[发明专利]带积流槽的浮环密封组件

说明书

本发明公开一种密封组件，用于轴承腔内润滑油的密封，旋转轴通过设置在轴承腔内的轴承支撑在安装座上，所述密封组件包括：跑道，所述跑道套在所述旋转轴上；浮环，所述浮环在径向上设置在所述安装座与所述跑道之间，所述浮环的径向内表面与所述跑道的径向外表面径向地相对；其中所述浮环的径向内表面中设置有积流槽。积流槽可以用来储存滑油，当发动机高速运转时，积流槽有助于在密封间隙内形成稳定的油膜，提升密封性能；当发动机停止时，积流槽可以用来储存并排走残留的滑油，防止密封间隙内高温结焦影响使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种适用于航空发动机轴承腔的密封结构。该结构是在浮环上开有积流槽的新型密封结构，能够满足现代高性能航空发动机对轴承腔内润滑油的密封要求。

背景技术

对于现代高性能航空发动机来说，为了追求更高的推重比和热效率，降低耗油率，控制污染物排放并提高工作寿命，需要不断突破密封技术。研究表明，密封泄漏量每减少1％，可使发动机推力增加1％，耗油率降低0.1％。浮环密封的密封间隙相对较小，当发动机正常工作时，密封间隙内形成一层流体膜，用来封严轴承腔内的润滑油。如果旋转轴和浮环相碰时，浮环可上下浮动而不会磨损，因而密封效果较好，且不会在工作中的碰磨使得工作间隙加大。但是，过渡态下，封严气和润滑油的压力与温度均发生变化，密封间隙内的流体膜也随之改变，影响密封性能。当发动机停车后，如果润滑油没有及时全部抽回，而在密封间隙内积存时，就会在高温作用下结焦形成积炭，卡在浮环与旋转轴之间，使浮环不能浮动，在轴的磨损作用下形成大的间隙，引起润滑油量消耗增大进而导致密封失效。

本发明提出了带有积流槽的浮环密封结构，分别克服了上述两方面缺点，整体结构比较简单，加工难度与传统的密封结构无异，但是密封性能却得到大幅提升，具有广泛的应用前景。

发明内容

本发明提供了一种适用于航空发动机轴承腔润滑油密封的新型浮环密封结构，包括跑道、浮环、金属圈、引流孔和积流槽，共同组成一个浮环密封单元体，其主要特征是：跑道与浮环配对使用，跑道与浮环形成密封间隙δ，而跑道两侧均设计成台阶状，台阶高h。浮环中间设计了一个环形积流槽如图3所示，其高为A，宽度为S，用来收集间隙内多余的润滑油。积流槽底部开有引流孔，用于排出积流槽的内润滑油。

在发动机工作状态下，封严腔内封严气的压力高于轴承腔内润滑油的压力，润滑油不易泄漏。同时，在封严气的作用下，积流槽的润滑油不仅不会从引流孔排出，还会在封严气的作用下，补充密封间隙内的缺失。因此，积流槽的润滑油有助于密封间隙内形成稳定流体膜，从而提高密封性能。当发动机停车后，密封间隙内未及时排除的润滑油汇集到积流槽内，由于封严腔的压力与积流槽的压力相当，在重力作用下，润滑油可以从引流孔排出，防止密封间隙内形成积炭。同时，跑道两侧的台阶设计有助于密封间隙两侧的润滑油顺利排出，最终保证了浮环密封的运行稳定性。

本发明提出了一种密封组件，用于轴承腔内润滑油的密封，旋转轴通过设置在轴承腔内的轴承支撑在安装座上，密封组件包括：

跑道，跑道套在旋转轴上；

浮环，浮环在径向上设置在安装座与跑道之间，浮环的径向内表面与跑道的径向外表面径向地相对；

其中浮环的径向内表面中设置有积流槽。

根据本发明的密封组件，其中积流槽对中地设置在浮环的径向内表面中。

根据本发明的密封组件，其中积流槽沿着浮环的径向内表面外圆周部分地延伸。

根据本发明的密封组件，其中积流槽是环形槽。

根据本发明的密封组件，其中积流槽的轴向横截面是扇形。

根据本发明的密封组件，其中跑道与旋转轴一起旋转。

根据本发明的密封组件，其中在跑道与浮环之间形成的径向密封间隙在0.02至0.1mm之间。