[发明专利]流体动力密封结构

说明书

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，特别地，涉及一种流体动力密封结构。

背景技术

高速传动齿轮箱的旋转输出轴端部，需要使用密封装置进行密封，以防止齿轮箱内的油、气介质通过输出轴处泄漏到外部。

目前，常用的密封装置主要有以下几种：一种是橡胶唇型油封，采用弹力橡胶密封旋转轴处实现密封；一种密封是采用传统迷宫密封，即使用多个密封齿组成的一组密封装置；第三种为机械石墨密封，利用石墨与金属平面贴合进行密封。

针对现有的几种方案，各自均有其缺点。对于橡胶唇型油封，其短期性价比高，但长期运行综合费用高、使用寿命短、泄漏率高、密封的输出轴线速度低，磨损轴颈，橡胶易老化，不适合在连续性作业的工况下使用。对于传统迷宫密封，其密封结构受设备线速度与内部油体粘度关系影响较大，密封可靠性低，长期使用，油品泄漏量仍然较大，对环境污染及油品消耗都较难控制。对于机械石墨密封，采用的结构大多是动环与静环相配合，采用弹簧施加贴合力，但是现有的机械石墨密封对高转速密封轴使用时存在一定的缺陷，一是动环与静环的端面接触不严密，容易造成密封的油体的泄漏；二是动环和静环的端面在轴高速旋转中容易被磨损，寿命短；另外就是弹簧的弹力受力不均匀，使用中造成贴合性不好。

发明内容

本发明提供了一种流体动力密封结构，以解决现有的流体密封装置存在的使用寿命短、密封性差、可靠性低及密封线速度低的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种流体动力密封结构，包括待密封的旋转轴，旋转轴外设有安装座，安装座和旋转轴之间设有用于密封两者之间的间隙的动力密封装置，动力密封装置包括：装设于旋转轴的外圆上的动环构件、装设于安装座上的静环，静环具有磁性以在动环构件停止旋转时与动环构件结合，静环上与动环构件结合的结合面上设有具有螺旋角度的螺旋槽，以用于在静环与动环构件相对转动时将空气引入两者之间的间隙以形成空气薄膜密封。

进一步地，螺旋槽的数量为多条，多条螺旋槽沿结合面的周向依次间隔设置。

进一步地，各螺旋槽的一端延伸至与静环的内圆连通，其另一端沿动环构件的旋转方向呈螺旋状延伸。

进一步地，螺旋槽两端的宽度小，中间的宽度大，且深度不变。

进一步地，动环构件包括设置于旋转轴的外圆上以与静环结合的石墨环及装设于旋转轴的外圆上以用于安装石墨环并对石墨环沿旋转轴的轴向进行限位的石墨环座。

进一步地，石墨环座呈圆环状，其靠近静环的端面上设有内凹的且呈环形的第一安装槽，石墨环卡紧于第一安装槽内。

进一步地，石墨环座与旋转轴之间设有第一密封件，第一密封件装设于旋转轴的外圆上且卡紧于旋转轴的外圆和石墨环座的内圆之间。

进一步地，安装座的内圆上设有内凹的且呈环形的第二安装槽，静环装设于旋转轴上且卡紧于第二安装槽内。

进一步地，第二安装槽与静环之间设有用于密封的第二密封件，第二密封件装设于静环的外圆上且卡紧于第二安装槽内。

进一步地，第二安装槽的环面上设有内凹的且呈环形的第三安装槽，第二密封件卡紧于第三安装槽内。

本发明具有以下有益效果：

本发明的流体动力密封结构中，当发动机不工作时，静环通过磁力与动环构件结合以保证静止状态下的密封，相比传统的弹簧弹力，磁力使得两者结合时的稳定性更好，可靠性更高，且由于螺旋槽设置于静环上，因而更容易对螺旋槽进行日常使用的检查及清洗维护，提高了流体动力密封结构的可维护性；工作时，当静环与动环构件相对转速达到一定时，外部环境中的空气介质进入静环的螺旋槽中，使静环与动环构件之间的压力增大，形成一层高压空气薄膜，从而使动环构件和静环分离，由于高压空气薄膜的压力高于齿轮箱内密封油腔的压力，从而可将旋转轴密封住，且形成非接触式密封，因此，流体动力密封结构具有寿命长、可靠性高、密封线速度高的特点。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的流体动力密封结构的结构示意图；

图2是图1中流体动力密封结构中的动力密封装置的结构示意图；

图3是图2中动力密封装置中的静环的结构示意图。

图例说明