本申請屬于(yu)密封(feng)，特別涉及一種改進封(feng)嚴襯套(tao)的軸間密封(feng)結(jie)構。

背景技術：

1、隨著航空(kong)發(fa)動機(ji)的(de)(de)高(gao)(gao)推比(bi)(bi)、高(gao)(gao)壓比(bi)(bi)、高(gao)(gao)溫比(bi)(bi)不斷提高(gao)(gao)，主軸(zhou)(zhou)密(mi)封(feng)(feng)的(de)(de)線速度(du)、封(feng)(feng)嚴(yan)壓差(cha)、使(shi)用溫度(du)不斷增(zeng)加，使(shi)用工況(kuang)日(ri)漸惡劣(lie)。在(zai)(zai)先進(jin)航空(kong)發(fa)動機(ji)中，通常將高(gao)(gao)壓渦輪(lun)支(zhi)撐在(zai)(zai)低壓渦輪(lun)上，軸(zhou)(zhou)承腔(qiang)密(mi)封(feng)(feng)的(de)(de)空(kong)間位置受限，需要采用結構緊(jin)湊的(de)(de)軸(zhou)(zhou)間密(mi)封(feng)(feng)裝置。同時先進(jin)航空(kong)發(fa)動機(ji)的(de)(de)封(feng)(feng)嚴(yan)壓差(cha)較高(gao)(gao)，傳統的(de)(de)非接觸式篦(bi)齒密(mi)封(feng)(feng)會造成軸(zhou)(zhou)承腔(qiang)溫度(du)高(gao)(gao)及滑(hua)油消耗量大(da)的(de)(de)問題，給(gei)發(fa)動機(ji)性能帶(dai)來較大(da)的(de)(de)損失。

2、目前軸間(jian)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)采(cai)用浮(fu)(fu)動(dong)氣膜軸間(jian)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)結構，該軸間(jian)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)結構是(shi)采(cai)用兩道(dao)石(shi)墨環(huan)(huan)(huan)(huan)浮(fu)(fu)環(huan)(huan)(huan)(huan)、密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)跑道(dao)及(ji)封(feng)(feng)(feng)(feng)嚴(yan)(yan)襯套(tao)(tao)構成，工作(zuo)過程密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)跑道(dao)隨(sui)著(zhu)高(gao)壓軸旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)，封(feng)(feng)(feng)(feng)嚴(yan)(yan)襯套(tao)(tao)隨(sui)著(zhu)低(di)壓軸旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)，石(shi)墨環(huan)(huan)(huan)(huan)按高(gao)低(di)壓轉(zhuan)子某個轉(zhuan)速旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)。石(shi)墨環(huan)(huan)(huan)(huan)與密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)跑道(dao)的(de)端面(mian)是(shi)主密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)面(mian)，石(shi)墨環(huan)(huan)(huan)(huan)外徑(jing)與封(feng)(feng)(feng)(feng)嚴(yan)(yan)襯套(tao)(tao)內表面(mian)是(shi)二次(ci)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)面(mian)，從而(er)實現了(le)軸間(jian)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)封(feng)(feng)(feng)(feng)嚴(yan)(yan)功能。其中，封(feng)(feng)(feng)(feng)嚴(yan)(yan)襯套(tao)(tao)采(cai)用的(de)金(jin)屬(shu)材料，密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)環(huan)(huan)(huan)(huan)采(cai)用石(shi)墨材料，封(feng)(feng)(feng)(feng)嚴(yan)(yan)襯套(tao)(tao)與密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)環(huan)(huan)(huan)(huan)配(pei)合處涂有石(shi)墨，降低(di)了(le)摩擦系(xi)(xi)數(shu)。金(jin)屬(shu)的(de)線膨脹系(xi)(xi)數(shu)是(shi)石(shi)墨材料線膨脹系(xi)(xi)數(shu)的(de)3倍左右。當(dang)軸間(jian)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)工作(zuo)中，封(feng)(feng)(feng)(feng)嚴(yan)(yan)襯套(tao)(tao)在(zai)高(gao)溫及(ji)離心力的(de)作(zuo)用下，會與石(shi)墨環(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)外徑(jing)產生(sheng)較大的(de)間(jian)隙，泄漏量增(zeng)大，造成二次(ci)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)面(mian)失效。

技術實現思路

1、本申(shen)請的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是提供了一種改進封嚴襯套的(de)(de)軸間密封結構(gou)，以(yi)解決或減輕背景技術中的(de)(de)至少一個(ge)問題。

2、本(ben)申請的技(ji)術方案(an)是：一種(zhong)改(gai)進封嚴襯套(tao)的軸間密(mi)封結(jie)構，包(bao)括：

3、封嚴襯套；

4、高壓軸；以及

5、設置(zhi)在封嚴襯套與高壓軸之間的(de)密(mi)(mi)封跑(pao)道(dao)(dao)、石(shi)墨環、背(bei)環和波(bo)形彈簧(huang)，其中，所述(shu)密(mi)(mi)封跑(pao)道(dao)(dao)包括第(di)(di)(di)一(yi)密(mi)(mi)封跑(pao)道(dao)(dao)和第(di)(di)(di)二密(mi)(mi)封跑(pao)道(dao)(dao)，所述(shu)第(di)(di)(di)一(yi)密(mi)(mi)封跑(pao)道(dao)(dao)固定安裝(zhuang)在高壓軸的(de)端部，以將第(di)(di)(di)二密(mi)(mi)封跑(pao)道(dao)(dao)、背(bei)環和石(shi)墨環進(jin)行軸向限(xian)位；

6、其中，所述(shu)(shu)封(feng)嚴(yan)襯套(tao)包(bao)括襯套(tao)殼(ke)體(ti)、石(shi)(shi)(shi)墨(mo)跑道(dao)、端蓋(gai)及(ji)壓簧組(zu)件(jian)(jian)，所述(shu)(shu)襯套(tao)殼(ke)體(ti)內表(biao)面設有凹槽，所述(shu)(shu)壓簧組(zu)件(jian)(jian)設置在(zai)凹槽內，所述(shu)(shu)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)跑道(dao)裝配(pei)在(zai)襯套(tao)殼(ke)體(ti)的內表(biao)面上(shang)以與(yu)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)環配(pei)合(he)密封(feng)，所述(shu)(shu)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)跑道(dao)與(yu)壓簧組(zu)件(jian)(jian)通過端蓋(gai)過盈配(pei)合(he)在(zai)襯套(tao)殼(ke)體(ti)的內表(biao)面上(shang)。

7、在本(ben)申請優(you)選(xuan)實施方式(shi)中，該(gai)軸(zhou)間(jian)密封結構(gou)還包括(kuo)防(fang)轉銷和固(gu)定環，所述(shu)固(gu)定環安裝在高(gao)壓(ya)軸(zhou)內(nei)側，所述(shu)防(fang)轉銷穿過固(gu)定環、高(gao)壓(ya)軸(zhou)及第一密封跑(pao)道而將三者(zhe)周向限(xian)位。

8、在本(ben)申(shen)請優選實施方式中，所(suo)述高(gao)壓軸(zhou)上適配所(suo)述第(di)二(er)密封(feng)(feng)跑道(dao)的位(wei)置(zhi)設有凹(ao)槽(cao)，所(suo)述凹(ao)槽(cao)內設有膠(jiao)圈，通過所(suo)述膠(jiao)圈與第(di)二(er)密封(feng)(feng)跑道(dao)配合實現密封(feng)(feng)。

9、在(zai)本申(shen)請(qing)優選(xuan)實(shi)施方式中(zhong)，所(suo)(suo)述石(shi)墨(mo)環(huan)(huan)包括(kuo)第(di)一(yi)石(shi)墨(mo)環(huan)(huan)和第(di)二(er)石(shi)墨(mo)環(huan)(huan)，所(suo)(suo)述第(di)一(yi)石(shi)墨(mo)環(huan)(huan)和第(di)二(er)石(shi)墨(mo)環(huan)(huan)設置在(zai)第(di)二(er)密封跑道的兩側(ce)。

10、在本申請優選(xuan)實施方(fang)式中，所述端(duan)蓋與(yu)襯套(tao)殼體通過焊接方(fang)式固定。

11、在本申請優(you)選(xuan)實施方式中，所述(shu)端蓋(gai)上設有軸(zhou)(zhou)向凸臺，所述(shu)石(shi)墨(mo)跑道上設有適配(pei)軸(zhou)(zhou)向凸臺的(de)軸(zhou)(zhou)向凹(ao)槽，通過所述(shu)軸(zhou)(zhou)向凸臺和軸(zhou)(zhou)向凹(ao)槽的(de)軸(zhou)(zhou)向間隙配(pei)合防止石(shi)墨(mo)跑道的(de)周向轉動。

12、在本申(shen)請優選實施(shi)方式中，所述石(shi)墨(mo)環與石(shi)墨(mo)跑(pao)道采(cai)用同一(yi)種石(shi)墨(mo)材料。

13、在本申請優選實施方式中，所(suo)述(shu)石墨材料為碳纖(xian)維(wei)增強石墨材料。

14、在本申請優(you)選實施方(fang)式(shi)中，所(suo)(suo)述(shu)壓(ya)簧(huang)組件包括彈(dan)簧(huang)和彈(dan)簧(huang)擋圈，所(suo)(suo)述(shu)彈(dan)簧(huang)擋圈呈u形(xing)，所(suo)(suo)述(shu)彈(dan)簧(huang)設(she)置在彈(dan)簧(huang)擋圈的(de)u形(xing)槽(cao)內，裝(zhuang)配前所(suo)(suo)述(shu)彈(dan)簧(huang)擋圈的(de)u形(xing)開口(kou)(kou)處(chu)為(wei)(wei)平直結構，裝(zhuang)配后(hou)所(suo)(suo)述(shu)彈(dan)簧(huang)擋圈的(de)u形(xing)開口(kou)(kou)為(wei)(wei)收口(kou)(kou)結構。

15、在本申請優(you)選(xuan)實施方式中，所述壓簧組件為(wei)開(kai)口(kou)結構。

16、本申請提供的(de)(de)軸(zhou)間(jian)密封(feng)(feng)結構通過對封(feng)(feng)嚴襯套(tao)(tao)進(jin)行改進(jin)，解決了軸(zhou)間(jian)密封(feng)(feng)中(zhong)石(shi)墨環與金屬(shu)封(feng)(feng)嚴襯套(tao)(tao)匹配性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)問題，保證(zheng)了軸(zhou)間(jian)密封(feng)(feng)工作(zuo)過程中(zhong)二(er)次密封(feng)(feng)最小(xiao)徑(jing)向(xiang)間(jian)隙，減(jian)小(xiao)了軸(zhou)間(jian)密封(feng)(feng)的(de)(de)泄(xie)(xie)漏(lou)量，保證(zheng)了軸(zhou)間(jian)密封(feng)(feng)的(de)(de)可靠性(xing)(xing)(xing)及低泄(xie)(xie)漏(lou)性(xing)(xing)(xing)。

技術特征：

1.一(yi)種(zhong)改進封嚴(yan)襯(chen)套(tao)的(de)軸間(jian)密封結構，其特征(zheng)在于，包括：

2.如權(quan)利要求1所(suo)述(shu)的(de)改進封嚴(yan)襯(chen)套的(de)軸間密封結構，其特征在于，還包括防轉銷(xiao)(7)和(he)固(gu)定環(8)，所(suo)述(shu)固(gu)定環(8)安裝在高壓軸(2)內側，所(suo)述(shu)防轉銷(xiao)(7)穿過固(gu)定環(8)、高壓軸(2)及(ji)第一密封跑道(31)而將(jiang)三者周向限位。

3.如權利要求1所(suo)述的改(gai)進封(feng)嚴襯套的軸間密(mi)(mi)封(feng)結構，其(qi)特征在于(yu)，所(suo)述高壓軸(2)上適配(pei)所(suo)述第二密(mi)(mi)封(feng)跑道(32)的位置設(she)有凹槽(cao)，所(suo)述凹槽(cao)內設(she)有膠圈(9)，通過所(suo)述膠圈(9)與第二密(mi)(mi)封(feng)跑道(32)配(pei)合實現(xian)密(mi)(mi)封(feng)。

4.如權利要求(qiu)1所(suo)(suo)述的改進封(feng)嚴(yan)襯(chen)套的軸(zhou)間(jian)密封(feng)結構(gou)，其特征在(zai)于，所(suo)(suo)述石墨(mo)環(huan)(5)包括第一(yi)石墨(mo)環(huan)(51)和第二(er)石墨(mo)環(huan)(52)，所(suo)(suo)述第一(yi)石墨(mo)環(huan)(51)和第二(er)石墨(mo)環(huan)(52)設置在(zai)第二(er)密封(feng)跑(pao)道(32)的兩側(ce)。

5.如權利要求1所述的改進封嚴襯套(tao)的軸間密(mi)封結構，其特(te)征在于，所述端蓋(13)與襯套(tao)殼(ke)體(ti)(11)通(tong)過焊接方式固定。

6.如權利要求1所(suo)述的(de)(de)改進封(feng)嚴襯套的(de)(de)軸(zhou)間密封(feng)結構，其特征在于，所(suo)述端蓋(13)上設有軸(zhou)向(xiang)凸臺(16)，所(suo)述石墨跑道(12)上設有適配軸(zhou)向(xiang)凸臺(16)的(de)(de)軸(zhou)向(xiang)凹(ao)槽(17)，通過所(suo)述軸(zhou)向(xiang)凸臺(16)和軸(zhou)向(xiang)凹(ao)槽(17)的(de)(de)軸(zhou)向(xiang)間隙配合防(fang)止石墨跑道(12)的(de)(de)周(zhou)向(xiang)轉動。

7.如權利(li)要求1所述(shu)的改進封(feng)嚴襯套的軸間(jian)密封(feng)結構，其特征(zheng)在于，所述(shu)石墨環(5)與(yu)石墨跑(pao)道(12)采用同一種石墨材料。

8.如權利要(yao)求7所述的改進封(feng)嚴襯(chen)套的軸間密(mi)封(feng)結(jie)構，其特征(zheng)在于(yu)，所述石墨材料為(wei)碳纖維增強石墨材料。

9.如(ru)權利要求7所(suo)(suo)述(shu)(shu)的改(gai)進(jin)封嚴(yan)襯套的軸間密封結構，其(qi)特征在于，所(suo)(suo)述(shu)(shu)壓簧(huang)組件(jian)(14)包括彈(dan)簧(huang)(141)和彈(dan)簧(huang)擋(dang)(dang)圈(142)，所(suo)(suo)述(shu)(shu)彈(dan)簧(huang)擋(dang)(dang)圈(142)呈u形(xing)，所(suo)(suo)述(shu)(shu)彈(dan)簧(huang)(141)設置在彈(dan)簧(huang)擋(dang)(dang)圈(142)的u形(xing)槽內，裝配(pei)前所(suo)(suo)述(shu)(shu)彈(dan)簧(huang)擋(dang)(dang)圈(142)的u形(xing)開口(kou)處為平直(zhi)結構，裝配(pei)后(hou)所(suo)(suo)述(shu)(shu)彈(dan)簧(huang)擋(dang)(dang)圈(142)的u形(xing)開口(kou)為收口(kou)結構。

10.如權利(li)要求(qiu)9所述的改進封(feng)嚴(yan)襯套的軸(zhou)間密封(feng)結構，其特征在于，所述壓(ya)簧組件(14)為開口結構。

技術總結
本申請提供了一種改進封嚴襯套的軸間密封結構，包括：封嚴襯套；高壓軸；以及設置在封嚴襯套與高壓軸之間的密封跑道、石墨環、背環和波形彈簧，其中，所述密封跑道包括第一密封跑道和第二密封跑道，所述第一密封跑道固定安裝在高壓軸的端部，以將第二密封跑道、背環和石墨環進行軸向限位；其中，所述封嚴襯套包括襯套殼體、石墨跑道、端蓋及壓簧組件，所述襯套殼體內表面設有凹槽，所述壓簧組件設置在凹槽內，所述石墨跑道裝配在襯套殼體的內表面上以與石墨環配合密封，所述石墨跑道與壓簧組件通過端蓋過盈配合在襯套殼體的內表面上。

技術研發人員：張立靜,慕偉,馬婷,王銘章
受保護的技術使用者：中國航發沈陽發動機研究所
技術研發日：
技術公布日：2024/9/29