[发明专利]一种端柱面结合的双作用柔性支承干气密封装置

说明书

本发明涉及一种端柱面结合的双作用柔性支承干气密封装置，属于透平密封技术领域。本发明包括静子、弹簧、推静组件、柔性支承组件、动环、螺钉Ⅰ和轴套；所述轴套安装在转子上，所述动环通过螺钉Ⅰ设置在轴套上，所述推静组件通过弹簧安装在静子的内部，弹簧一端与静子连接、另一端与推静组件中的推环连接，所述柔性支承组件安装在静子的内凹槽中，所述静子安装在轴套的外面。本发明采用两级密封结构，封严性好，泄露量低；径向具有较高柔性和支承刚度，解决了转子高速旋转时的径向大位移所带来的机械密封失效的问题，同时具有轴向密封间隙和径向密封间隙自适应可调性。

技术领域

本发明涉及一种端柱面结合的双作用柔性支承干气密封装置，属于透平密封技术领域。

背景技术

干气密封是一种非接触式机械密封技术，在透平机械领域尤其是航空发动机中，通常需要利用机械密封对不同压力区域进行隔离密封。但在航空发动机所处的高界面滑速、高边界压差和高环境温度的“三高”工况下，转子会产生较大的径向跳动和轴向跳动，使得普通的端面气膜密封技术易使密封界面发生碰磨，接触的情况，从而使密封系统失效，密封失效则会严重影响航空发动机及透平机械的使用性能。

目前，涉及的干气密封有：一种干气密封结构(201110271071.1)、离心干气密封(201020106087.8)、双端面干气密封装置(200420061154.3)、组合式气体密封装置(200420060810.8)等专利提供了气体密封装置，但这些干气密封系统都采用是端面形式的气膜密封装置，当转子处在高界面滑速、高边界压差和高环境温度工况时，密封系统因无法克服转子产生的大径向跳动而发生失效，严重影响透平机械的使用性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服背景技术的不足，提供一种端柱面结合的双作用柔性支承干气密封装置，用以解决现有气膜密封无法解决“三高”工况下转子径向跳动和轴向跳动所引起的界面碰磨及密封失效等问题。

本发明的技术方案是：一种端柱面结合的双作用柔性支承干气密封装置，包括静子、弹簧、推静组件、柔性支承组件、动环、螺钉Ⅰ和轴套；所述轴套安装在转子上，所述动环通过螺钉Ⅰ设置在轴套上，所述推静组件通过弹簧安装在静子的内部，弹簧一端与静子连接、另一端与推静组件中的推环连接，所述柔性支承组件安装在静子的内凹槽中，所述静子安装在轴套的外面。

所述静子上设置有凹槽、凸缘、弹簧安装孔；静子设有凹形槽，凹形槽底部两侧设置有弹簧安装孔，凹形槽上端设置有环形的内凹槽，凸缘位于静子内部中间。

所述推静组件包括推环、拉环、静环和螺钉Ⅱ，静环上设置的挡边与拉环的拉台配合安装，推环的右端面与拉环和静环的左端面配合并通过螺钉Ⅱ固定连接。

所述柔性支承组件包括浮环和金属橡胶，所述浮环外缘设置有U形槽，金属橡胶安装在浮环的U形槽内，浮环的材料为铜箔，金属橡胶的材料为0Cr18Ni10Ti或1Cr18Ni9Ti，制成金属橡胶的螺旋卷直径为0.0mm～1.2mm。

所述静环右边设置有密封面、左边设置有挡边。静环的材料为碳石墨或陶瓷。

所述拉环右侧设置有拉台、左侧设置有螺纹孔。

所述弹簧在静子内壁均匀分布6～12个，压缩或者伸长的长度不大于3mm。

所述动环设置有密封端面、柱面动压槽、端面动压槽、凸台、螺纹孔和密封柱面；柱面动压槽均匀分布在密封柱面上，端面动压槽均匀分布在密封端面上；柱面动压槽的深度为3～20μm，端面动压槽的深度为5～10μm；柱面动压槽的数量为22～28个，端面动压槽的数量为12～24个。

所述柔性支承组件中的浮环和动环的密封柱面的安装间隙为5～20μm。

所述推静组件中的静环的密封面与动环的密封端面的安装间隙为5～20μm。

所述动环的材料为碳化钨和碳化硅。