本發(fā)明涉及渦輪部件封嚴(yán)結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及渦輪靜子部件間封嚴(yán)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

航空發(fā)動機(jī)的研制技術(shù)已經(jīng)達(dá)到較高的水平，氣動、性能和傳熱學(xué)等方面較難取得大的突破，但在某些結(jié)構(gòu)設(shè)計上做些改進(jìn)，減少發(fā)動機(jī)漏氣損失，就能使部件和發(fā)動機(jī)的效率得到較大提高，因此封嚴(yán)技術(shù)研究也越來越重視。

對于工作條件多為高溫高載荷的零部件來說，例如發(fā)動機(jī)渦輪部件，工作過程中相鄰靜子部件之間往往因溫度、壓力、材料的差異而導(dǎo)致變形量不一致，通常采用接觸式浮動封嚴(yán)結(jié)構(gòu)設(shè)計來保證兩部件工作狀態(tài)相對竄動后沒有碰磨風(fēng)險，同時兩部件之間封嚴(yán)可靠無泄漏，防止出現(xiàn)磨損和漏氣等情況，對發(fā)動機(jī)穩(wěn)定性、壽命和效率有較大影響，因此接觸式浮動封嚴(yán)結(jié)構(gòu)設(shè)計也是渦輪結(jié)構(gòu)設(shè)計中的難點(diǎn)和關(guān)鍵。對于其他工作環(huán)境變化較大的機(jī)械設(shè)備來說，零部件之間的接觸式浮動封嚴(yán)也是需要不斷研究改進(jìn)的方向之一。

現(xiàn)有技術(shù)一般采用球面封嚴(yán)、漲圈封嚴(yán)、石墨封嚴(yán)或w環(huán)封嚴(yán)等接觸式浮動封嚴(yán)結(jié)構(gòu)來保證密封和工作裕度，但球面封嚴(yán)的結(jié)構(gòu)尺寸比較大，需要有一定的球面接觸面積來保證封嚴(yán)效果，同時接觸面之間需要設(shè)計間隙來保證裝配，封嚴(yán)效果不好；漲圈封嚴(yán)為保證裝配冷態(tài)間隙比較大，漲圈表面易磨損，拆裝不便；石墨封嚴(yán)的結(jié)構(gòu)尺寸偏大，難以用于薄壁件封嚴(yán)；w環(huán)封嚴(yán)由于w環(huán)壓縮量有限，難以用于浮動量要求較大的情況，并且w環(huán)成本較高。接觸式浮動封嚴(yán)技術(shù)迫切需要解決的難題是如何應(yīng)用于零部件冷熱態(tài)相對竄動量大、多方向性，且零部件連接部位結(jié)構(gòu)緊湊、封嚴(yán)要求高的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的至少一種缺陷，本發(fā)明提供了一種渦輪靜子部件間封嚴(yán)結(jié)構(gòu)，所述封嚴(yán)結(jié)構(gòu)包括封嚴(yán)部件和固定螺栓；

封嚴(yán)部件包括從內(nèi)到外依次套設(shè)的至少兩層彈片層，彈片層呈筒狀，每個彈片層包括周向排布的至少三個彈片，各彈片層的彈片數(shù)量相同，同一彈片層中的相鄰彈片在周向上留有彈片間隙，相鄰的兩個彈片層的彈片間隙周向錯開排布，彈片的橫截面呈拱形，每個彈片均和相鄰彈片層的其中兩個相鄰彈片貼合接觸；

封嚴(yán)部件在周向上具有多個公共搭接部，公共搭接部為各彈片層在徑向上均相互重疊的部分，公共搭接部的數(shù)量是同一彈片層包含的彈片數(shù)量的兩倍，固定螺栓貫穿公共搭接部并將封嚴(yán)部件的一端固定在第一靜子件上，封嚴(yán)部件的固定在第一靜子件的一端為封嚴(yán)固定端，封嚴(yán)部件的另一端與第二靜子件過盈接觸，封嚴(yán)部件的和第二靜子件接觸的一端為封嚴(yán)接觸端。

優(yōu)選的，第二靜子件的與封嚴(yán)部件相接觸的部分為坡面，封嚴(yán)部件的封嚴(yán)接觸端被所述坡面撐開，所述封嚴(yán)接觸端和所述坡面之間的過盈量根據(jù)第一靜子件和第二靜子件之間的軸向竄動量以及封嚴(yán)部件的工作強(qiáng)度決定。

優(yōu)選的，所述封嚴(yán)結(jié)構(gòu)還包括封嚴(yán)環(huán)；

封嚴(yán)環(huán)可拆卸地固定在第二靜子件上，封嚴(yán)環(huán)和第二靜子件之間形成凹槽，所述凹槽的開口端面向第一靜子件，封嚴(yán)部件的封嚴(yán)接觸端被封嚴(yán)環(huán)的徑向壓緊力壓緊在所述凹槽內(nèi)；

所述封嚴(yán)接觸端的端面和所述凹槽的槽底之間留有距離，該距離根據(jù)第一靜子件和第二靜子件之間的軸向竄動量和徑向竄動量決定。

優(yōu)選的，所述封嚴(yán)結(jié)構(gòu)還包括多個卡套，卡套周向均布在封嚴(yán)部件的封嚴(yán)固定端并通過所述固定螺栓固定在第一靜子件上。

優(yōu)選的，每個彈片的形狀和尺寸均相同，彈片的形狀為長方形或正方形。

優(yōu)選的，封嚴(yán)部件包括三層彈片層。

優(yōu)選的，每層彈片層包括五個彈片。

優(yōu)選的，每個彈片上開有兩個和固定螺栓配合使用的螺栓孔。

本發(fā)明提供的渦輪靜子部件間封嚴(yán)結(jié)構(gòu)，具有如下有益效果：

1、當(dāng)工作過程中零部件之間產(chǎn)生軸向、徑向大尺寸相對位移量時，封嚴(yán)部件依靠彈片間隙的漲大、縮小實(shí)現(xiàn)隨兩靜子件相對位置的變化而變化，可以較好的實(shí)現(xiàn)零部件之間的接觸式封嚴(yán)，防止工作過程中漏氣；

2、封嚴(yán)部件與零件之間有一定緊度，與其它封嚴(yán)結(jié)構(gòu)相比，無需采取預(yù)留間隙設(shè)計，可以保證封嚴(yán)要求；

3、封嚴(yán)部件采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計，減小了其與零部件之間的磨損量，且內(nèi)層彈片出現(xiàn)磨損時方便更換；

4、可根據(jù)不同的工況環(huán)境，采取封嚴(yán)環(huán)或卡套來對工況進(jìn)行對應(yīng)封嚴(yán)，增強(qiáng)封嚴(yán)密封效果。

附圖說明

圖1是渦輪靜子部件間封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2-1是單層彈片層的俯視示意圖；

圖2-2是具有兩層彈片層的封嚴(yán)部件的俯視示意圖；

圖2-3是具有三層彈片層的封嚴(yán)部件的俯視示意圖；

圖2-4是裝配封嚴(yán)部件的局部示意圖；

圖3是彈片的正視示意圖；

圖4是渦輪靜子部件間封嚴(yán)結(jié)構(gòu)另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是渦輪靜子部件間封嚴(yán)結(jié)構(gòu)又一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：封嚴(yán)部件1，彈片層2，彈片3，彈片間隙4，螺栓孔5，固定螺栓6，第一靜子件7，第二靜子件8，封嚴(yán)環(huán)9，卡套10，公共搭接部11。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“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，均僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，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發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

下面通過具體的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

實(shí)施例一：

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種渦輪靜子部件間封嚴(yán)結(jié)構(gòu)，包括封嚴(yán)部件1和固定螺栓6；

如圖2-1及圖2-2所示，封嚴(yán)部件1包括從內(nèi)到外依次套設(shè)的至少兩層彈片層2，本實(shí)施例中，彈片層2的數(shù)量為兩層，還可以如圖2-3所示設(shè)置三層彈片層2，彈片層2的層數(shù)根據(jù)現(xiàn)場工況和需求來決定；彈片層2呈筒狀，每個彈片層2包括周向排布的至少三個彈片3，各彈片層2的彈片3數(shù)量相同，本實(shí)施例中，每個彈片層2包含的彈片3數(shù)量為五個；同一彈片層2中的相鄰彈片3在周向上留有彈片間隙4，相鄰的兩個彈片層2的彈片間隙4周向錯開排布，即相鄰的兩個彈片層2的彈片間隙4在徑向上不重疊；

由于有彈片間隙4的存在，因此一層彈片層2并不是一個整環(huán)結(jié)構(gòu)，減小了封嚴(yán)部件1和靜子件之間的接觸面積，也就減少了表面磨損量，同時至少兩層的彈片層2也能保證封嚴(yán)效果，彈片3若出現(xiàn)磨損后也方便更換。

彈片3的橫截面呈拱形，每個彈片3均和相鄰彈片層2的其中兩個相鄰彈片3貼合接觸，以圖2-2為例，內(nèi)層彈片層2的每個彈片3均和外層彈片層2的兩個相鄰彈片3貼合接觸，外層彈片層2的每個彈片3均和內(nèi)層彈片層2的兩個相鄰彈片3貼合接觸。

如圖2-4所示，封嚴(yán)部件1在周向上具有多個公共搭接部11，公共搭接部11為各彈片層2在徑向上均相互重疊的部分，公共搭接部11的數(shù)量是同一彈片層2包含的彈片3數(shù)量的兩倍，本實(shí)施例中，由于每個彈片層2包含五個彈片3，因此公共搭接部11共有十個，固定螺栓6貫穿公共搭接部11并將封嚴(yán)部件1的一端固定在第一靜子件7上，若每個公共搭接部11通過一個固定螺栓6固定，則本實(shí)施例中共需十個固定螺栓6。

本實(shí)施例中，每個彈片3的形狀和尺寸均相同，但這只是一種優(yōu)選情況，只要能夠有足夠長度的搭接量來形成公共搭接部11，使封嚴(yán)部件1能夠順利安裝在第一靜子件7上，并且同一彈片層2的各彈片3之間還能留有一定的彈片間隙4，避免同一彈片層2的各彈片3之間有碰磨風(fēng)險，則可以允許彈片3的形狀和尺寸不完全相同，同時，彈片3的材料優(yōu)選采用0cr18ni9不銹鋼。

彈片3的形狀為長方形或正方形，本實(shí)施例中選用長方形的彈片3，其示意圖如圖3所示，彈片3上開有兩個和固定螺栓6配合使用的螺栓孔5，同一彈片層2的各彈片3的螺栓孔5周向排布在彈片層2上，每層彈片層2的相對應(yīng)的螺栓孔5均同軸，并形成公共搭接部11，以使固定螺栓6貫穿徑向位置相同的螺栓孔5。

本實(shí)施例中渦輪靜子部件間封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，該封嚴(yán)結(jié)構(gòu)可用于燃?xì)廨啓C(jī)排氣段內(nèi)流道的封嚴(yán)，封嚴(yán)部件1的固定在第一靜子件7的一端為封嚴(yán)固定端，封嚴(yán)部件1的另一端與第二靜子件8過盈接觸，封嚴(yán)部件1的和第二靜子件8接觸的一端為封嚴(yán)接觸端；

第二靜子件8的與封嚴(yán)部件1相接觸的部分為坡面，封嚴(yán)部件1的封嚴(yán)接觸端被所述坡面撐開，封嚴(yán)接觸端和第二靜子件8之間的過盈接觸依靠封嚴(yán)接觸端被撐開來實(shí)現(xiàn)，封嚴(yán)接觸端和第二靜子件8坡面之間的過盈量根據(jù)第一靜子件7和第二靜子件8之間的軸向竄動量以及封嚴(yán)部件1的工作強(qiáng)度決定，通過計算軸向竄動量和封嚴(yán)部件1的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等參數(shù)，來決定封嚴(yán)接觸端和第二靜子件8坡面之間的過盈量及接觸面積；

當(dāng)?shù)谝混o子件7和第二靜子件8之間發(fā)生軸向竄動時，封嚴(yán)部件1和第二靜子件8的接觸面積減小且過盈量減小，但封嚴(yán)部件1不脫離第二靜子件8并能繼續(xù)保證封嚴(yán)密封效果，因?yàn)榉鈬?yán)部件1的封嚴(yán)接觸端是被撐開的，因此在發(fā)生軸向竄動時，封嚴(yán)部件1會有恢復(fù)原狀的趨勢，而封嚴(yán)部件1通過彈片間隙4的漲大、縮小實(shí)現(xiàn)在撐開、縮回后仍能繼續(xù)緊貼第二靜子件8，以保證封嚴(yán)密封效果。

實(shí)施例二：

本發(fā)明提供了另一種渦輪靜子部件間封嚴(yán)結(jié)構(gòu)，包括封嚴(yán)部件1和固定螺栓6，還包括多個卡套10，本實(shí)施例中渦輪靜子部件間封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示，該封嚴(yán)結(jié)構(gòu)可用于高壓渦輪試驗(yàn)件外流道的封嚴(yán)，封嚴(yán)部件1的固定在第一靜子件7的一端為封嚴(yán)固定端，封嚴(yán)部件1的另一端與第二靜子件8過盈接觸，封嚴(yán)部件1的和第二靜子件8接觸的一端為封嚴(yán)接觸端；

第二靜子件8的與封嚴(yán)部件1相接觸的部分為坡面，封嚴(yán)部件1的封嚴(yán)接觸端被所述坡面撐開，封嚴(yán)接觸端和第二靜子件8之間的過盈接觸依靠封嚴(yán)接觸端被撐開來實(shí)現(xiàn)，封嚴(yán)接觸端和第二靜子件8坡面之間的過盈量根據(jù)第一靜子件7和第二靜子件8之間的軸向竄動量以及封嚴(yán)部件1的工作強(qiáng)度決定，通過計算軸向竄動量和封嚴(yán)部件1的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等參數(shù)，來決定封嚴(yán)接觸端和第二靜子件8坡面之間的過盈量及接觸面積，此時根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境和工況可選擇安裝卡套10；

卡套10周向均布在封嚴(yán)部件1的封嚴(yán)固定端并通過所述固定螺栓6固定在第一靜子件7上，優(yōu)選的，卡套10采用剛性強(qiáng)的材料制作，用于緊固封嚴(yán)部件1，防止封嚴(yán)部件1最外層的彈片層2的周向邊緣翹起，并且卡套10使固定螺栓6的螺栓頭不直接與封嚴(yán)部件1相接觸，增加了接觸面積和封嚴(yán)部件1的穩(wěn)固性；

當(dāng)?shù)谝混o子件7和第二靜子件8之間發(fā)生軸向竄動時，封嚴(yán)部件1和第二靜子件8的接觸面積減小且過盈量減小，但封嚴(yán)部件1不脫離第二靜子件8并能繼續(xù)保證封嚴(yán)密封效果，因?yàn)榉鈬?yán)部件1的封嚴(yán)接觸端是被撐開的，因此在發(fā)生軸向竄動時，封嚴(yán)部件1會有恢復(fù)原狀的趨勢，而封嚴(yán)部件1通過彈片間隙4的漲大、縮小實(shí)現(xiàn)在撐開、縮回后仍能繼續(xù)緊貼第二靜子件8，以保證封嚴(yán)密封效果。

本實(shí)施例中渦輪靜子部件間封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的封嚴(yán)部件1和固定螺栓6等其它部分均與實(shí)施例一相同，不再贅述。

實(shí)施例三：

本發(fā)明提供了又一種渦輪靜子部件間封嚴(yán)結(jié)構(gòu)，包括封嚴(yán)部件1和固定螺栓6，還包括封嚴(yán)環(huán)9，封嚴(yán)部件1的固定在第一靜子件7的一端為封嚴(yán)固定端，封嚴(yán)部件1的另一端與第二靜子件8過盈接觸，封嚴(yán)部件1的和第二靜子件8接觸的一端為封嚴(yán)接觸端；

本實(shí)施例中渦輪靜子部件間封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示，該封嚴(yán)結(jié)構(gòu)可用于燃?xì)廨啓C(jī)排氣段外流道的封嚴(yán)，第二靜子件8的與封嚴(yán)部件1相接觸的部分為平面，封嚴(yán)環(huán)9可拆卸地固定在第二靜子件8上，優(yōu)選的，封嚴(yán)環(huán)9通過螺栓固定在第二靜子件8上，封嚴(yán)環(huán)9和第二靜子件8之間形成凹槽，所述凹槽的開口端面向第一靜子件7，封嚴(yán)部件1的封嚴(yán)接觸端被封嚴(yán)環(huán)9的徑向壓緊力壓緊在所述凹槽內(nèi)，通過徑向壓緊力保證封嚴(yán)部件1與第二靜子件8過盈接觸，保證封嚴(yán)效果，同時封嚴(yán)接觸端能夠在所述凹槽內(nèi)軸向移動；

所述封嚴(yán)接觸端的端面和所述凹槽的槽底之間留有距離，該距離根據(jù)第一靜子件7和第二靜子件8之間的竄動量決定，同時所述封嚴(yán)接觸端伸入所述凹槽內(nèi)的距離也需能夠保證所述封嚴(yán)接觸端不會脫離所述凹槽，以保證封嚴(yán)效果。

當(dāng)?shù)谝混o子件7和第二靜子件8之間發(fā)生軸向竄動時，封嚴(yán)部件1的所述封嚴(yán)接觸端被軸向拉動，若是兩靜子件互相遠(yuǎn)離，則所述封嚴(yán)接觸端的端面遠(yuǎn)離所述凹槽槽底，若是兩靜子件互相靠近，則所述封嚴(yán)接觸端的端面靠近所述凹槽槽底；

當(dāng)?shù)谝混o子件7和第二靜子件8之間發(fā)生徑向竄動時，封嚴(yán)部件1的所述封嚴(yán)接觸端依舊是被軸向拉動，若是兩靜子件徑向互相遠(yuǎn)離，則所述封嚴(yán)接觸端的端面遠(yuǎn)離所述凹槽槽底，若是兩靜子件徑向互相靠近，則所述封嚴(yán)接觸端的端面靠近所述凹槽槽底。

本實(shí)施例中渦輪靜子部件間封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的封嚴(yán)部件1和固定螺栓6等其它部分均與實(shí)施例一相同，不再贅述。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。