[发明专利]用于高速轴的自适应迷宫密封装置

说明书

本发明公开了一种用于高速轴的自适应迷宫密封装置，包括弹簧座、密封座、迷宫密封环、弹性组件和防转件；弹簧座、密封座和迷宫密封环套装在高速轴上，密封座与弹簧座固定，密封座与弹簧座限定出容纳空间，迷宫密封环位于容纳空间中，迷宫密封环的内周面上设有迷宫密封齿和动静压增强构型，高速轴的外周面上可根据迷宫密封环浮起性能的需求设有螺旋槽；弹性组件位于迷宫密封环的一端端部和弹簧座的端部之间，使迷宫密封环的另一端端部与密封座紧密接触；防转件防止迷宫密封环周向转动，但不限制迷宫密封环径向移动。本发明可以实现迷宫密封在低泄漏条件下的高可靠悬浮，提高密封效率，延长密封寿命。

技术领域

本发明属于旋转轴的迷宫密封技术领域，尤其是涉及一种高速轴的自适应迷宫密封装置。

背景技术

燃油泵是航空发动机燃油系统的“心脏”，一方面给发动机燃烧室提供燃料，另一方面作为动力系统驱动多种执行机构，其工作能力和工作的可靠性对航空发动机安全可靠地运行具有重要影响。离心式燃油泵是一种先进的燃油供给系统，其具有增压幅度大，工作温升小等优点，但由于其转速高，转子与静子之间的相对速度大的特点，实现对转子与壳体之间的高温高压燃油的密封极为困难。传统的密封方法要么泄漏过大(如常规迷宫密封)，要么磨损过快(如石墨圆周密封)，均难以满足离心式燃油泵的工作需求(低泄漏的同时实现高寿命)。在高转速下，泵转子的径向振动和变形导致其出现幅度较大的径向位移，这种情况下如果密封件与转子之间预留的间隙过小，转子与密封件就会出现严重的碰摩；反之，如果密封件与转子之间预留的间隙较大，燃油的大量泄漏在所难免，虽然市面上出现的一些改进型的浮环密封和迷宫密封产品，但是当转子处于高转速时，依然存在密封环与转子碰撞或者泄漏率偏大的问题。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题。为此，本发明提供了一种用于高速轴的自适应迷宫密封装置，以此提高迷宫密封在流体压力下的动态响应能力，依靠流体动静压效应，通过密封环自身的径向运动来适应高速轴的径向位移，从而能够在较小的预设间隙下避免碰摩，兼顾小泄漏和低磨损两个目标，保障密封在长使役周期内维持良好的密封性能。

根据本发明实施例的用于高速轴的自适应迷宫密封装置，所述用于高速轴的自适应迷宫密封装置安装在所述高速轴上，并在径向与所述高速轴具有间隙；所述用于高速轴的自适应迷宫密封装置包括：

弹簧座，所述弹簧座套装在所述高速轴上；

密封座，所述密封座套装在所述高速轴上，所述密封座的一侧背向所述弹簧座，所述密封座的另一侧朝向所述弹簧座且与所述弹簧座固定，所述密封座与所述弹簧座限定出容纳空间；

迷宫密封环，所述迷宫密封环套装在所述高速轴上且位于所述容纳空间中，所述迷宫密封环的内周面上设有迷宫密封齿和动静压增强构型，所述动静压增强构型位于所述迷宫密封齿的一侧或两侧，所述高速轴的外周面上可根据所述迷宫密封环浮起性能的需求设有螺旋槽，所述螺旋槽与所述动静压增强构型在安装位置上相对应；

弹性组件，所述弹性组件套装在所述高速轴上且位于所述迷宫密封环的一端端部和所述弹簧座的端部之间，所述弹性组件的两侧分别支撑在所述迷宫密封环的一端端部和所述弹簧座的端部，使所述迷宫密封环的另一端端部与所述密封座紧密接触；

防转件，所述防转件安装在所述密封座和所述迷宫密封环上，以防止所述迷宫密封环周向转动，但不限制所述迷宫密封环径向移动；

所述用于高速轴的自适应迷宫密封装置采用第二工作介质来密封第一工作介质，其中，所述第一工作介质为位于所述密封座的一侧的流体工作介质，所述第二工作介质为充满于所述容纳空间中且在所述迷宫密封环的外部的流体工作介质以及位于弹簧座外侧的流体工作介质；或所述用于高速轴的自适应迷宫密封装置用于对单种工作介质进行密封。