[发明专利]一种二元喷管扩张段动密封结构

说明书

本发明涉及密封装置技术领域，具体涉及一种二元喷管扩张段动密封结构，包括：间隙设置的固定侧壁和扩张平板；第一密封件，设于所述固定侧壁和所述扩张平板之间靠近高温高压燃气处的第一间隙中，且两端分别与所述固定侧壁和所述扩张平板面面接触设置；第二密封件，设于所述固定侧壁和所述扩张平板之间远离高温高压燃气处的第二间隙中，且具有与所述扩张平板面面接触设置的第一端，以及与所述固定侧壁线面接触设置的第二端。本发明提供了一种不易变形，降低密封泄漏量，提高动密封工作寿命，以及发动机的可靠性和工作特性的二元喷管扩张段动密封结构。

技术领域

本发明涉及密封装置技术领域，具体涉及一种二元喷管扩张段动密封结构。

背景技术

对于新一代战斗机而言，在保证喷管常规状态气动性能的前提下，喷管实现大矢量角偏转功能，以保证新一代战斗机在亚声、跨声及超声工况下喷管与发动机工作状态的匹配，满足发动机宽范围工作需求。动密封是保证战斗机用矢量喷管工作可靠性及气动性的关键技术。一方面，新一代战斗机用矢量喷管一般安装在发动机加力燃烧室后面，喷管在热燃气环境中应保证结构的完整性，避免高温燃气泄漏造成火灾；另一方面，良好的密封性能可减少喷管漏气造成的推力损失。喷管的密封系统要克服高温环境下温度对密封件的热载荷，保证旋转件与固定件间的最小间隙，减小旋转件与固定件之间摩擦，避免动部件所需驱动力矩的增加，同时又要保证良好的密封性能。采用先进气体密封技术可以提高密封部件的性能水平，提高发动机性能和寿命的同时，有效减少和降低航空发动机的飞行成本和燃油消耗率。研究表明，密封泄漏量减少1％，发动机推力增加1％，耗油率降低0.1％；对于先进战斗机发动机，在发动机转速和涡轮转子进口温度保持不变的情况下，高压涡轮封严泄漏量减少1％，则推力增加0.8％，耗油率降低0.5％。

新一代战斗机二元类喷管扩张段由固定的侧壁和往复运动组件组成，两者处于间隙配合，为防止高温高压燃气(温度≤1500℃，压力≤1MPa)通过控制面板间隙反窜烧蚀相关组件，造成结构失效或温度敏感器件损坏，需在该位置设计高温往复动密封部件。现有技术中有采用在盖板两侧设置呈开口矩形结构的工况密封条，结构虽简单，但密封条径向跟随性差、变形大，不能满足高温下长时间、多次使用的功能需求。还有通过弹簧的预紧实现密封条与侧壁的紧密接触，其结构复杂，在高温下工作易导致导轨和调节板卡死、密封条和调节板卡死，未解决密封条和调节板之间密封的问题；同时，该密封属于面面密封，工作过程中耗功较大、密封性能差，易导致侧壁或密封条损坏，可靠性差，也不能满足高温下长时间、多次使用的功能需求。此外，还有通过设置充气腔，采用高压气体实现密封条与侧壁的预紧，其结构和控制系统复杂，不能解决密封条与盖板之间的相对滑动和密封问题，工作过程中耗气量巨大。综上，现有的动密封部件高温工作特性差，易出现变形、失弹等故障，降低使用寿命，动密封泄漏量大，影响发动机工作性能，可靠性差，不能满足高温下长时间、多次使用的功能需求。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的动密封部件高温工作特性差，易出现变形、失弹等故障，降低使用寿命，动密封泄漏量大，可靠性差，影响发动机工作性能的缺陷，从而提供一种不易变形，降低密封泄漏量，提高动密封工作寿命，以及发动机的可靠性和工作特性的二元喷管扩张段动密封结构。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种二元喷管扩张段动密封结构，包括：

间隙设置的固定侧壁和扩张平板；

第一密封件，设于所述固定侧壁和所述扩张平板之间靠近高温高压燃气处的第一间隙中，且两端分别与所述固定侧壁和所述扩张平板面面接触设置；

第二密封件，设于所述固定侧壁和所述扩张平板之间远离高温高压燃气处的第二间隙中，且具有与所述扩张平板面面接触设置的第一端，以及与所述固定侧壁线面接触设置的第二端。

可选地，所述第二密封件的第二端具有连续设置的第一斜面和第二斜面，所述第一斜面的倾斜角小于所述第二斜面的倾斜角，且所述第一斜面的相应位置与所述固定侧壁线面接触设置。