[发明专利]轴承腔动密封装置及其航空发动机

说明书

本发明公开了一种轴承腔动密封装置及其航空发动机，包括安装座、转动装设于安装座的安装通道内的转轴、及装设于安装通道的轴承腔内的支承轴承，轴承腔动密封装置还包括：安装在安装通道内的密封跑道上密封装置；密封装置包括套装于转轴的外圆的高压侧的双级指尖密封、固定套装于转轴的外圆的低压侧和轴承腔内的出油侧且位于安装通道内的密封跑道上的接触式圆周石墨密封，安装座设有用于将外界低温低压气体引入低压腔内的引气通路；密封跑道上处于双级指尖密封与接触式圆周石墨密封之间开设有贯通的排气孔。本发明的轴承腔动密封装置，通过阶梯形式逐级降温、降压，从而实现高温高压气流的低泄漏并通过少量的气流泄漏进入轴承腔以防止滑油的泄漏。

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，特别地，涉及一种轴承腔动密封装置。

背景技术

航空发动机轴承腔密封的主要功能在于将发动机转子系统的轴承腔与发动机的气流环境有效地隔离，保护轴承和润滑免受气流环境的损害，防止滑油泄漏出轴承腔外。目前一般采用多级篦齿密封来实现轴承腔润滑油的密封。篦齿密封装置是一种非接触式密封形式，可适应高线速度工况环境，其由安装座、耐磨涂层、篦齿动环组成，为防止转子(篦齿动环)、静子(篦齿静环)相接触产生磨损，转静子间留有一定间隙，当高压侧气体进入到转子与静子的间隙时，在篦齿齿间形成漩涡流，使流体产生自密封效应，进而各齿间的流体压力逐级削弱，达到密封效果。但是，转子、静子间有间隙，泄漏量大，而且在发动机以慢车状态向最大功率状态的加速过程中，因离心力作用转子急骤膨胀，静子和转子间隙变小，轴的振动和偏移，使篦齿齿尖和涂层磨损，造成不可复原的永久性的间隙增大，封严效果下降。

现有的主轴承腔密封采用多阶多级篦齿密封，为确保篦齿密封的转、静子不发生碰磨，需采用比较大的封严间隙；通常需采用三阶五齿的篦齿密封进行封严，造成主轴承腔密封占用的轴向空间大，且加工难度大，对篦齿密封的装配精度要求高，易产生篦齿密封的封严间隙不合理，产生刮磨、泄漏量大等问题。

刷式密封，作为一种具有适应性的可过盈安装的密封形式，与传统的篦齿密封相比在密封性能的改善方面具有明显的优势，刷式密封的泄漏量约为篦齿密封的1/10～1/2。刷式密封在长期运行后容易出现刷丝的断丝、断尖等现象，暂未被直接应用于主轴承密封。

指尖密封，是一种柔性接触式密封，用片状的指尖薄片代替刷丝，制造工艺比刷式密封简单，但是指尖密封在长时间运转时，指尖薄片与密封跑道由于磨损会有微小的颗粒，金属颗粒不能进入到轴承腔，暂未在主轴承腔中应用。

圆周石墨密封包括接触式密封和非接触式密封，主要通过与封严跑道构成密封截面，根据圆周石墨密封的结构特点，当压差＞0.4MPa的工况下，密封装置的泄漏量会很大，过多的热空气会进入轴承腔，石墨环紧靠壳体端面会降低使用寿命；圆周石墨密封的主要密封元件为石墨材料，其对滑油焦化敏感，在石墨环接触面上形成滑油焦化会促成高泄漏和过大磨损，仅适用于环境温度低于200℃。

发明内容

本发明提供了一种轴承腔动密封装置及其航空发动机，以解决现有的密封装置占用空间大，泄漏量大，不适宜在高压差、高温的工况下正常工作的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：