)和孔深(7)同时变化。8.根据权利要求1所述的一种非均匀可控腔旋转密封结构，其特征在于，孔型密封腔(3)的几何尺寸孔径(8)和孔深(7)沿周向的设定变化规律为逐渐增大或逐渐减小的线性变化，或者为二次曲线型、余弦曲线型和B样条曲线型变化规律；孔型密封腔(3)的孔径(8)和孔深(7)沿周向是周期性变化的，一个变化周期所占的弧段为360度、180度、90度或45度，即孔径(8)和孔深(7)沿周向变化周期数为1、2、4和8。9.根据权利要求8所述的一种非均匀可控腔旋转密封结构，其特征在于，孔型密封腔(3)的几何尺寸孔径(8)和孔深(7)沿周向变化规律存在多种组合方式，分别为：孔径(8)和孔深(7)均不变化；孔径(8)不变，孔深(7)变化；孔径(8)变化，孔深(7)不变；孔径(8)和孔深(7)同时变化。2CN108397416A说明书1/7页一种非均匀可控腔旋转密封结构技术领域[0001]本发明涉及一种旋转密封结构，特别涉及一种叶轮机械轴系使用的具有控制泄漏、抑振增稳作用，满足现代叶轮机械轴系刚度、阻尼精细化可控调节需求的非均匀可控腔旋转密封结构。背景技术[0002]叶轮机械中旋转部件与静止部件之间的工