[发明专利]带斜槽的浮环密封组件

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；其中在所述跑道的径向外表面中设置有斜槽，所述斜槽从所述跑道的径向外表面朝向所述跑道的中心部分延伸。当发动机高速运转时，斜槽内的润滑油在离心力作用下形成密封油环，有助于提升密封性能，尤其是过渡态封严压差未建立时，密封油环可以起到很好的补充作用。

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。该结构是在旋转跑道上开有斜槽的新型密封结构，能够满足现代高性能航空发动机过渡态下对轴承腔润滑油的密封要求。

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，且不会在工作中碰磨使工作间隙加大。但是，过渡态下，封严腔内封严气压力未建立起来时，润滑油极易泄漏。目前，常规的设计未能找到有效的密封方法，只能默认该部分泄漏的发生。

本发明提出带斜槽的浮环密封结构，专门针对过渡态下的密封需求。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、和斜槽，三者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。跑道中间设计了12个斜槽。如图2和4所示，其高为A，宽度为B，底部深度为C。

该结构主要满足发动机起动、停车等过渡态下的密封需求。发动机正常工作时，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。但是，过渡态下，封严腔的封严气压力不能快速及时建立，润滑油极易泄漏。斜槽内收集的润滑油在离心力作用下，形成一道严密的密封油环，可以有效阻止润滑油向外泄漏，最终保证了发动机过渡态下的密封性能，提升了发动机的整体性能。

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，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；

其中在所述跑道的径向外表面中设置有斜槽，所述斜槽从所述跑道的径向外表面朝向所述跑道的中心部分延伸。

根据本发明的密封组件，其中所述跑道与所述旋转轴一起旋转。

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

根据本发明的密封组件，其中所述斜槽的轴线与所述跑道的在所述斜槽的轴线与跑道的径向外表面的假想交点处的切线成角度地。

根据本发明的密封组件，其中所述角度在100-130度的范围之间。

根据本发明的密封组件，其中多个斜槽沿着所述跑道的径向外表面的外周边均匀地分布。

根据本发明的密封组件，其中斜槽的数量在8-20个的范围内。

根据本发明的密封组件，其中在所述跑道的轴向上设置一排斜槽。

根据本发明的密封组件，其中在所述跑道的轴向上设置多排斜槽。