[实用新型]一种圆周密封冷却结构及航空发动机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种燃气涡轮发动机，特别是涉及一种圆周密封冷却结构及设置有该圆周密封冷却结构的航空发动机。 

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圆周密封，如图1所示，其密封环沿周向均匀分为几段，由周向拉伸弹簧1’箍到旋转的密封跑道2’外径表面上，构成主密封界面限制轴向泄漏；由卡圈3’、压板4’和压缩弹簧5’将密封环6’推靠在密封座7’内伸凸边端面上，构成二次密封界面限制径向泄漏。在圆周密封工作时，由于摩擦产生的热大部分通过密封跑道2’散发出去，若密封跑道2’不能获得良好的冷却，其会产生不利的热变形，导致密封环6’与密封跑道2’产生间隙，相应地，密封泄漏会增大，密封的磨损会加剧。密封跑道2’的合理冷却是保证圆周密封封严性能和寿命的关键因素之一。 

密封跑道的冷却方式一般有三种，如图2a-c所示，外径喷射式（如图2a所示），结构简单，易于实现，由于结构限制以及需防止喷射的滑油进入主密封界面，其喷射点到主密封界面有一定的距离，冷却效果差，且容易引起跑道锥度变形，导致滑油泄漏。环下油孔冷却（如图2b所示）效果好，但分离的油孔使跑道周向冷却不均匀，易形成花瓣状变形；为使周向冷却尽量均匀，则需要足够多的油孔，但油孔的数量受到材料强度以及加工的限制。悬臂式环下冷却（如图2c所示），周向冷却均匀，冷却点靠近摩擦发热点，冷却效果好，但其需要专门的喷嘴供给滑油，要求有一定的密封安装空间。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种冷却效果较为均匀的圆周密封冷却结构及航空发动机。 

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案： 

一种圆周密封冷却结构，包括静止座、旋转轴、轴承、圆周密封件、密封跑道以及套筒，其中:所述轴承和所述圆周密封件均安装在所述静止座上；所述旋转轴通过所述轴承与所述静止座转动连接；所述密封跑道和套筒均安装在所述旋转轴上；所述套筒位于所述密封跑道和轴承之间，三者依序配合；所述密封跑道与套筒配合、设有引导滑油的通槽；该通槽与所述轴承内环上的通道相连通；所述套筒具有一个锥壁；所述锥壁的扩张端与所述密封跑道相向设置。 

进一步地，所述套筒还包括圆柱抱紧部；所述圆柱抱紧部与所述锥壁连接成一体；所述圆柱抱紧部套设在所述旋转轴上，与所述轴承的端面相抵接。 

进一步地，所述密封跑道包括外筒壁、内筒壁和环形板，其中：所述外筒壁通过所述环形板与所述内筒壁连接成一体；所述内筒壁套设在所述旋转轴上，与所述圆柱抱紧部相抵接。 

进一步地，所述锥壁的角度和长度根据离心力作用下所述锥壁上的滑油甩到所述密封跑道的均匀度确定。 

进一步地，所述锥壁的末端与所述环形板之间的间隙根据离心力作用下所述锥壁上的滑油甩到所述密封跑道的雾化程度确定。 

进一步地，所述通槽包括一第一周向槽、一第二周向槽、若干轴向槽和若干径向槽，其中：所述第一周向槽和第二周向槽分别沿圆周开设在所述圆柱抱紧部与所述轴承内环及所述密封跑道相配合的两侧端面处；所述轴向槽沿所述套筒的轴向设置在所述第一周向槽和第二周向槽之间，并且各所述轴向槽之间沿所述套筒的周向隔开设置；各所述径向槽沿所述内筒壁与所述圆柱抱紧部相抵接的端面间隔设置；所述轴承内环上的通道、所述第一周向槽、所述轴向槽和所述第二周向槽和所述径向槽均相连通。 

进一步地，所述通槽包括一周向槽、若干第一轴向槽和若干第二轴向槽，其中：所述周向槽沿圆周开设在所述圆柱抱紧部与所述轴承内环相配合的端面处；各所述第一轴向槽沿周向间隔设置在所述圆柱抱紧部与所述密封跑道相配合的端面处；各所述第二轴向槽与每一所述第一轴向槽相对应，并且间隔设置在所述第一轴向槽和周向槽之间；所述轴承内环上的通道、所述周向槽、所述第二轴向槽和所述第一轴向槽均相连通。 

进一步地，还包括供油管以及连接在所述供油管上的喷嘴，其中：所述供油管安装在所述静止座上；所述喷嘴的喷射方向朝所述轴承内环上的通道设置。 

进一步地，所述外筒壁的内侧与所述旋转轴之间的夹角范围为1-2度。 

一种包括上述各实施例中的圆周密封冷却结构的航空发动机。 

基于上述技术方案，本实用新型的优点是：