[发明专利]一种适用于叶轮机械的动叶叶顶间隙动态连续可调结构

摘要

本发明涉及一种适用于叶轮机械的动叶叶顶间隙动态连续可调结构，气封环内圈设置若干气封齿，同时满足静叶机匣和动叶叶顶的密封功能；气封环外侧设置轴向调整机构、叶顶间隙监测传感器等零部件，叶轮机械运行时，通过步进电机控制气封环沿轴向的移动来实现动动叶叶顶部间隙的动态连续可调变化。本发明的气封环上设置了一定数量的、多种结构的密封齿，可以保证对气封环与静叶机匣之间、气封环与动叶顶部之间气体的有效密封，并通过动叶顶部间隙在运行过程中的连续可调，使叶轮机械工作在最佳叶顶间隙条件下，可以减小叶顶泄漏流动、提高叶轮机械效率，同时该结构也适用于叶轮机械内部流场研究。

主权项

1.一种适用于叶轮机械的动叶叶顶间隙动态连续可调的结构，包括沿周向均匀固定设置在主轴上的动叶、与所述动叶同轴设置并分别位于所述动叶的上游及下游的上游静叶及下游静叶、以及至少一气封环轴向调整机构，所述上游静叶、下游静叶的叶顶分别固定设置在环状的上游静叶机匣及下游静叶机匣的内壁上，其特征在于，/n所述上游静叶机匣与下游静叶机匣之间具有轴向间隙，所述轴向间隙在径向上位于所述动叶叶顶的外侧，/n所述上游静叶机匣、下游静叶机匣的靠近所述轴向间隙的外壁边缘上均形成一主台阶面，且每一所述主台阶面上均设置有沿周向布置的密封齿，/n相对的两所述主台阶面之间设置一沿轴向延伸的气封环，所述气封环的内壁上形成一环状凸起，所述环状凸起上设置有沿周向布置的第一密封齿，在轴向上位于所述环状凸起两侧的所述气封环的内壁上设置有沿周向布置的第二密封齿；/n所述动叶叶顶设置有叶冠，所述叶冠的子午面型线呈斜坡或高低台阶状，用以与所述第一密封齿配合形成动叶叶顶气封；/n位于所述第一密封齿上游的第二密封齿与所述上游静叶机匣的主台阶面上的密封齿交错排列形成高压侧静叶外环密封；/n位于所述第一密封齿下游的第二密封齿与所述下游静叶机匣的主台阶面上的密封齿交错排列形成低压侧静叶外环密封；/n所述气封环轴向调整机构，包括一丝杠或一齿条、一与所述丝杠配合使用的螺母或一与所述齿条配合使用的齿轮、一步进电机、至少一叶顶间隙监测传感器和一控制单元，其中，/n所述丝杠或齿条沿轴向延伸，其两端分别通过一定位支座固定支撑在所述上游静叶机匣、下游静叶机匣的外壁上；/n所述螺母或齿轮通过其基座设置在气封环上，所述步进电机设置在所述螺母或齿轮的基座上，并与所述螺母或齿轮传动连接；/n所述叶顶间隙监测传感器固定设置在所述气封环的环状凸起上，用以实时动态测量所述环状凸起上的第一密封齿与所述动叶叶顶上的叶冠之间的叶顶间隙；/n所述步进电机、叶顶间隙监测传感器均与所述控制单元通信连接，所述叶顶间隙监测传感器采集的叶顶间隙信息传输至所述控制单元，所述控制单元根据所述叶顶间隙信息控制所述步进电机的转动，继而通过调节所述气封环的轴向移动实现对所述动叶叶顶间隙的动态连续调节。/n