[发明专利]一种恒弹力镀膜渐开线螺旋槽长寿命密封装置

说明书

本发明公开的一种恒弹力镀膜渐开线螺旋槽长寿命密封装置，尤其涉及适用于高转速、高机动性、复杂载荷航空发动机轴端密封装置，属于机械密封技术领域。本发明包括密封壳体、第一密封胶圈、压板、搭口波形弹簧、第二密封胶圈、挡圈、石墨环、密封动环和第三密封胶圈。所述的恒弹力镀膜渐开线螺旋槽长寿命密封装置用于把油腔与空气腔隔离，防止油腔的滑油泄漏到空气腔，起到封油的目的。所述的搭口波形弹簧用于产生轴向力，通过压板传递给石墨环，保证石墨环与密封动环紧密接触，形成主密封面。本发明能够减少机械密封装置磨损，提升机械密封装置密封性和稳定性，进而延长所述一种恒弹力镀膜渐开线螺旋槽长寿命密封装置寿命。

技术领域

本发明涉及一种恒弹力镀膜渐开线螺旋槽长寿命密封装置，尤其涉及适用于高转速、高机动性、复杂载荷航空发动机轴端密封装置，属于机械密封技术领域。

背景技术

近年来，随着航空事业的飞速发展，对航空发动机性能指标和效率要求越来越高，导致系统温度、压力、转速提高，从而要求密封产品具备长寿命、低泄漏、低功耗、高可靠等特点。普通机械密封装置在高工况参数条件下，摩擦因数较大，功耗高，磨损严重，寿命短，滑油泄漏严重，使用和维护成本较高。

为改善传统机械密封装置磨损严重的问题，提高机械密封的使用寿命，可在密封端面开螺旋槽。螺旋槽密封装置在稳定工作状态下，气体会被吸入到螺旋槽内，进入到密封端面之间，由于密封堰的节流作用，进入密封面的气体被压缩，并在螺旋槽的根部压力升高，产生流体动压效应，使密封面分开实现非接触运转。但目前行业中螺旋槽密封装置仍然存在端面磨损严重、泄漏率高等问题，密封失效事故时有发生，造成螺旋槽密封装置存在以上问题的原因主要有以下几点：

1)螺旋槽槽形不合理。螺旋槽槽形不合理导致密封面产生的动压效应效果不佳，影响密封性能。

2)密封面仍存在磨损。航空发动机在起动和停止阶段，转速不稳定，密封装置未能实现非接触运转，导致动环密封面磨损。

3)波形弹簧力值变化。工作过程中由于轴承游隙、振动等原因导致波形弹簧工作高度变化，从而导致波形弹簧力值变化，破坏了螺旋槽密封装置原平衡状态，影响密封性能。

发明内容

为解决机械密封装置在面对高工况参数条件下存在的寿命短、滑油泄漏严重问题，本发明公开的一种恒弹力镀膜渐开线螺旋槽长寿命密封装置要解决的技术问题是：减少机械密封装置磨损，提升机械密封装置密封性和稳定性，进而延长所述一种恒弹力镀膜渐开线螺旋槽长寿命密封装置寿命。

本发明目的通过以下技术方案实现。

本发明公开的一种恒弹力镀膜渐开线螺旋槽长寿命密封装置，包括密封壳体、第一密封胶圈、压板、搭口波形弹簧、第二密封胶圈、挡圈、石墨环、密封动环和第三密封胶圈。所述的恒弹力镀膜渐开线螺旋槽长寿命密封装置用于把油腔与空气腔隔离，防止油腔的滑油泄漏到空气腔，起到封油的目的。所述的搭口波形弹簧用于产生轴向力，通过压板传递给石墨环，保证石墨环与密封动环紧密接触，形成主密封面；所述的密封壳体与机匣壳体之间通过第二密封胶圈密封，所述的石墨环与密封壳体之间通过第一密封胶圈密封，所述的密封动环与旋转轴之间通过第三密封胶圈密封，通过所述第一密封胶圈、第二密封胶圈、第三密封胶圈形成次级密封。

所述的密封动环密封面所镀的薄膜为类金刚石薄膜；所述的类金刚石薄膜的厚度是恒定的，厚度范围是2μm～50μm。

所述的密封动环密封面所开的螺旋槽为x＝r(cosθ+θsinθ)；y＝r(sinθ-θcosθ)的渐开线螺旋槽。

所述的波形弹簧的形式为搭口形式；所述的搭口波形弹簧的搭口长度为内径周长的5％～15％。

所述的搭口波形弹簧的波数为2～10。

有益效果：

与普通机械密封装置相比，