[发明专利]一种新型气压封严套

说明书

本发明属于密封技术领域，具体涉及一种新型气压封严套，包括：封严套、金属环和耐热衬套；所述封严套为圆柱状，封严套中心开有同轴通孔；所述同轴通孔内壁设有环形台阶；所述封严套套设在涡轮盘的中心轴上；所述金属环和耐热衬套均为圆环状结构；所述耐热衬套压接在金属环内壁；所述金属环和耐热衬套整体套设在涡轮盘中心轴与同轴通孔之间，且紧贴环形台阶并位于靠近涡轮盘一侧。

技术领域

本发明属于密封技术领域，具体涉及一种新型气压封严套。

背景技术

航空发动机的涡轮盘采用多级蓖齿封严来密封高温燃气，长期运行时，涡轮盘处燃气温度高达1400℃，蓖齿变形较大，损伤严重，封严效果较差。一般蓖齿封严的材料多采用高温合金，单级蓖齿结构比较薄，加工难度大、成型效率低。而在工作时。涡轮盘支承的轴承由于高速运转会生成大量热，要带走热量，降低温度，一般采用滑油进行冷却、散热，但涡轮盘轴向滑油密封经常碎裂或破损，发生渗漏，导致密封失效。

随着航空技术进步，先进航空发动机向大推力、高推比、低油耗和高效率的方向发展，封严部件工作温度不断提升，质量问题也日益突出，开发一种承温能力更高、密度更低、强度更大和加工性能更优异的新型高温封严材料，已成为亟待解决的问题。研究质量轻巧、高比强度、高比刚度、高抗氧化性,高耐腐蚀性能的新型特种结构材料迫在眉睫。随着时代的发展和科技的进步,各国对于新型航天仪器和精密武器的开发越来越重视,各种高科技飞行器,武器都再向超高速,超远距离,更安全的方向发展,所以对材料的要求越来越高。尤其是新一代空天飞行器,其涡轮温度经常高于1400℃,有时还是在氧化环境中工作,这就需要材料拥有更好的高温强度。碳纤维增强结构的复合材料由于其具有高强度、高模量、高断裂初性、高导热、隔热和低密度等优异特性,用作工作温度为(1500-1700)℃的高温结构材料。复合材料的优势在于，可对多相组织进行匹配性设计，使复合材料的强度、韧性、抗蠕变和氧化等关键性能有多相位承担，从而提高复合材料的高温密封性能。

发明内容

本发明的目的：设计一种新型气压封严套。

本发明的技术方案：

一种涡轮轴轴肩密封结构，包括：封严套、金属环和耐热衬套；

所述封严套为圆柱状，封严套中心开有同轴通孔；所述同轴通孔内壁设有环形台阶；所述封严套套设在涡轮轴上；

所述金属环和耐热衬套均为圆环状结构；所述耐热衬套压接在金属环内壁；

所述金属环和耐热衬套整体套设在涡轮轴与同轴通孔之间，且紧贴环形台阶并位于靠近涡轮盘一侧。

进一步，所述封严套外侧壁沿圆周设有环形锯齿形凸起。

进一步，所述环形锯齿形凸起位于封严套外侧壁靠近涡轮盘一侧，且环形锯齿形凸起数量至少三圈。

进一步，所述封严套设有径向通气孔，所述径向通气孔位于环形台阶远离涡轮盘一侧。

进一步，所述封严套为硼化物陶瓷基复合材料，通过离子喷涂法生成多层结构。

进一步，所述耐热衬套从内向外包括三层，分别为：隔热层板、铝蜂窝、耐热层板；隔热层板为碳化锆高温陶瓷材料中添加碳化硅和石墨通过热压烧结工艺制成；耐热层板为碳纤维增强树脂基复合材料通过共注工艺制成；并通过高温胶粘剂与铝蜂窝粘接。

进一步，所述金属环从内向外依次为内圈、蜂窝填充和外圈；

内圈和外圈为硅酸铝纤维基体材料通过三维空间编织形成；蜂窝填充包括铝蜂窝芯和高温胶黏剂；所高温胶黏剂将内外圈和铝蜂窝芯粘结为一体。

进一步，所述径向通气孔连接来自压气机的冷却气体，由外向内通入封严套轴向通孔中。

本发明的有益效果：