[发明专利]一种端面刚度可控式干气密封结构

说明书

本发明公开了一种端面刚度可控式干气密封结构，包括动环、静环，所述动环为刚性端面，所述静环包括静环本体，所述静环本体端面嵌设若干环形均布的弹性件，还包括装配在静环本体端面上的环状平箔片，所述平箔片与所述弹性件接触，平箔片表面开设动压槽。本发明提供一种端面刚度可控式干气密封结构，以解决现有技术中刚性干气密封技术自适应能力较弱、在高参数服役环境下使用效果不足的问题，实现提高在高参数服役环境下的封严效果及轴系动力稳定性的目的。

技术领域

本发明涉及干气密封领域，具体涉及一种端面刚度可控式干气密封结构。

背景技术

航空轴端用密封装置可有效发挥腔内油气隔离、回流量及泄漏量控制等作用，但因其燃烧室内大多为高温燃气，转子在不稳定气流作用下高速旋转，高空行为姿态复杂多变，噪声激励冲击随机，因此，关键密封零部件在气动热力声的极端耦合环境效应下极易发生蠕变、疲劳等变形。同时，现有技术中采用的刚性干气密封结构，其摩擦副多为碳化钨、碳化硅等材料加工制造而成，抗干扰能力较差，端面摩擦磨损问题极易发生，最终导致密封机组失效。因此现有的干气密封技术在航空领域的运用具有明显不足。

特别是随着超高速、超高温、大振动、变工况、长寿命、多介质等航空发动机设计概念的提出，向轴端动密封的综合能力提出了更高的要求，因此迫切需要一种新型的高性能密封技术，通过控制端面刚度实现柔性支承，从而弥补刚性端面气膜密封的不足，保证高参数服役环境下的封严效果及轴系动力稳定性。

发明内容

本发明提供一种端面刚度可控式干气密封结构，以解决现有技术中刚性干气密封技术自适应能力较弱、在高参数服役环境下使用效果不足的问题，实现提高在高参数服役环境下的封严效果及轴系动力稳定性的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

一种端面刚度可控式干气密封结构，包括动环、静环，所述动环为刚性端面，所述静环包括静环本体，所述静环本体端面嵌设若干环形均布的弹性件，还包括装配在静环本体端面上的环状平箔片，所述平箔片与所述弹性件接触，平箔片表面开设动压槽。

针对现有技术中刚性干气密封技术自适应能力较弱、在高参数服役环境下使用效果不足的问题，本发明提出一种端面刚度可控式干气密封结构，对于干气密封结构而言，动环与静环是必备部件，且动环具有刚性端面也为现有技术，在此不作赘述。本申请对静环部分进行改进，本领域技术人员应当理解，其中静环本体的端面，即是静环本体朝向动环所在方向的一面。在静环本体端面上设置若干弹性件，且若干弹性件在静环本体端面上环形均布。本申请中静环本体端面为刚度可控式的柔性端面，具体的，在静环本体的顶层设置平箔片，动压槽开设在平箔片上，并使得平箔片与各弹性件进行接触。本申请在高参数(超高温、超高速、大振动、变工况)服役环境下，平箔片发生微小变形，该变形传递至弹性件上，挤压弹性件使其发生形变，且由于若干弹性件是环形均布的，因此相邻弹性件的节距从外径至内径逐渐减小，从而形成锲形间隙以增强干气密封的气膜开启力、以取得更好的封严效果；并且由平箔片所引起的轴向移动使密封结构更具包容性，显著增强了干气密封结构的自适应能力。此外，弹性件的弹性复位力反作用至平箔片上，能够保证平箔片有效复位，保证轴系动力的稳定性。本申请在具体使用时，可通过选择不同的弹性件来控制端面刚度，工况匹配性极高。本申请在此对弹性件不做限定，现有技术中任何能够被压缩的弹性装置均可适用于本申请中。

进一步的，所述静环本体端面内径侧设置环形凸起，所述平箔片的内径侧装配在所述环形凸起上。本方案中，环形凸起为平箔片提供安装工位，平箔片的内径侧与环形凸起的装配方式在此不做限定。

进一步的，所述环形凸起上设置环状凹槽，所述平箔片的内径侧设置与所述环状凹槽相匹配的第一延伸部，所述第一延伸部通过间隙配合卡持在所述环状凹槽内。本方案中通过第一延伸部插入至环状凹槽内，实现平箔片的装配。其中可通过调整环状凹槽的深度与第一延伸部的长度来对平箔片的安装进行定位。