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主動抗沖擊振動的箔片氣膜密封結(jié)構(gòu)

264   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:蘭州理工大學(xué)  
2023-12-11 14:16:52
權(quán)利要求書: 1.一種主動抗沖擊振動的箔片氣膜密封結(jié)構(gòu),包括定子組件、轉(zhuǎn)子組件,所述定子組件包括密封腔體(1),所述密封腔體(1)的一端可拆卸連接壓緊端蓋(2),其特征在于,還包括位于密封腔體(1)內(nèi)壁的若干分瓣式密封單元(7)、位于所述分瓣式密封單元(7)內(nèi)徑側(cè)的彈性密封組件、安裝在密封腔體(1)內(nèi)的主動控制組件;

所述轉(zhuǎn)子組件偏心安裝于彈性密封組件內(nèi)部,且轉(zhuǎn)子組件與彈性密封組件之間具有間隙;

所述主動控制組件與分瓣式密封單元(7)的外壁接觸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主動抗沖擊振動的箔片氣膜密封結(jié)構(gòu),其特征在于,所述主動控制組件包括依次相連的壓電陶瓷(100)、柔性鉸鏈(9)、剛性推桿(8);所述剛性推桿(8)與分瓣式密封單元(7)的外壁接觸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主動抗沖擊振動的箔片氣膜密封結(jié)構(gòu),其特征在于,所述密封腔體(1)上開設(shè)有若干安裝孔(11),密封腔體(1)內(nèi)壁開設(shè)若干沿周向分布的凹槽(13);所述主動控制組件安裝在所述安裝孔(11)內(nèi),所述分瓣式密封單元(7)安裝在所述凹槽(13)內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種主動抗沖擊振動的箔片氣膜密封結(jié)構(gòu),其特征在于,所述密封腔體(1)內(nèi)壁的相鄰兩個凹槽(13)之間開設(shè)軸向狹槽(14),所述軸向狹槽(14)用于安裝彈性密封組件。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主動抗沖擊振動的箔片氣膜密封結(jié)構(gòu),其特征在于,所述彈性密封組件包括整周式平箔片(5)、位于整周式平箔片(5)外的分瓣式波箔片(6);所述整周式平箔片(5)與分瓣式波箔片(6)相互接觸。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種主動抗沖擊振動的箔片氣膜密封結(jié)構(gòu),其特征在于,所述分瓣式波箔片(6)沿周向的兩端分別為固定端(61)、分離邊界(63);

所述固定端(61)通過軸向狹槽(14)固定安裝在密封腔體(1)上;

所述分瓣式波箔片(6)上自分離邊界(63)處開設(shè)有若干分離間隙(62),所述分離間隙(62)垂直于分離邊界(63)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種主動抗沖擊振動的箔片氣膜密封結(jié)構(gòu),其特征在于,所述整周式平箔片(5)在靠近密封高壓側(cè)的一端設(shè)置有向外徑方向延伸的延伸部(51),所述延伸部(51)用于夾持固定在密封腔體(1)和壓緊端蓋(2)之間。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主動抗沖擊振動的箔片氣膜密封結(jié)構(gòu),其特征在于,所述轉(zhuǎn)子組件包括偏心穿過密封腔體(1)的旋轉(zhuǎn)軸(3)、固定套設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸(3)外的軸套(4)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種主動抗沖擊振動的箔片氣膜密封結(jié)構(gòu),其特征在于,所述軸套(4)外壁環(huán)形均布若干動壓槽(41),所述動壓槽(41)延伸至軸套(4)朝向密封高壓側(cè)的端面。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主動抗沖擊振動的箔片氣膜密封結(jié)構(gòu),其特征在于,所述壓緊端蓋(2)內(nèi)側(cè)設(shè)置有環(huán)形密封凹槽(21),所述環(huán)形密封凹槽(21)內(nèi)放置密封墊片(23),所述壓緊端蓋(2)和密封腔體(1)之間通過緊定螺栓連接。

說明書: 一種主動抗沖擊振動的箔片氣膜密封結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本實用新型涉及柱面密封技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種主動抗沖擊振動的箔片氣膜密封結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)[0002] 柱面氣膜密封是一種新型的軸端密封形式,其工作原理類似于氣體徑向軸承,隨著轉(zhuǎn)子帶動軸套轉(zhuǎn)動,軸套的動壓槽和密封的偏心結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用,外徑側(cè)的高壓隔離氣體

在粘性剪切力的作用下泵入密封柱面之間,由于動壓效應(yīng),使得由壓力入口至動壓槽根徑

處氣膜壓力逐漸抬升,在槽根徑處壓力達到最大值;隨后密封氣體自槽根徑至壓力出口處,

由于臺階效應(yīng),密封氣體流經(jīng)壩區(qū)時產(chǎn)生了能量耗散,從而使氣膜壓力迅速降低。柱面的膜

壓增加使得所形成的浮升力增大,迫使兩界面始終處于穩(wěn)定的非接觸狀態(tài)。同時當密封介

質(zhì)被泵吸入動壓槽內(nèi),在此過程中由于偏心率的作用,密封介質(zhì)被壓縮,依靠軸套外表面開

設(shè)的動壓槽,以及浮動環(huán)與軸套之間偏心率形成的楔形間隙,使得密封間隙中氣膜呈楔形

收斂式分布,二者共同作用產(chǎn)生的流體動壓效應(yīng)導(dǎo)致間隙內(nèi)氣體壓力升高,當運轉(zhuǎn)穩(wěn)定時,

在浮動環(huán)和軸套之間形成微米級氣體潤滑薄膜,介質(zhì)被氣體潤滑薄膜阻礙于主泄漏通道中

從而實現(xiàn)密封效果。

[0003] 柱面氣膜密封相比較于端面氣膜密封,其主要優(yōu)勢在于具有較好的柔性浮動性,可以允許更大的徑向位移,但是當柱面密封應(yīng)用于高速旋轉(zhuǎn)機械,尤其是航空航天領(lǐng)域中

時,現(xiàn)有的密封技術(shù)具有明顯局限,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

[0004] 第一,現(xiàn)有的柱面密封技術(shù)多為被動控制設(shè)計方法,在機組運行期間無法根據(jù)實際工況條件及服役環(huán)境的變化來作出反應(yīng),這種被動控制的設(shè)計方法和運行模式極大的削

弱了對密封性能的調(diào)控能力,當航空飛行器運行在復(fù)雜多變的工況下時變得不適用。

[0005] 第二,由于航空飛行器在高速或變姿態(tài)運行條件下,微通道內(nèi)的流體激振會使得柱面密封系統(tǒng)出現(xiàn)頻繁地非線性軸振,且密封氣膜的厚度一般情況下只有幾微米,即使在

氣膜剛度很大的情況下也沒有辦法應(yīng)對轉(zhuǎn)軸的大幅度徑向擺動、以及轉(zhuǎn)子大振動位移所引

起的接觸摩擦和磨損的威脅。

[0006] 第三,航空飛行器在運行過程中,機體的微小變化都可能誘發(fā)失穩(wěn),同時密封介質(zhì)在不同相態(tài)共存的情況下更容易受到環(huán)境因素和自身結(jié)構(gòu)帶來的隨機不確定性激勵影響,

進而產(chǎn)生碰摩,引起接觸干摩擦自激擺動振動,從而導(dǎo)致密封失效,降低機械工作效率,影

響整機工作。

[0007] 第四,現(xiàn)有柱面密封技術(shù)中的密封副大多采用“剛”配“剛”的配合模式,這種模式包容性較低,一定程度上加重了直接碰磨帶來的危害。

[0008] 綜上所述,現(xiàn)有的柱面密封技術(shù)難以直接應(yīng)用于高速旋轉(zhuǎn)機械,尤其是航空航天飛行器的軸端密封上,所以有必要探尋一種密封綜合性能良好、抗碰磨沖擊性能優(yōu)異的全

新密封技術(shù)。

實用新型內(nèi)容

[0009] 本實用新型提供一種主動抗沖擊振動的箔片氣膜密封結(jié)構(gòu),以解決現(xiàn)有技術(shù)中高速旋轉(zhuǎn)機械的軸端用柱面密封機組,在運行過程中存在被動控制、轉(zhuǎn)子?密封系統(tǒng)大振動位

移導(dǎo)致接觸摩擦磨損等問題,實現(xiàn)對密封機組的主動控制,使得密封間隙可調(diào),保證密封機

組保持在最佳工作狀態(tài)運行,同時提高抗碰磨沖擊性能、提高自適應(yīng)能力等目的。

[0010] 本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):[0011] 一種主動抗沖擊振動的箔片氣膜密封結(jié)構(gòu),包括定子組件、轉(zhuǎn)子組件,所述定子組件包括密封腔體,所述密封腔體的一端可拆卸連接壓緊端蓋,

[0012] 還包括位于密封腔體內(nèi)壁的若干分瓣式密封單元、位于所述分瓣式密封單元內(nèi)徑側(cè)的彈性密封組件、安裝在密封腔體內(nèi)的主動控制組件;

[0013] 所述轉(zhuǎn)子組件偏心安裝于彈性密封組件內(nèi)部,且轉(zhuǎn)子組件與彈性密封組件之間具有間隙;

[0014] 所述主動控制組件與分瓣式密封單元的外壁接觸。[0015] 針對現(xiàn)有技術(shù)中高速旋轉(zhuǎn)機械的軸端用柱面密封機組,在運行過程中存在被動控制、轉(zhuǎn)子?密封系統(tǒng)大振動位移導(dǎo)致接觸摩擦磨損等問題,本實用新型提出一種主動抗沖擊

振動的箔片氣膜密封結(jié)構(gòu),其中定子組件、轉(zhuǎn)子組件、密封腔體和壓緊端蓋等均為現(xiàn)有技

術(shù),在此不做贅述。本結(jié)構(gòu)以密封腔體作為定子組件的主體結(jié)構(gòu),在密封腔體內(nèi)壁安裝若干

分瓣式密封單元,分瓣式密封單元的內(nèi)壁安裝彈性密封組件。高壓介質(zhì)氣體從密封高壓側(cè)

流入密封結(jié)構(gòu),由于轉(zhuǎn)子組件旋轉(zhuǎn),在偏心安裝帶來的收斂效應(yīng)和流體粘性帶來的動壓鍥

形效應(yīng)的雙重作用下,形成帶壓流體薄膜,使得轉(zhuǎn)子組件與彈性密封組件之間始終保持一

定間隙,從而實現(xiàn)非接觸式密封。

[0016] 本結(jié)構(gòu)在密封腔體內(nèi)安裝主動控制組件,并使主動控制組件與分瓣式密封單元的外壁接觸,通過主動控制組件來改變分瓣式密封單元的徑向位置,由分瓣式密封單元驅(qū)動

彈性密封組件產(chǎn)生形變,從而改變氣膜形狀,氣膜形狀將直接影響密封性能和系統(tǒng)穩(wěn)定性。

所以,本申請實現(xiàn)了對密封機組的主動控制運行,使得密封間隙可調(diào),從而顯著增大氣體潤

滑膜的楔形空間,減弱交叉耦合效應(yīng),增強動壓效應(yīng),有利于保證密封機組運行保持在最佳

工作狀態(tài)。并且,本申請能夠?qū)崟r優(yōu)化和調(diào)控密封性能,從而防止在工作過程中由于不確定

性激勵誘發(fā)的的異常振動沖擊和摩擦磨損,也避免了運行狀態(tài)突變導(dǎo)致的密封系統(tǒng)的不穩(wěn)

定,極大程度地提高了柱面氣密封的抗干擾能力。

[0017] 本方案中,主動控制組件對分瓣式密封單元的輸出,可通過任意本領(lǐng)域技術(shù)人員可獲取的控制方式實現(xiàn),優(yōu)選的采用直接或間接向分瓣式密封單元施加作用力的方式;并

且,控制依據(jù)可通過氣膜壓力、泄漏量、溫度、摩擦力矩、振動、偏位角等實時輸出的密封性

能參數(shù)中的任意一種或多種來獨立或綜合評判;在用于航空航天飛行器中時,還可通過飛

行器預(yù)先設(shè)定的航向姿態(tài)精準預(yù)估密封能力來調(diào)節(jié)。

[0018] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解,本申請的密封結(jié)構(gòu)中沿軸向方向,其一端為高壓側(cè)、另一端為低壓側(cè),在工作時高壓介質(zhì)氣體需從高壓側(cè)流入。

[0019] 進一步的,所述主動控制組件包括依次相連的壓電陶瓷、柔性鉸鏈、剛性推桿;所述剛性推桿與分瓣式密封單元的外壁接觸。

[0020] 壓電陶瓷是一種能夠?qū)C械能和電能互相轉(zhuǎn)換的信息功能陶瓷材料,具有響應(yīng)速度快,無發(fā)熱,位移分辨率高等優(yōu)點。本方案以壓電陶瓷作為主動控制組件的主要組成部分

之一,當外界輸入的控制電壓作用于壓電陶瓷時,壓電陶瓷就會隨電壓和頻率的變化產(chǎn)生

機械變形,通過控制壓電陶瓷的供電信號可以良好的控制其機械變形。除此以外,本方案使

用壓電陶瓷還具有如下優(yōu)勢:由于壓電陶瓷具有敏感的特性,可以將極其微弱的機械振動

轉(zhuǎn)換成電信號,因此可敏感的感知流場的微小變化,這就豐富了柱面密封性能的監(jiān)測手段,

實現(xiàn)“電壓?密封性能?電壓?密封性能……”主動化的良性反饋和智能調(diào)控。

[0021] 但是,傳統(tǒng)的壓電陶瓷在體積比較小的情況下,其運動范圍也比較小,在用于本申請中對分瓣式密封單元施壓時只能夠產(chǎn)生幾微米的形變量,效果難以達到預(yù)期。基于此,本

方案還設(shè)置柔性鉸鏈與壓電陶瓷相連,并設(shè)置剛性推桿與柔性鉸鏈相連。

[0022] 柔性較鏈是一種結(jié)構(gòu)簡單、形狀較為規(guī)則的現(xiàn)有技術(shù),本方案以柔性較鏈作為壓電陶瓷微位移的放大機構(gòu),其在本方案中的功能是對壓電陶瓷較小的微位移進行顯著放

大,通過柔性較鏈的使用,可以使壓電陶瓷微小的機械變形從幾微米放大至幾十甚至幾百

微米,從而保證達到預(yù)期的主動控制效果。并且,本方案中使用柔性較鏈,還具有體積小、無

機械摩擦、無間隙、無噪聲、無磨損、定位精度高、結(jié)構(gòu)緊湊、運動靈敏度高且運行平穩(wěn)、免潤

滑等優(yōu)點,因此特別適用于航空航天、機器人、生物工程等精密領(lǐng)域內(nèi)的柱面密封應(yīng)用。

[0023] 所以,本方案利用壓電陶瓷的壓電性能,通過調(diào)節(jié)壓電陶瓷的供電信號,壓電陶瓷發(fā)生機械變形,該形變轉(zhuǎn)換為在徑向方向上發(fā)生微小位移,柔性鉸鏈會將該微小位移放大,

進而控制剛性推桿移動,由于壓電陶瓷、柔性鉸鏈、剛性推桿和分瓣式密封單元依次接觸,

所以能夠促使分瓣式密封單元產(chǎn)生變形,進一步影響內(nèi)部彈性密封組件,使之產(chǎn)生恰當?shù)?br />
形變。

[0024] 所述密封腔體上開設(shè)有若干安裝孔,密封腔體內(nèi)壁開設(shè)若干沿周向分布的凹槽;所述主動控制組件安裝在所述安裝孔內(nèi),所述分瓣式密封單元安裝在所述凹槽內(nèi)。安裝孔

用于為主動控制組件提供安裝工位,凹槽用于為分瓣式密封單元提供安裝工位。

[0025] 所述密封腔體內(nèi)壁的相鄰兩個凹槽之間開設(shè)軸向狹槽,所述軸向狹槽用于安裝彈性密封組件。軸向狹槽用于為彈性密封組件提供安裝工位。

[0026] 進一步的,所述彈性密封組件包括整周式平箔片、位于整周式平箔片外的分瓣式波箔片;所述整周式平箔片與分瓣式波箔片相互接觸。

[0027] 本方案中,沿著徑向方向,整周式平箔片的外壁與分瓣式波箔片的內(nèi)端相互接觸,分瓣式波箔片被夾持在整周式平箔片和分瓣式密封單元之間,分瓣式波箔片與整周式平箔

片、分瓣式密封單元間均會發(fā)生庫倫摩擦。由于整周式平箔片表面受到載荷作用以及整周

式平箔片和分瓣式波箔片間的庫倫摩擦作用,整個彈性密封組件在徑向方向和周向方向均

可發(fā)生微小變形,實現(xiàn)實時控制自適應(yīng)性調(diào)節(jié),從而充分保證密封的穩(wěn)定性。

[0028] 進一步的,所述分瓣式波箔片沿周向的兩端分別為固定端、分離邊界;[0029] 所述固定端通過軸向狹槽固定安裝在密封腔體上;[0030] 所述分瓣式波箔片上自分離邊界處開設(shè)有若干分離間隙,所述分離間隙垂直于分離邊界。

[0031] 本方案中,分離邊界即為分瓣式波箔片的自由端。對于每瓣波箔片而言,從分離邊界處開設(shè)若干分離間隙,使得每條分離間隙均與分離邊界垂直,并且分離間隙沒有完全貫

穿單瓣波箔片,使得每瓣波箔片在固定端依然保持整體結(jié)構(gòu),可防止箔片在溫度大幅度波

動下發(fā)生不必要的變形。

[0032] 進一步的,所述整周式平箔片在靠近密封高壓側(cè)的一端設(shè)置有向外徑方向延伸的延伸部,所述延伸部用于夾持固定在密封腔體和壓緊端蓋之間。

[0033] 本方案中延伸部位于密封高壓側(cè)且徑向向外延伸,因此可等效理解為一翻邊結(jié)構(gòu),在連接密封腔體和端蓋之前使延伸部就位,使得密封腔體和端蓋連接后,延伸部被穩(wěn)定

的夾持壓緊在兩者之間,以此充分保證密封面的完整性。

[0034] 進一步的,所述轉(zhuǎn)子組件包括偏心穿過密封腔體的旋轉(zhuǎn)軸、固定套設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸外的軸套。

[0035] 通過彈性密封組件的柔性支撐設(shè)計,可以包容轉(zhuǎn)子組件在徑向方向的偏移或跳動,同時對不可避免的加工誤差和安裝誤差起到補償和平衡作用,保證了彈性密封組件和

軸套始終保持非接觸狀態(tài),極大程度提高了柱面氣密封的抗振動干擾能力。

[0036] 進一步的,所述軸套外壁環(huán)形均布若干動壓槽,所述動壓槽延伸至軸套朝向密封高壓側(cè)的端面。本方案將動壓槽延伸至軸套高壓側(cè)的端面,即是以軸套的高壓側(cè)端面作為

起點開設(shè)動壓槽,使得動壓槽在軸套的高壓側(cè)端面為敞口狀態(tài),以便于高壓流體的快速進

入。

[0037] 進一步的,所述壓緊端蓋內(nèi)側(cè)設(shè)置有環(huán)形密封凹槽,所述環(huán)形密封凹槽內(nèi)放置密封墊片,所述壓緊端蓋和密封腔體之間通過緊定螺栓連接。在螺栓預(yù)緊力的作用下能夠壓

緊密封墊片,從而更好地提升密封性能。

[0038] 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下的優(yōu)點和有益效果:[0039] 1、本實用新型一種主動抗沖擊振動的箔片氣膜密封結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了對密封機組的主動控制運行,使得密封間隙可調(diào),從而顯著增大氣體潤滑膜的楔形空間,減弱交叉耦合效

應(yīng),增強動壓效應(yīng),有利于保證密封機組運行保持在最佳工作狀態(tài)。

[0040] 2、本實用新型一種主動抗沖擊振動的箔片氣膜密封結(jié)構(gòu),能夠?qū)崟r優(yōu)化和調(diào)控密封性能,從而防止在工作過程中由于不確定性激勵誘發(fā)的的異常振動沖擊和摩擦磨損,也

避免了運行狀態(tài)突變導(dǎo)致的密封系統(tǒng)的不穩(wěn)定,極大程度地提高了柱面氣膜密封的抗干擾

能力。

[0041] 3、本實用新型一種主動抗沖擊振動的箔片氣膜密封結(jié)構(gòu),通過柔性較鏈的使用,將壓電陶瓷的微小位移放大,通過控制剛性推桿移動,促使分瓣式密封單元產(chǎn)生變形,進一

步影響彈性密封組件,使之產(chǎn)生恰當?shù)男巫儭?br />
附圖說明[0042] 此處所說明的附圖用來提供對本實用新型實施例的進一步理解,構(gòu)成本申請的一部分,并不構(gòu)成對本實用新型實施例的限定。在附圖中:

[0043] 圖1為本實用新型具體實施例的爆炸圖;[0044] 圖2為本實用新型具體實施例的剖視圖;[0045] 圖3為本實用新型具體實施例局部剖開的結(jié)構(gòu)示意圖;[0046] 圖4為本實用新型具體實施例中密封腔體的結(jié)構(gòu)示意圖;[0047] 圖5為本實用新型具體實施例中壓緊端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖;[0048] 圖6為本實用新型具體實施例中軸套的結(jié)構(gòu)示意圖;[0049] 圖7為本實用新型具體實施例中整周式平箔片的結(jié)構(gòu)示意圖;[0050] 圖8為本實用新型具體實施例中分瓣式波箔片的結(jié)構(gòu)示意圖;[0051] 圖9為本實用新型具體實施例中分瓣式密封單元的結(jié)構(gòu)示意圖;[0052] 圖10為本實用新型具體實施例中壓電陶瓷的結(jié)構(gòu)示意圖;[0053] 圖11為本實用新型具體實施例中柔性鉸鏈和剛性推桿的結(jié)構(gòu)示意圖;[0054] 附圖中標記及對應(yīng)的零部件名稱:[0055] 1?密封腔體,11?安裝孔,12?定位槽,13?凹槽,14?軸向狹槽,15?緊定螺栓安裝孔;2?壓緊端蓋,21?環(huán)形密封凹槽,22?通孔,23?密封墊片;3?旋轉(zhuǎn)軸;4?軸套,41?動壓槽;5?整周式平箔片,51?延伸部;6?分瓣式波箔片,61?固定端,62?分離間隙,63?分離邊界;7?分瓣式密封單元;8?剛性推桿;9?柔性鉸鏈;100?壓電陶瓷;200?緊定螺栓。

具體實施方式[0056] 為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白,下面結(jié)合實施例和附圖,對本實用新型作進一步的詳細說明,本實用新型的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本

實用新型,并不作為對本實用新型的限定。在本申請的描述中,需要理解的是,術(shù)語“前”、

“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“高”、“低”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述,而不

是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不

能理解為對本申請保護范圍的限制。

[0057] 實施例1:[0058] 如圖1至圖11所示的一種主動抗沖擊振動的箔片氣膜密封結(jié)構(gòu),包括定子組件、轉(zhuǎn)子組件、主動控制組件、彈性密封組件。

[0059] 定子組件包括密封腔體1、安裝在密封腔體1內(nèi)的主動控制組件和彈性密封組件、可拆卸連接在密封腔體1一端的壓緊端蓋2。

[0060] 轉(zhuǎn)子組件包括偏心穿過密封腔體1的旋轉(zhuǎn)軸3、固定套設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸3外的軸套4。轉(zhuǎn)子組件偏心安裝在密封腔體1內(nèi),轉(zhuǎn)子組件與彈性密封組件之間具有間隙。

[0061] 如圖6所示,在軸套4外壁沿環(huán)形方向均布有若干動壓槽41,所述動壓槽41延伸至軸套4高壓端的端面。

[0062] 本實施例中所述軸套4與旋轉(zhuǎn)軸3采用過盈配合。[0063] 本實施例中動壓槽41可以為螺旋槽、直線槽、T型槽等形式,本實施例對動壓槽41的槽型不做限定。

[0064] 優(yōu)選的,動壓槽41槽深為3~10μm。[0065] 主動控制組件包括壓電陶瓷100、柔性鉸鏈9、剛性推桿8。其中,壓電陶瓷100、柔性鉸鏈9、剛性推桿8、分瓣式密封單元7依次接觸。

[0066] 彈性密封組件包括整周式平箔片5和固定安裝在軸向狹槽14內(nèi)的分瓣式波箔片6。整周式平箔片5與分瓣式波箔片6相互接觸,且整周式平箔片5位于所述分瓣式波箔片6的內(nèi)

徑側(cè)。

[0067] 本實施例的密封結(jié)構(gòu)在正常工作時,高壓介質(zhì)氣體從開設(shè)動壓槽的一端流入密封結(jié)構(gòu),由于轉(zhuǎn)子組件旋轉(zhuǎn),在偏心安裝帶來的收斂鍥效應(yīng)和流體粘性帶來的動壓鍥形效應(yīng)

的雙重作用下,形成帶壓流體薄膜,并在動壓槽的槽根徑部位達到最大壓力,在鍥形效應(yīng)和

動壓效應(yīng)的共同作用下,使得轉(zhuǎn)子組件與彈性密封組件之間始終保持一定間隙,從而實現(xiàn)

對主泄漏通道的封堵。

[0068] 實施例2:[0069] 一種主動抗沖擊振動的箔片氣膜密封結(jié)構(gòu),在實施例1的基礎(chǔ)上,所述密封腔體1上開設(shè)有若干安裝孔11,密封腔體1內(nèi)壁開設(shè)若干沿周向分布的凹槽13;分瓣式密封單元7

安裝在凹槽13內(nèi),分瓣式密封單元7與密封腔體1的內(nèi)壁平齊。相鄰兩個凹槽13之間開設(shè)軸

向狹槽14,所述軸向狹槽14用于安裝彈性密封組件。

[0070] 優(yōu)選的,所述分瓣式密封單元7沿周向布置3~5個。[0071] 本實施例中,主動控制組件通過密封腔體1外側(cè)的安裝孔11實現(xiàn)與分瓣式密封單元7的連接;所述主動控制組件與安裝孔11通過密封圈實現(xiàn)緊固配合。

[0072] 本實施例中當外界輸入電壓作用于壓電陶瓷100時,壓電陶瓷100就會隨電壓和頻率的變化產(chǎn)生機械變形,通過控制壓電陶瓷100的供電信號可以良好的控制其機械變形。同

時由于壓電陶瓷100具有敏感的特性,可以將極其微弱的機械振動轉(zhuǎn)換成電信號,因此可敏

感的感知流場的微小變化。

[0073] 本方案利用壓電陶瓷的壓電性能,通過調(diào)節(jié)壓電陶瓷100的供電信號,壓電陶瓷100發(fā)生機械變形,壓電陶瓷100發(fā)生的形變轉(zhuǎn)換為在徑向方向上發(fā)生微小位移,柔性鉸鏈9

會將該微小位移放大,進而控制剛性推桿8移動,促使分瓣式密封單元7產(chǎn)生變形,以此控制

彈性密封組件,使之產(chǎn)生恰當?shù)男巫儭?br />
[0074] 實施例3:[0075] 一種主動抗沖擊振動的箔片氣膜密封結(jié)構(gòu),在實施例1或2的基礎(chǔ)上,所述彈性密封組件包括整周式平箔片5、位于整周式平箔片5外的若干分瓣式波箔片6;所述整周式平箔

片5與分瓣式波箔片6相互接觸。

[0076] 所述分瓣式波箔片6沿周向的兩端分別為固定端61、分離邊界63;所述固定端61用于固定安裝在密封腔體1上;所述分瓣式波箔片6上自分離邊界63處開設(shè)有若干分離間隙

62,所述分離間隙62垂直于分離邊界63。

[0077] 所述整周式平箔片5在靠近密封高壓側(cè)的一端設(shè)置有向外徑方向延伸的延伸部51,所述延伸部51用于夾持固定在密封腔體1和壓緊端蓋2之間。

[0078] 本實施例中,分瓣式波箔片6的固定端61安裝至軸向狹槽14中,采用過盈配合,保證分瓣式波箔片6不會從軸向狹槽14中松動或脫落出來。

[0079] 本實施例中沿著徑向方向,整周式平箔片的外壁與分瓣式波箔片的內(nèi)端相互接觸,分瓣式波箔片被夾持在整周式平箔片和分瓣式密封單元之間,分瓣式波箔片與整周式

平箔片、分瓣式密封單元間均會發(fā)生庫倫摩擦。由于整周式平箔片表面受到載荷作用以及

整周式平箔片和分瓣式波箔片間的庫倫摩擦作用,整個彈性密封組件在徑向方向和周向方

向均可發(fā)生微小變形,實現(xiàn)實時控制自適應(yīng)性調(diào)節(jié),從而充分保證密封的穩(wěn)定性。

[0080] 優(yōu)選的,所述整周式平箔片5的厚度取0.25~0.35mm。[0081] 優(yōu)選的,所述分瓣式波箔片6的厚度取0.25~0.35mm。[0082] 優(yōu)選的,為了便于翻邊加工整周式平箔片5的延伸部51,可將其端部設(shè)置為鋸齒狀結(jié)構(gòu)。

[0083] 實施例4:[0084] 一種主動抗沖擊振動的箔片氣膜密封結(jié)構(gòu),在上述任一實施例的基礎(chǔ)上,壓緊端蓋2和密封腔體1之間通過緊定螺栓200連接。壓緊端蓋2內(nèi)側(cè)設(shè)置有環(huán)形密封凹槽21,在環(huán)

形密封凹槽21內(nèi)放置密封墊片23,緊定螺栓200穿過通孔22實現(xiàn)端蓋和密封環(huán)之間的可拆

卸連接。同時通過擰緊緊定螺栓200,實現(xiàn)對延伸部的充分擠壓夾持,以保證對平箔片高壓

端的有效固定,防止軸向和徑向移動;同時壓緊密封墊片23,也能夠提高密封性能。

[0085] 優(yōu)選的,在密封腔體1的端部還設(shè)置定位槽12,用于與環(huán)形密封凹槽21相匹配,共同容納密封墊片23。

[0086] 以上所述的具體實施方式,對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明,所應(yīng)理解的是,以上所述僅為本實用新型的具體實施方式而已,并不用于限

定本實用新型的保護范圍,凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi),所做的任何修改、等同替

換、改進等,均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。

[0087] 需要說明的是,在本文中,諸如術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其它變體,意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要

素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備

所固有的要素。此外,在本文中使用的術(shù)語“連接”在不進行特別說明的情況下,可以是直接

相連,也可以是經(jīng)由其他部件間接相連。



聲明:
“主動抗沖擊振動的箔片氣膜密封結(jié)構(gòu)” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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