[实用新型]端面密封组件以及燃气涡轮发动机

说明书

技术领域

本实用新型涉及端面密封组件以及包含该端面密封组件的燃气涡轮发动机，尤其涉及该端面密封组件的冷却结构。

背景技术

在燃气涡轮发动机中，密封对产品的性能、可靠性、寿命和维护性具有重大影响。目前燃气涡轮发动机中，应用较为广泛的密封形式之一为端面密封，如图1和图2所示，它通常由密封转环100、静环组件103、辅助密封圈101、托架102、防转销105及弹性元件104组成，密封转环100由锁紧螺母106紧固在轴上。密封转环100、静环组件103之间相对转动的两个贴合表面以及辅助密封圈101限制了气体的泄漏。在工作时，密封转环100和静环组件103相贴合的表面相对转动，构成了摩擦面，产生大量热量。这些热量需要散发出去，否则会产生不利的热变形，导致密封磨损加剧，缩短使用寿命。上述这种情况在转环100和静环组件103相对转速较大时，尤其严重，而先进燃气涡轮发动机对转速的要求越来越高，能否高效地对端面密封进行冷却成为制约其应用的因素之一。

目前，端面密封的冷却方式有两种，如图1和图2所示。图1为内冷式结构，滑油流经密封转环100内部的通道，在离心力的作用下甩出，带走热量进行冷却。现在广泛采用的是这种形式，图1所示的通油孔107限制了滑油与转环100的接触面积，滑油带走的热量是有限的。图2所示为外冷式结构，利用滑油喷嘴108对密封转环100外表面进行冲击冷却，其结构简单，易于实现，但冷却效果不佳。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种端面密封组件，其冷却结构的冷却效果更高效。

本实用新型的另一目的在于提供一种含该端面密封组件的燃气涡轮发动机。

为实现所述目的的端面密封组件，包括用于固定安装在转轴上的动环以及用于安装在静止座上的静环，动环和静环之间端面接触形成密封界面，其特点是，动环具有主要冷却段以及位于动环内周侧能与所述转轴之间形成通道的环形的滑油进入段，滑油进入段和主要冷却段直接连接或间接连接，主要冷却段具有在动环内周部的内部至动环外周部外侧以整体非直线形延伸的滑油通道。

所述的端面密封组件，其进一步的特点是，主要冷却段还具有在动环内周部内部形成的环形通道，多个所述滑油通道沿动环的圆周分布，并且自环形通道向外延伸贯穿动环。

所述的端面密封组件，其进一步的特点是，所述滑油通道为分叉形结构。

所述的端面密封组件，其进一步的特点是，所述滑油通道包括第一通道、第二通道以及第三通道，第一通道自所述环形通道向外延伸至动环外周并贯穿动环，第二通道自第一通道向外延伸至动环外周并贯穿动环，第三通道自第二通道向外延伸至动环外周并贯穿动环。

所述的端面密封组件，其进一步的特点是，各通道相对动环的旋转方向向后倾斜。

所述的端面密封组件，其进一步的特点是，主要冷却段通过过渡段与滑油进入段相接，过渡段为动环轴向延伸并与动环轴线成一个夹角。

所述的端面密封组件，其进一步的特点是，所述滑油通道为弧形。

所述的端面密封组件，其进一步的特点是，所述滑油通道为在动环内部沿动环圆周方向螺旋延伸的螺旋形。

所述的端面密封组件，其进一步的特点是，所述动环由增材制造工艺制造。

为实现所述目的的燃气涡轮发动机，包括通过轴承支撑的轴，轴承安装于发动机的静止座上，并位于一个轴承腔中，轴和静止座之间密封以使轴承腔为一个密闭空间，至少一处所述密封为端面密封，其特征在于，所述端面密封处设置是前述的端面密封组件。

由于主要冷却段具有在动环内周部的内部至动环外周部外侧以整体非直线形延伸的滑油通道，相比于目前常用的内冷式端面密封的滑油与跑道有限的接触面积，本实用新型可以获得强度允许下的润滑油与动环的最大接触面积；另外，由于是非直线形延伸的滑油通道，而本实用新型可以在满足强度要求的情况下，使得冷却通道与摩擦面的距离达到最小，更大的接触面积和更短的到摩擦面的距离，可以让滑油带走更多的摩擦热，从而达到更好的冷却效果。

附图说明

本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1为已有的端面密封组件的结构的示意图。

图2为已有的端面密封组件的另一种结构的示意图。

图3为燃气涡轮发动机的结构简图。

图4为燃气涡轮发动机的一个局部视图。

图5为一种内冷式端面密封中的动环(跑道)的结构示意图。