涡轮导叶与外环支撑之间的封严装置、涡轮及航空发动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及封严技术领域，尤其涉及一种涡轮导叶与外环支撑之间的封严装置、涡轮及航空发动机。
【背景技术】
[0002]涡轮中导向叶片、动叶和外环构成流道，直接与高温燃气接触，其中外环位于动叶的上端，构成流道的一部分。为减小外环对机匣的导热，高压涡轮的外环一般不直接悬挂在机匣上，而是通过挂钩悬挂在外环支撑上，外环支撑再通过挂钩悬挂在机匣上。考虑到热膨胀的影响，在导向叶片与外环和外环支撑之间一般会设置有一定的间隙，为防止流道的中的高温燃气通过导向叶片与外环和外环支撑之间的间隙泄露出去，使机匣过热，一般在导向叶片与外环支撑之间设置弹性封严环，在装配的时候在轴向给弹性封严环一定的预紧力，使其在装配状态保持压紧的的状态，从而与左右两端面保持压紧密封的状态。
[0003]导叶在周向上被分为若干扇形段，外环支撑在周向上也被分为若干扇形段，导叶和外环支撑周向的扇形段数有可能不一样。在工作过程中，由于燃气在环形通道中沿周向是不均匀的，脉动的，会引起导叶扇形段的振动，不同导叶扇形段的振幅是不一致的，因而会导致弹性封严环的左端不能与所有导叶扇形段的右端面同时保持压紧状态；或者，由于制造精度或装配误差等原因，也会导致所有导叶扇形段的右端面不是齐平的，因此也有可能导致弹性封严环的左端不能与所有导叶扇形段的右端面同时保持压紧状态。相似地，所有外环支撑的左端面也不一定都是齐平的，也可能导致弹性封严环的右端不能与所有外环支撑扇形段的左端面保持压紧状态，从而导致燃气泄漏。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提出一种涡轮导叶与外环支撑之间的封严装置、涡轮及航空发动机，尽可能地使所有导叶扇形段和所有外环支撑扇形段能够同时与封严装置保持压紧状态，避免燃气泄漏。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供了一种涡轮导叶与外环支撑之间的封严装置，包括封严环，所述封严环包括第一弹片和第二弹片，所述第一弹片包括多个在圆周方向上形成的第一扇形段，多个所述第一扇形段与涡轮导叶所形成的多个第一区段的个数和周向长度均相同，所述第二弹片包括多个在圆周方向上形成的第二扇形段，多个所述第二扇形段与外环支撑所形成的多个第二区段的个数和周向长度均相同，每个所述第一扇形段均与相应的所述第一区段对齐且压紧接触，每个所述第二扇形段均与相应的所述第二区段对齐且压紧接触。
[0006]进一步地，所述封严环还包括用于连接所述第一弹片和所述第二弹片的连接部，所述连接部在圆周方向上是连续的。
[0007]进一步地，所述连接部包括向所述第一弹片和所述第二弹片的延伸方向凸起的拱门结构。
[0008]进一步地，所述第一弹片与所述涡轮导叶的接触面和/或所述第二弹片与所述外环支撑的接触面为曲面。
[0009]进一步地，所述第一弹片、所述第二弹片和所述连接部一体成型。
[0010]为实现上述目的，本实用新型还提供了一种涡轮，包括上述的涡轮导叶与外环支撑之间的封严装置。
[0011]进一步地，所述涡轮包括一级涡轮导叶、一级外环支撑、二级涡轮导叶和二级外环支撑，所述一级涡轮导叶和所述一级外环支撑之间、所述二级涡轮导叶和所述二级外环支撑之间均设有所述封严环。
[0012]为实现上述目的，本实用新型还提供了一种航空发动机，包括上述的涡轮。
[0013]基于上述技术方案，由于涡轮导叶与外环支撑在圆周方向上分别被分为多个第一区段和多个第二区段，本实用新型通过设置包括第一弹片和第二弹片的封严环，并将第一弹片和第二弹片分别分隔为与第一区段相同个数和周向长度的多个第一扇形段和与第二区段相同个数和周向长度的多个第二扇形段，每个第一扇形段与相应的第一区段对齐并压紧接触，每个第二扇形段与相应的第二区段对齐并压紧接触，从而使得第一弹片的外端面与涡轮导叶的端面形成紧密接触，第二弹片的外端面与外环支撑的端面形成紧密接触，并且即使涡轮导叶或外环支撑的不同区段之间发生振动的振幅不同，也能够保证封严环与涡轮导叶和外环支撑之间一直保持压紧状态，保证燃气不泄漏；另外，本实用新型分段的结构还可以使封严装置适应加工或装配引起的端面不齐平，避免燃气泄漏。
【附图说明】
[0014]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0015]图1为本实用新型涡轮导叶与外环支撑之间的封严装置一个实施例的结构示意图。
[0016]图2为图1实施例中标号A所示部分的放大图。
[0017]图3为本实用新型涡轮导叶所形成的一个第一区段的结构示意图。
[0018]图4为图3沿P1方向的视图。
[0019]图5为本实用新型外环支撑所形成的一个第二区段的结构示意图。
[0020]图6为图5沿P2方向的视图。
[0021]图7为本实用新型封严环一个实施例的结构示意图。
[0022]图8为图7中封严环沿T-T方向的截面一个实施例的示意图。
[0023]图9为图7中封严环沿T-T方向的截面另一个实施例的示意图。
[0024]图10为图7实施例中标号B所示部分的放大图。
[0025]图11为本实用新型涡轮一个实施例的结构示意图。
[0026]图中:1-涡轮导叶，2-外环支撑，3-动叶，4-外环，5-机匣，6-封严环，101-—级涡轮导叶，102- 二级涡轮导叶，201- 一级外环支撑，202- 二级外环支撑，301- 一级动叶，302-二级动叶，401-—级外环，402-二级外环，601-第一弹片，602-第二弹片，603-连接部，604-豁口。
【具体实施方式】
[0027]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0028]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
[0029]如图1所示，涡轮中一般由涡轮导叶1、动叶3和位于动叶3上端的外环4构成流道，直接与高温燃气接触。为了减小外环4对机匣5的导热，高压涡轮的外环4 一般不直接悬挂在机匣5上，而是通过挂钩悬挂在外环支撑2上，外环支撑2再通过挂钩悬挂在机匣5上。
[0030]考虑到热膨胀的影响，在涡轮导叶1与外环4和外环支撑2之间一般会设置有一定的间隙，为防止流道的中的高温燃气通过涡轮导叶1与外环4和外环支撑2之间的间隙泄露出去，使机匣5过热，需要在涡轮导叶1与外环支撑2之间设置封严环6，如图2所示。
[0031]涡轮导叶1在周向上被分为若干第一区段，如图3和4所示，为其中一个第一区段的示意图，该第一区段一般可以为扇形结构。外环支撑2在周向上也被分为若干第二区段，如图5和6所示，为其中一个第二区段的示意图，该第二区段一般可以为扇形结构。
[0032]当上述第一区段和第二区段均为扇形结构时，上述多个第一区段的周向长度可以相同，也可以不同，周向长度也可以理解为角度，即扇形结构的第一区段所占用的圆周角度；多个第二区段的周向长度可以相同，也可以不同；第一区段的总个数和第二区段的总个数可以相同，也可以不同；每个第一区段的周向长度与每个第二区段的周向长度可以相同，也可以不同。
[0033]涡轮运转时，涡轮导叶1和外环支撑2等结构会发生振动，当各个区段大小、周向长度不同时，各个区段的振幅均不相同，即使各个区段的大小和周向长度均相同，由于振动位置的不同，各个区段的振幅仍有可能不尽相同，这就会导致封严环6与涡轮导叶1和外环支撑2紧密接触状态有可能被破坏的风险，封严环6与涡轮导叶1和外环支撑2之间一旦产生间隙，就会造成燃气的泄漏，进而使机匣5受到高温燃气的冲击，造成机匣5的损坏，影响发动机整机的运行。
[0034]为了解决上述问题，本实用新型提出一种涡轮导叶与外环支撑之间的封严装置，包括封严环6，如图8和9所示，所述封严环6包括第一弹片601和第二弹片602，所述第一弹片601包括多个在圆周方向上形成的第一扇形段，多个所述第一扇形段与涡轮导叶1所形成的多个第一区段的个数和周向长度均相同，所述第二弹片602包括多个在圆周方向上形成的第二扇形段，多个所述第二扇形段与