[发明专利]自由浮动波纹管

说明书

技术领域

本发明涉及密封件。尤其地，本发明涉及用于控制从喷气式发动机排出的排放气体的流动的密封件。

背景技术

许多类型的飞行器使用涡轮机提供飞行所需的动力。例如，旋翼式飞行行具有驱动旋转翼的涡轮机。在这种飞行器中，涡轮发动机稳固地固紧至旋翼式飞行器的机架，排放系统可连接至发动机的排放端从而按照需要重新导向排放气体。只要排放系统的重量比较轻，那么发动机可支承额外的负载。因为排放系统直接地连接至发动机，所以排放系统与发动机之间的密封比较简单。对于该接头的主要考虑在于对排放系统进行的支承。

在排放系统的近期进展中，排放系统的重量变得更大，该系统除了其他优势外还能够减小通过红外设备观看到的飞行器的热量特征。这种排放系统使得飞行器更加难于使用红外设备定位和跟踪，这在军事应用方面具有重要意义。

由于具有红外抑制功能的排放系统的重量有所增加，所以排放系统不再具有足够轻的连接至发动机使发动机能够支承的重量。代替地，排放系统必须直接地安装至机架。因为发动机和排放系统安装至机架的不同部分，并且因为机架在使用时会产生弯曲，所以排放系统和发动机不再相对固定。排放系统可相对于发动机的输出端在三维方向中运动。因此，在发动机和排放系统中，强调在发动机与排放系统之间进行刚性连接。

当尝试将排放系统装配至发动机以及为接头中的轴向和径向移动作准备时，会产生若干问题。这些问题来自于必须适应的相对运动、环境的高温以及对充分密封的需要。第一个问题是从诸如指状密封(finger seal)的密封件中产生泄漏，这样无法充分地密封排放气体。第二个问题是当尝试使用可适应足够径向运动的迷宫式接头或者绳索密封(rope seal)时密封件具有较大的直径。第三个问题是如果使用复杂的结构来适应运动，那么这种密封件的重量较大，但是这种密封件能够提供充分的密封。第四个问题是密封件的维护；使用周期需要越长越好，并且理想情况下只产生被动失效。

虽然在将排放系统密封至涡轮发动机的领域已经有了明显的进步，但是仍然存在明显的缺点。

发明内容

需要一种排放密封件，该密封件可在严格的排放环境中提供良好的密封，同时可以保持轻重量、低外形、持久性并且可被动失效。

因此，本发明的目的是提供一种排放密封件，该密封件可在严格的排放环境中提供良好的密封，同时保持轻重量、低外形、持久性并且可被动失效。

这一目的通过提供适用于气体流动系统的密封系统而实现。该密封系统具有两个密封面以及在密封面之间弹性偏压的纵向可压缩密封件。该密封件具有波纹管构造以及与所述密封面密封接触的相对端，使得所述密封件的至少一端在保持所述密封接触的同时自由地相对于所述对应密封面进行移动。该密封系统尤其适用于将发动机与排放部件密封。

本发明带来明显的优势，包括：(1)对于接头在极高温环境下产生明显的径向和轴向移动时实现非常好的密封；(2)比较低的重量；(3)比较低的物理外形；(4)更长的使用寿命；以及(5)被动失效，从而在超过使用寿命后确保安全。

其他目的、特征和优势将在随后的说明书中清楚明了。

附图说明

本发明的新颖特征在所附的权利要求中进行说明。但是，本发明的本身以及优选实施方式以及其他目的和优势将参照下述详细说明并结合附图得到最清楚的理解，其中：

图1是由涡轮发动机提供动力的具有红外减弱功能排放系统的旋翼式飞行器；

图2是图1的飞行器的发动机和排放系统的横截面剖视图；

图3是图2中所示的排放密封件的局部细节视图；

图4是图2所示的排放密封件的轴向视图；

图5是图2所示的排放密封件的部件的轴向分解视图。

具体实施方式

本发明描述下述发现，包括波纹管和表面密封件的自由浮动密封件可为气体流动系统中的部件之间的低泄漏率作准备同时允许各部件的彼此相对的明显纵向和横向运动。该密封件尤其适合用在高温环境，诸如涡轮发动机与分离支承的排放系统之间的经受彼此相对的轴向和径向移动的排放密封。

参照图1，图中示出具有涡轮发动机13和排放系统15的旋翼式飞行器11。飞行器11具有机架17。发动机13和排放系统15的每个在用于结构支承的分离点处连接至机架17。飞行器11并不局限于旋翼式飞行器，正如涡轮可广泛地应用在其他类型的飞行器上诸如固定翼和斜旋翼飞行器那样。另外，下文公开的密封件可使用在排放系统15和发动机13可能经受明显的相对轴向和径向移动的任何地方。