[发明专利]封严篦齿结构和封严结构

说明书

提供一种封严篦齿结构，设置于转子件上，用于阻断第一空间和第二空间，包括多个周向篦齿环和多个弧形齿，该封严篦齿结构在朝向第一空间或/和第二空间的轴向外侧面上设置该多个弧形齿，弧形齿在轴向外侧面上倾斜设置，弧形齿的齿顶沿转子的转动方向相对于齿根靠前，相邻弧形齿之间限定出槽型流道，用于抽吸位于齿顶处的气流。上述封严篦齿结构能够提高封严效果。还提供一种封严结构。

技术领域

本发明涉及航空发动机封严领域，具体涉及封严篦齿领域。

背景技术

随着航空事业的发展，对飞机的机动性、可靠性和经济性的要求越来越高，因此迫切需要改进航空发动机的各部件，以保证发动机高性能的要求。低油耗、高推重比、搞可靠性和耐久性是现代航空燃气涡轮发动机的发展趋势，但是发动机的内部温度和压比逐渐升高，使得内流系数的泄露日趋严重，而封严的性能直接影响到航空发动机燃油性能消耗率、飞行成本、推重比等工作性能。为了减少泄露损失，提高发动机的整体性能，在许多部位改进原有的封严装置显得尤为重要。

为了确保转静子之间的气路密封，现役发动机使用最广泛的是封严篦齿结构，它是利用通道的突扩和突缩增加流阻以限制流体泄露的非接触式动封严。轴承腔滑油密封的主要功能是将发动机转子系统的轴承腔与发动机的气流环境有效的隔离，保护轴承和润滑油免受气流流路损害，防止润滑油泄露。但是，当轴承腔与轴承腔外的压差不够时，在封严处会出现逆压差，腔内滑油将从密封通道间隙泄漏而增大轴承腔外气压，也将导致空气泄露量增大而提升更高的滑油消耗，甚至高温高压气体泄漏进轴承腔而增大滑油在轴承腔内燃烧和结焦的风险。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种篦齿封严结构，能够提升封严效果。

为实现上述目的的封严篦齿结构设置于转子件上，用于阻断第一空间和第二空间，包括多个周向篦齿环和多个弧形齿。封严篦齿结构在朝向所述第一空间或/和所述第二空间的轴向外侧面上设置该多个弧形齿，所述弧形齿在所述轴向外侧面上倾斜设置，所述弧形齿的齿顶沿所述转子的转动方向相对于齿根靠前，相邻所述弧形齿之间限定出槽型流道，用于抽吸位于齿顶处的气流。

在一个或多个实施例中，所述槽型流道沿齿顶到齿根方向呈渐缩状。

在一个或多个实施例中，所述齿根相对于所述转子件的倾斜角度范围为20～60°。

在一个或多个实施例中，朝向所述第一空间和所述第二空间弧形齿对称分布。

在一个或多个实施例中，所述弧形齿沿轴向方向的长度为所述周向篦齿环轴向厚度的2～3倍。

本发明的另一个目的是提供一种封严结构，包括设置在静子件上的封严环和设置在转子件上的封严篦齿结构，所述封严篦齿结构为上述封严篦齿结构。

在一个或多个实施例中，所述封严环的内表面包括易磨涂层或蜂窝结构，所述封严篦齿结构的周向篦齿环垂直于所述转子件的轴向方向。

上述篦齿封严结构通过设置位于轴向两侧的弧形齿，凭借弧形齿的弧形凹槽面能够在旋转过程中引导气体从齿顶向齿根流动，从而通过抽吸作用在齿顶处形成一个低压区，使得周向篦齿环的前后压差减小，从而降低气体泄漏量，

呈放射延伸状的弧形齿能够引导气体绕着转子件向背离封严篦齿结构的方向螺旋运动起来，从而形成一股抵抗来流的螺旋气流，进一步增强篦齿结构的封严效果。如果弧形齿朝向油腔内侧，螺旋气流的运动将有利于分离出油气中的滑油，以进一步降低滑油消耗量，提升发动机运转安全。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1是常见航空发动机轴承腔示意图；

图2是封严篦齿结构的一个实施例的示意图；

图3是弧形齿扰动气流运动的示意图；