[发明专利]一种接触式浮动气膜轴间密封结构及安装方法

说明书

技术领域

本发明属于发动机、燃气轮机设计领域，尤其涉及一种接触式浮动气膜轴间密封结构及安装方法。

背景技术

轴间密封是各国研制先进航空发动机所面临的密封技术难题，目前，航空发动机上轴间密封仍普遍采用篦齿密封型式，但由于篦齿密封相对泄漏量较大，易使发动机产生滑油温度高及滑油消耗量大的问题，从而降低了发动机的可靠性。为进一步提高发动机性能，迫切需要研制一种全新的轴间密封结构，以弥补篦齿密封带来的性能损失，但是由于该密封结构位于两个高速转动轴的之间，技术参数极高，设计难度极大。

发明内容

本发明的目的是提供一种接触式浮动气膜轴间密封结构，解决目前的发动机轴间密封泄漏量大的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种接触式浮动气膜轴间密封结构，用于使外衬套与高压轴之间形成密封结构，所述接触式浮动气膜轴间密封结构包括固定环、弹簧、第一密封跑道、密封环、第二密封跑道、固定销、第三密封跑道、锁紧座及锁紧件，且固定环、弹簧、第一密封跑道、密封环、第二密封跑道、固定销、第三密封跑道均置于外衬套与高压轴之间；其中，固定环、弹簧、第一密封跑道、第二密封跑道依次相抵，密封环置于第一密封跑道及第二密封跑道之间，多个固定销固定第二密封跑道，密封环还置于第二密封跑道与第三密封跑道之间，第三密封跑道和锁紧座依次相连，锁紧件将锁紧座与高压轴固定；在密封环上设有多个引气孔，气流通过引气孔在与密封环接触的密封跑道端面形成气膜。

进一步地，密封环为石墨材料制成；在密封环设置的引气孔的轴线与密封环轴线平行，且引气孔在密封环径向方向均布。

进一步地，在外衬套上与密封环接触的部位涂有与密封环相同材料的石墨。

进一步地，固定销为三个，且均布于第二密封跑道径向，用于防止在热状态下，热膨胀系数不同的密封环与外衬套之间出现间隙。

进一步地，在第二密封跑道与密封环接触的面设有旋转槽，在第三密封跑道与密封环接触的面也设有旋转槽，旋转槽用于促进第二密封跑道和/或第三密封跑道与密封环之间易于形成气膜。

进一步地，第一密封跑道、第二密封跑道和第三密封跑道与高压轴均采用小间隙配合，所述小间隙x的范围为0mm＜x≤0.065mm。

进一步地，固定环采用与高压轴相同的金属材料制成。

进一步地，弹簧为波形弹簧。

进一步地，还包括密封圈，密封圈置于第三密封跑道的凹槽内。

本发明还提供了一种接触式浮动气膜轴间密封结构的安装方法，包括以下步骤

1)先加热固定环将其装入高压轴颈，固定环与高压轴颈之间过盈配合；

2)依次放入弹簧、第一密封跑道、密封环及第二密封跑道，使密封环中的引气孔对准第一密封跑道上的旋转槽，用固定销固定住第一密封跑道；

3)放入密封环，将密封圈放入第三密封跑道的凹槽内，之后用第三密封跑道(7)抵住密封环；

4)用锁紧座抵住第三密封跑道后，用锁紧件将锁紧座与高压轴固定。

本发明的接触式浮动气膜密封结构在密封面可以形成稳定的流体静力气膜，相对于篦齿密封可以有效提高封严性能，减少泄漏量，对解决航空发动机、燃气轮机应用篦齿密封带来的滑油温度高和滑油消耗量大的问题具有重要意义，可以提高发动机的可靠性，促进发动机轴间密封技术的发展，填补了航空发动机和燃气轮机轴间接触式密封设计的国内空白，具有重大意义。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明一实施例的接触式浮动气膜轴间密封结构图。

图2为本发明一实施例的密封环示意图。

图3为本发明一实施例的密封环剖视图。

图4为本发明一实施例的第二密封跑道端面图。

其中，1-固定环，2-弹簧，3-第一密封跑道，4-密封环，5-第二密封跑道，6-固定销，7-第三密封跑道，8-锁紧座，9-锁紧件，10-密封圈，11-外衬套，12-高压轴，13-低压轴，41-引气孔，51-旋转槽。

具体实施方式