流體動力的密封裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種流體動力的密封裝置，包括殼體、旋轉軸、安裝座、彈性元件、靜環(huán)及動環(huán)，靜環(huán)套設于旋轉軸上，且沿旋轉軸的軸向可移動地設置，靜環(huán)一端與彈性元件連接；動環(huán)套設于旋轉軸上，且設置為跟隨旋轉軸一起轉動，靜環(huán)位于彈性元件與動環(huán)之間，動環(huán)與靜環(huán)的接觸面上開設有流道槽；在旋轉軸處于靜止狀態(tài)時，靜環(huán)通過彈性元件的作用與動環(huán)貼合，形成接觸式密封，在旋轉軸處于轉動狀態(tài)時，流道槽跟隨轉動將流體引入靜環(huán)與動環(huán)之間，形成高壓流體薄膜，以使靜環(huán)與動環(huán)分離，形成非接觸式密封。相較篦齒密封，結構簡單且尺寸小，也避免了旋轉軸在高速轉動時動環(huán)與靜環(huán)之間的摩擦，降低磨損和發(fā)熱，密封性好，使用壽命長，可靠性高。
【專利說明】流體動力的密封裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及軸密封【技術領域】，特別地，涉及一種流體動力的密封裝置。

【背景技術】
[0002]航空發(fā)動機是一種高度復雜和精密的熱力機械。該設備中的旋轉軸外是容納有潤滑油的軸承腔，為保證設備的正常運轉，旋轉軸需進行密封處理。
[0003]目前，現(xiàn)有的密封方式主要有兩種:一種是篦齒密封等非接觸式密封形式，主要用于較高轉速的密封，但結構尺寸大，使用不便；另一種是橡膠油封、塑料油封、機械石墨密封等接觸式密封。如圖1為某航空發(fā)動機的軸密封結構，動環(huán)60'隨著旋轉軸20' —起旋轉，靜環(huán)50'在波形彈簧40'的壓緊力作用下緊靠動環(huán)60'，靜環(huán)50'能在軸線方向移動，其中密封圈70'為次密封。該結構密封圈70'工作時動環(huán)60'與靜環(huán)50'之間有較強的摩擦，造成磨損和發(fā)熱，特別是用于轉速較高的軸密封時，密封圈70'的壽命顯著降低，可靠性低。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種流體動力的密封裝置，以解決現(xiàn)有的密封結構使用不便，可靠性低的技術問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下:
[0006]一種流體動力的密封裝置，包括:
[0007]殼體；
[0008]旋轉軸，可轉動地設置于殼體內；
[0009]安裝座，設置于殼體上，且位于旋轉軸外側；
[0010]彈性元件，安裝于安裝座上，且套設于旋轉軸上；
[0011]靜環(huán)，套設于旋轉軸上，且沿旋轉軸的軸向可移動地設置，靜環(huán)一端與彈性元件連接;
[0012]動環(huán)，套設于旋轉軸上，且設置為跟隨旋轉軸一起轉動，
[0013]其中，靜環(huán)位于彈性元件與動環(huán)之間，動環(huán)與靜環(huán)的接觸面上開設有流道槽；
[0014]在旋轉軸處于靜止狀態(tài)時，靜環(huán)通過彈性元件的作用與動環(huán)貼合，形成接觸式密封，在旋轉軸處于轉動狀態(tài)時，流道槽跟隨轉動將流體引入靜環(huán)與動環(huán)之間，形成高壓流體薄膜，以使靜環(huán)與動環(huán)分離，形成非接觸式密封。
[0015]進一步地，流道槽呈螺旋狀設置。
[0016]進一步地，彈性元件為波紋管。
[0017]進一步地，靜環(huán)朝向彈性元件的一側設置有靜環(huán)安裝座，靜環(huán)通過靜環(huán)安裝座與彈性元件連接。
[0018]進一步地，靜環(huán)與靜環(huán)安裝座過盈配合，且靜環(huán)與靜環(huán)安裝座粘接。
[0019]進一步地，安裝座包括第一安裝座及第二安裝座，第一安裝座設置于殼體上，第二安裝座位于旋轉軸與第一安裝座之間，第二安裝座形成有用于安裝彈性元件的安裝空間。
[0020]進一步地，第一安裝座與殼體之間、第二安裝座與第一安裝座之間和/或動環(huán)與旋轉軸之間設置有密封圈。
[0021]進一步地，第二安裝座包括彈性元件安裝座及密封圈安裝座，彈性元件安裝座與密封圈安裝座連接并形成有安裝空間，彈性元件安裝座套設于旋轉軸，密封圈安裝座與第一安裝座配合，密封圈安裝座安裝密封圈于密封圈安裝座與第一安裝座之間。
[0022]進一步地，密封圈安裝座與彈性元件安裝座、彈性元件安裝座與彈性元件和/或彈性元件與靜環(huán)安裝座焊接。
[0023]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0024]根據(jù)本發(fā)明的流體動力的密封裝置，在動環(huán)與靜環(huán)的接觸面上開設流道槽，在旋轉軸處于靜止狀態(tài)時，彈性元件提供彈力將靜環(huán)壓緊在動環(huán)上，實現(xiàn)接觸式密封。當旋轉軸處于轉動狀態(tài)時，動環(huán)會跟隨旋轉軸一起轉動，動環(huán)上的流道槽將流體引入靜環(huán)與動環(huán)之間并形成高壓流體薄膜，使靜環(huán)與動環(huán)分開，由于高壓流體薄膜可將旋轉軸與外部隔離，從而對旋轉軸實現(xiàn)非接觸式密封，相較篦齒密封，結構簡單且尺寸小，也避免了旋轉軸在高速轉動時動環(huán)與靜環(huán)之間的摩擦，降低磨損和發(fā)熱，密封性好，使用壽命長，可靠性高。
[0025]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0027]圖1是現(xiàn)有的軸密封結構的示意圖；
[0028]圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例的流體動力的密封裝置的結構示意圖；
[0029]圖3是圖2的動環(huán)的結構示意圖；
[0030]圖4是圖2的動環(huán)另一視角的結構示意圖；以及
[0031]圖5是圖2的局部放大結構示意圖。
[0032]附圖標記說明:10、殼體；20、旋轉軸；30、安裝座；310、第一安裝座；320、第二安裝座；322、彈性元件安裝座；324、密封圈安裝座；40、彈性元件；50、靜環(huán)；510、靜環(huán)安裝座；60、動環(huán)；610、流道槽；70、密封圈。

【具體實施方式】
[0033]以下結合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。本文所使用的術語“和/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意和所有的組合。本文中的流體通常指的是空氣。
[0034]參照圖2至圖4，本發(fā)明的優(yōu)選實施例提供了一種流體動力的密封裝置，密封裝置包括殼體10、旋轉軸20、安裝座30、彈性元件40、靜環(huán)50及動環(huán)60。旋轉軸20可轉動地設置于殼體10內，安裝座30設置于殼體10上，且位于旋轉軸20外側，彈性元件40安裝于安裝座30上，且套設于旋轉軸20上，靜環(huán)50套設于旋轉軸20上，且沿旋轉軸20的軸向可移動地設置，靜環(huán)50 —端與彈性元件40連接，動環(huán)60套設于旋轉軸20上，且設置為跟隨旋轉軸20 —起轉動，其中，靜環(huán)50位于彈性元件40與動環(huán)60之間，動環(huán)60與靜環(huán)50的接觸面上開設有流道槽610。在旋轉軸20處于靜止狀態(tài)時，靜環(huán)50通過彈性元件40的作用與動環(huán)60貼合，即彈性元件40提供彈力將靜環(huán)50壓緊在動環(huán)60上，形成接觸式密封。在旋轉軸20處于轉動狀態(tài)時，動環(huán)60會跟隨旋轉軸20 —起轉動，使得流道槽610跟隨高速轉動時形成勢能差，從而流道槽610與外部的空間不均勻產生引力，外部的流體在引力作用下進入靜環(huán)50與動環(huán)60之間，形成高壓流體薄膜，以使靜環(huán)50與動環(huán)60分離，由于高壓流體薄膜的壓力比外部的流體的壓力高，故該高壓流體薄膜可將旋轉軸20與外部隔離，形成非接觸式密封。如此，相較篦齒密封，結構簡單且尺寸小，也避免了旋轉軸20在高速轉動時動環(huán)60與靜環(huán)50之間的摩擦，降低磨損和發(fā)熱，承受的線速度高，密封性好，使用壽命長，可靠性高。
[0035]參照圖3至圖5，在本優(yōu)選實施例中，可選地，流道槽610呈螺旋狀設置。如此，螺旋狀的流道槽610與流道槽610轉動路徑匹配，對流體起引導作用，可減小流道槽610旋轉阻力及流體進入靜環(huán)50與動環(huán)60之間的阻力，促進高壓流體薄膜的形成，可靠性高。當然，在其他實施例中，流道槽610也可呈其他形狀，能實現(xiàn)將流體引入靜環(huán)50與動環(huán)60之間，形成高壓流體薄膜的目的即可。優(yōu)選地，為了改善旋轉軸20的密封效果，動環(huán)60與旋轉軸20之間可設置密封圈70。
[0036]參照圖2及圖5，在本優(yōu)選實施例中，可選地，靜環(huán)50朝向彈性元件40的一側設置有靜環(huán)安裝座510，靜環(huán)50通過靜環(huán)安裝座510與彈性元件40連接。優(yōu)選地，為改善靜環(huán)50安裝的穩(wěn)定性，靜環(huán)50與靜環(huán)安裝座510過盈配合，且靜環(huán)50與靜環(huán)安裝座510粘接，具體可選用密封膠將靜環(huán)50與靜環(huán)安裝座510粘接。優(yōu)選地，彈性元件40與靜環(huán)安裝座510可采用焊接，連接牢靠，可靠性高。
[0037]參照圖2及圖5，在本優(yōu)選實施例中，可選地，彈性元件40可選用波紋管。波紋管較波形彈簧具有彈力穩(wěn)定，對動環(huán)60的振動具有很好的跟隨性，能夠在航空發(fā)動機上苛刻的振動環(huán)60境下穩(wěn)定工作，并且具有密封功能，無需采用次密封，有效避免次密封泄露和靜環(huán)50跟隨性差的問題，可靠性高。波紋管是彈性元件40【技術領域】中的成熟部件，其結構和工作原理在此不再贅述。在本實施例中，具體選用金屬波紋管。在其他實施例中，也可以選用其他結構的彈性元件40。
[0038]參照圖2及圖5，在本優(yōu)選實施例中，可選地，安裝座30包括第一安裝座310及第二安裝座320，第一安裝座310設置于殼體10上，第二安裝座320位于旋轉軸20與第一安裝座310之間，第二安裝座320形成有用于安裝彈性元件40的安裝空間，實現(xiàn)對彈性元件40的安裝。優(yōu)選地，為了保證旋轉軸20的密封效果，有效防止泄漏，第一安裝座310與殼體10之間可設置密封圈70。第二安裝座320與第一安裝座310之間也可設置密封圈70。
[0039]參照圖2及圖5，進一步地，第二安裝座320包括彈性元件安裝座322及密封圈安裝座324，彈性元件安裝座322與密封圈安裝座324連接并形成有安裝空間，彈性元件安裝座322套設于旋轉軸20，密封圈安裝座324與第一安裝座310配合，密封圈安裝座324安裝密封圈70于密封圈安裝座324與第一安裝座310之間，安裝便利，結構簡單，且密封效果好。優(yōu)選地，密封圈安裝座324與彈性元件安裝座322可采用焊接，彈性元件安裝座322與彈性元件40也可采用焊接，連接牢靠，可靠性高。
[0040]從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實施例實現(xiàn)了如下技術效果:
[0041]根據(jù)本發(fā)明的流體動力的密封裝置，在動環(huán)60與靜環(huán)50的接觸面上開設流道槽610，在旋轉軸20處于靜止狀態(tài)時，彈性元件40提供彈力將靜環(huán)50壓緊在動環(huán)60上，實現(xiàn)接觸式密封。當旋轉軸20處于轉動狀態(tài)時，動環(huán)60會跟隨旋轉軸20 —起轉動，動環(huán)60上的流道槽610將流體引入靜環(huán)50與動環(huán)60之間并形成高壓流體薄膜，使靜環(huán)50與動環(huán)60分開，由于高壓流體薄膜可將旋轉軸20與外部隔離，從而對旋轉軸20實現(xiàn)非接觸式密封，相較篦齒密封，結構簡單且尺寸小，也避免了旋轉軸20在高速轉動時動環(huán)60與靜環(huán)50之間的摩擦，降低磨損和發(fā)熱，密封性好，使用壽命長，可靠性高。
[0042]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種流體動力的密封裝置，其特征在于，包括: 殼體(10)； 旋轉軸(20)，可轉動地設置于所述殼體(10)內； 安裝座(30)，設置于所述殼體(10)上，且位于所述旋轉軸(20)外側； 彈性元件(40)，安裝于所述安裝座(30)上，且套設于所述旋轉軸(20)上； 靜環(huán)(50)，套設于所述旋轉軸(20)上，且沿所述旋轉軸(20)的軸向可移動地設置，所述靜環(huán)(50) —端與所述彈性元件(40)連接； 動環(huán)(60)，套設于所述旋轉軸(20)上，且設置為跟隨所述旋轉軸(20) —起轉動， 其中，所述靜環(huán)(50)位于所述彈性元件(40)與所述動環(huán)￠0)之間，所述動環(huán)￠0)與所述靜環(huán)(50)的接觸面上開設有流道槽￠10); 在所述旋轉軸(20)處于靜止狀態(tài)時，所述靜環(huán)(50)通過所述彈性元件(40)的作用與所述動環(huán)￠0)貼合，形成接觸式密封，在所述旋轉軸(20)處于轉動狀態(tài)時，所述流道槽(610)跟隨轉動將流體引入所述靜環(huán)(50)與所述動環(huán)￠0)之間，形成高壓流體薄膜，以使所述靜環(huán)(50)與所述動環(huán)￠0)分離，形成非接觸式密封。
2.根據(jù)權利要求1所述的流體動力的密封裝置，其特征在于， 所述流道槽(610)呈螺旋狀設置。
3.根據(jù)權利要求1所述的流體動力的密封裝置，其特征在于， 所述彈性元件(40)為波紋管。
4.根據(jù)權利要求1所述的流體動力的密封裝置，其特征在于， 所述靜環(huán)(50)朝向所述彈性元件(40)的一側設置有靜環(huán)安裝座(510)，所述靜環(huán)(50)通過所述靜環(huán)安裝座(510)與所述彈性元件(40)連接。
5.根據(jù)權利要求4所述的流體動力的密封裝置，其特征在于， 所述靜環(huán)(50)與所述靜環(huán)安裝座(510)過盈配合，且所述靜環(huán)(50)與所述靜環(huán)安裝座(510)粘接。
6.根據(jù)權利要求4所述的流體動力的密封裝置，其特征在于， 所述安裝座(30)包括第一安裝座(310)及第二安裝座(320)，所述第一安裝座(310)設置于所述殼體(10)上，所述第二安裝座(320)位于所述旋轉軸(20)與所述第一安裝座(310)之間，所述第二安裝座(320)形成有用于安裝所述彈性元件(40)的安裝空間。
7.根據(jù)權利要求6所述的流體動力的密封裝置，其特征在于， 所述第一安裝座(310)與所述殼體(10)之間、所述第二安裝座(320)與所述第一安裝座(310)之間和/或所述動環(huán)￠0)與所述旋轉軸(20)之間設置有密封圈(70)。
8.根據(jù)權利要求7所述的流體動力的密封裝置，其特征在于， 所述第二安裝座(320)包括彈性元件安裝座(322)及密封圈安裝座(324)，所述彈性元件安裝座(322)與所述密封圈安裝座(324)連接并形成有所述安裝空間，所述彈性元件安裝座(322)套設于所述旋轉軸(20)，所述密封圈安裝座(324)與所述第一安裝座(310)配合，所述密封圈安裝座(324)安裝所述密封圈(70)于所述密封圈安裝座(324)與所述第一安裝座(310)之間。
9.根據(jù)權利要求8所述的流體動力的密封裝置，其特征在于， 所述密封圈安裝座(324)與所述彈性元件安裝座(322)、所述彈性元件安裝座(322)與所述彈性元件(40)和/或所述彈性元件(40)與所述靜環(huán)安裝座(510)焊接。
【文檔編號】F16J15/34GK104455456SQ201410614320
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權日:2014年11月5日
【發(fā)明者】江建文, 李珍蓮, 魯銳, 饒剛, 董紅濤 申請人:中國航空動力機械研究所