一种具有蜂窝密封的涡轮叶片

本发明涉及涡轮叶片结构，尤其涉及一种具有蜂窝密封的涡轮叶片。

背景技术：

1、随着航空发动机的不断发展，为了达到飞行要求，更高的循环效率和更好的冷却效果成了航空发动机研究的重要方向。变循环发动机可调叶片技术通过改变涡轮叶片的几何截面，来应对不同情况下的动力需求，以提高发动机的工作效率。这类叶片在改变形状的同时会产生一个可调型面，可调型面的转动会产生间隙泄露，这部分泄露一定程度上影响了发动机导叶能量转换的效率。因此需要一种可减少间隙泄露、可达到更高能量转换效率的叶片结构。

技术实现思路

1、发明目的：针对现有技术可调型面转动时产生间隙泄露的缺点，本发明提供一种具有蜂窝密封的涡轮叶片，以减少间隙泄露，同时提高叶片的能量转换效率及冷却效率。

2、技术方案：为解决上述问题，本发明采用一种具有蜂窝密封的涡轮叶片，包括可调型面和固定型面，所述固定型面上设有用于安装可调型面的开口，所述可调型面一端通过连接轴安装于开口内，可调型面与固定型面围绕形成密封空腔；所述固定型面内顶部设有卡槽，所述可调型面另一端位于卡槽，当可调型面绕连接轴转动时，可调型面另一端在卡槽内滑动以改变叶片截面；所述可调型面两侧与固定型面的接触面上设有蜂窝密封结构，所述蜂窝密封结构位于可调型面上并与固定型面内壁接触，所述蜂窝密封结构用于对可调型面与固定型面之间的间隙进行密封。

3、进一步的，所述蜂窝密封结构包括多个正六边形蜂窝。

4、进一步的，所述正六边形蜂窝边长为0.5mm；相邻两正六边形蜂窝的间距为0.23mm。

5、进一步的，所述开口呈长方形，且开口的一端与固定型面一端圆弧面相接而另一端与固定型面的平直表面相接，当可调型面的两侧面埋入开口内时，可调型面的外表面与固定型面的圆弧面、平直表面共同形成连续的光滑表面。

6、进一步的，所述蜂窝密封结构的厚度为1mm。

7、进一步的，所述密封空腔内还设有转轴和与转轴连接的凸轮，所述凸轮与可调型面接触，凸轮随转轴转动使可调型面一端在卡槽内滑动。

8、进一步的，所述转轴安装于固定型面与蜂窝密封结构的接触面上。

9、进一步的，所述转轴的轴线垂直于转轴安装面所在平面。

10、进一步的，所述可调型面的宽度等于固定型面两侧面内壁之间的距离，所述侧面为固定型面与蜂窝密封结构的接触面。

11、进一步的，固定型面的两侧面互相平行。

12、有益效果：本发明相对于现有技术，其显著优点是(1)通过在可调型面上设置蜂窝密封结构，有效减小叶片的间隙泄露，提高叶片的能量转换效率及冷却效率；(2)通过凸轮改变叶片几何截面形状，实现叶片形状的无级调节。

技术特征：

1.一种具有蜂窝密封的涡轮叶片，其特征在于，包括可调型面(1)和固定型面(2)，所述固定型面(2)上设有用于安装可调型面(1)的开口，所述可调型面(1)一端通过连接轴(6)安装于开口内，可调型面(1)与固定型面(2)围绕形成密封空腔；所述固定型面(2)内顶部设有卡槽(21)，所述可调型面(1)另一端位于卡槽(21)，当可调型面(1)绕连接轴(6)转动时，可调型面(1)另一端在卡槽(21)内滑动以改变叶片截面；所述可调型面(1)两侧与固定型面(2)的接触面上设有蜂窝密封结构(3)，所述蜂窝密封结构(3)位于可调型面(1)上并与固定型面(2)内壁接触，所述蜂窝密封结构(3)用于对可调型面(1)与固定型面(2)之间的间隙进行密封。

2.如权利要求1所述的涡轮叶片，其特征在于，所述蜂窝密封结构(3)包括多个正六边形蜂窝。

3.如权利要求2所述的涡轮叶片，其特征在于，所述正六边形蜂窝边长为0.5mm；相邻两正六边形蜂窝的间距为0.23mm。

4.如权利要求1或2所述的涡轮叶片，其特征在于，所述开口呈长方形，且开口的一端与固定型面一端圆弧面相接而另一端与固定型面的平直表面相接，当可调型面(1)的两侧面埋入开口内时，可调型面(1)的外表面与固定型面的圆弧面、平直表面共同形成连续的光滑表面。

5.如权利要求4所述的涡轮叶片，其特征在于，所述蜂窝密封结构(3)的厚度为1mm。

6.如权利要求1所述的涡轮叶片，其特征在于，所述密封空腔内还设有转轴(5)和与转轴(5)连接的凸轮(6)，所述凸轮(6)与可调型面(1)接触，凸轮(6)随转轴(5)转动使可调型面(1)一端在卡槽(21)内滑动。

7.如权利要求6所述的涡轮叶片，其特征在于，所述转轴(5)安装于固定型面(2)与蜂窝密封结构(3)的接触面上。

8.如权利要求7所述的涡轮叶片，其特征在于，所述转轴(5)的轴线垂直于转轴(5)安装面所在平面。

9.如权利要求1所述的涡轮叶片，其特征在于，所述可调型面(1)的宽度等于固定型面(2)两侧面内壁之间的距离，所述侧面为固定型面(2)与蜂窝密封结构(3)的接触面。

10.如权利要求9所述的涡轮叶片，其特征在于，固定型面(2)的两侧面互相平行。

技术总结本发明公开了一种具有蜂窝密封的涡轮叶片，包括可调型面和固定型面，固定型面上设有用于安装可调型面的开口，可调型面一端通过连接轴安装于开口内，可调型面与固定型面围绕形成密封空腔；固定型面内顶部设有卡槽，可调型面另一端位于卡槽，当可调型面绕连接轴转动时，可调型面另一端在卡槽内滑动以改变叶片截面；可调型面两侧与固定型面的接触面上设有蜂窝密封结构，蜂窝密封结构位于可调型面上并与固定型面内壁接触，蜂窝密封结构用于对可调型面与固定型面之间的间隙进行密封。本发明通过在可调型面上设置蜂窝密封结构，有效减小叶片的间隙泄露，提高叶片的能量转换效率及冷却效率；通过凸轮改变叶片几何截面形状，实现叶片形状的无级调节。技术研发人员：马朝恺,肖坤,吴显庭,张弢受保护的技术使用者：南京航空航天大学技术研发日：技术公布日：2024/6/26