一种矩形阻旋栅密封结构制造技术

一种矩形阻旋栅密封结构，包括转子，密封体和矩形阻旋栅。密封体套在转子的外表面上，其内部设有密封齿，多个矩形阻旋栅均布在密封体的进气入口端面上。设置的矩形阻旋栅，起到导流叶片作用，对来流气体产生一定的阻力作用，正是这种阻力作用，降低了密封腔内气流的周向速度，抑制了密封内气体产生的气流激振力，提高了转子稳定性。旋转机械中气体进入密封之前有预旋速度，气体流经矩形阻旋栅1后会有效降低周向速度，进而减小了密封的交叉刚度，有助于提高密封的稳定性，进而提高旋转机械的转子稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种矩形阻旋栅密封结构
:本技术是一种应用于旋转机械中的密封结构，尤其是一种降低进气预旋抑制气流激振力的矩形阻旋栅密封结构。
技术介绍
:密封结构是航空发动机、汽轮机、压缩机等旋转机械的关键部件，密封结构在抑制旋转机械流体泄漏的同时还会产生气流激振力，影响转子稳定性。随着旋转机械工作介质参数的不断提高，由密封气流力所引起的气流激振问题越来越突出。研宄表明，密封气流激振产生的主要原因是由密封内流体的周向速度产生的交叉刚度引起的。密封内流体的周向速度由以下两个方面产生:一是密封内流体在旋转转子的粘性摩擦带动下产生周向流动；二是在进入密封前的流体具有较大入口预旋速度。这两者均可使流体在密封中具有一定的周向速度。流体在密封间隙的周向流动，使得密封间隙流体周向压力分布不均匀，由不均匀的压力分布产生气流激振力，进而产生交叉刚度引起密封失稳。为减小密封气流激振力，提高密封的稳定性，人们在传统迷宫密封的基础上，通过改变密封本身的结构提出了多种密封结构。1982年，Von Pragenau通过改变密封内周向表面的粗糙程度来降低密封内流体的周向流速，提出了蜂窝密封结构。鉴于蜂窝密封加工工艺复杂等因素，国外学者提出了与蜂窝密封结构相似，具有圆柱孔的孔型密封结构。1991年美国德克萨斯A&M大学透平机械实验室的Vance和Shultz研发了袋型密封。袋型密封的周向隔板和凹槽能有效地减小流体的周向流动速度。上述密封形式虽然机理不完全相同，但本质上都属于通过改变密封内部结构增加流体通过周向腔室的阻力，削弱密封内流体的周向流动，进而减小密封交叉刚度，以达到增加转子稳定性的目的。上述密封并没有针对降低入口预旋做出相应措施，而密封进口预旋是引起密封失稳的重要因素，因此，密封气流激振问题不可能得到根本解决。
技术实现思路
:本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提出一种矩形阻旋栅密封结构，该结构可以有效降低密封进气预旋，减小气流激振力，改善密封的稳定性，从而提高发动机、汽轮机等旋转机械的转子稳定性。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是:一种矩形阻旋栅密封结构，包括转子，密封体和矩形阻旋栅。密封体套在转子的外表面上，其下端设有密封齿，多个矩形阻旋栅均布在密封体的端面上。优选的，所述的矩形阻旋栅的径向长度范围处于密封体的肩部与齿尖之间，径向长度为10?15mm，宽度为3?5mm，高度为3?5mm，相邻矩形阻旋栅的间距为10?25mm。优选的，矩形阻旋栅与密封体为一个整体结构。优选的，所述的密封体外环设有T形结构，用于与密封套连接。本技术提出的一种降低密封入口预旋抑制气流激振力的矩形阻旋栅密封结构，其主要优点如下:(I)结构简单，不改变传统密封的内部结构，只在传统密封入口端部周向均匀设置矩形阻旋栅结构，任何形式的迷宫密封、蜂窝密封、孔型密封、袋型密封等都可以据此改变为相应的矩形阻旋栅密封结构；(2)在密封入口处设置矩形阻旋栅结构，增加了密封入口来流周向流动阻力，可有效降低密封进气入口的预旋速度。(3)矩形阻旋栅可有效降低密封的交叉刚度，增加密封的主阻尼，改善密封的稳定性，提高航空发动机、汽轮机、压缩机等旋转机械的转子稳定性。 【附图说明】 本技术专利提出阻旋栅密封结构适用于任何一种旋转非接触式密封结构，附图中以迷宫密封为例进行说明。 图1是矩形阻旋栅密封体及转子轴向结构示意图。 图2是图1的A-A剖视图。 图3是矩形阻旋栅的结构示意图。 图4是T型槽、密封、转子整体周向局部视图。 图中，I是矩形阻旋栅，2是密封体，3是密封齿，4是密封套，5是T形槽，6是转子，O是转子及矩形阻旋栅密封的形心。 【具体实施方式】 : 下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。 如图1-图4所示:一种矩形阻旋栅密封结构，包括转子6，密封体2和矩形阻旋栅I ο其安装方式为T型槽安装方式，将本密封结构设计成固定于汽缸T型槽5的固定部件，套在转子6表面。密封体2套在转子6的外表面上，其下端设有密封齿3，密封套4设置在密封体2的上端，两者通过T型槽5连接。多个矩形阻旋栅I均布在密封体2的端面上。所述的矩形阻旋栅I的径向长度范围处于密封体2的肩部与齿尖之间，径向长度H为12_，宽度W为4mm，高度H为4mm，相邻矩形阻旋栅的间距为15mm。矩形阻旋栅I与密封体2浇铸成一个整体结构。如图4所示，箭头方向为气流的方向，密封结构的右侧为高压侧，左侧为低压侧，在入口处设置的矩形阻旋栅1，起到导流叶片作用，对来流气体产生一定的阻力作用，正是这种阻力作用，降低了密封腔内气流的周向速度，抑制了密封内气体产生的气流激振力，提高了转子稳定性。旋转机械中气体进入密封之前有预旋速度，阻旋栅I会有效降低流经气体的周向速度，进而减小了密封的交叉刚度，有助于提高密封的稳定性，进而提高旋转机械的转子稳定性，密封块材料为普通的45钢、6(；15等材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矩形阻旋栅密封结构，其特征在于：包括转子，密封体和矩形阻旋栅；密封体套在转子的外表面上，其内部设有密封齿，多个矩形阻旋栅周向均布在密封体的进气入口端面上。

【技术特征摘要】
1.一种矩形阻旋栅密封结构，其特征在于:包括转子，密封体和矩形阻旋栅；密封体套在转子的外表面上，其内部设有密封齿，多个矩形阻旋栅周向均布在密封体的进气入口端面上。2.如权利要求1所述的一种矩形阻旋栅密封结构，其特征在于:所述的矩形阻旋栅的径向长度范围处于密封体的肩部与齿尖之间，径向长度为10?15_，宽度为3?5_，...

【专利技术属性】
技术研发人员：丘杭海，孙丹，王双，许志远，王坤，王文龙，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21