[發明專利]滑油封嚴結構及航空發動機

有效

• 申請號: 202010799327.5
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN111927632B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 何康;賀宜紅;蔣康河;聶建豪;張若昀;馬莉
• 申請（專利權）人: 中國航發湖南動力機械研究所
• 主分類號: F02C7/28
• 分類號: F02C7/28;F02C7/06;F02C7/18;F01D11/00;F01D11/06
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 孫寶海;袁禮君

本發明提出一種滑油封嚴結構及航空發動機，滑油封嚴結構包含篦齒環、密封殼體以及兩個石墨環；篦齒環套設于轉動軸，篦齒環具有外環面，外環面環繞設置有沿軸向前后間隔布置兩組篦齒；密封殼體環繞設置于篦齒環外周并具有軸向定位組件，密封殼體設置有預旋葉片流道；兩個石墨環分別套設于篦齒環與密封殼體之間，兩個石墨環沿軸向前后間隔布置，并分別以間隙配合的方式對應于兩組篦齒，兩個石墨環經由軸向定位組件沿軸向定位，兩個石墨環為浮環結構；滑油封嚴結構被配置為供外部氣流依次流經預旋葉片流道、兩個石墨環之間的間隙、兩組篦齒之間的間隙和兩個石墨環與兩組篦齒之間的間隙后，分別流至密封殼體前后兩側的空間。

技術領域

本發明涉及航空發動機技術領域，尤其涉及一種滑油封嚴結構及航空發動機。

背景技術

在航空發動機，特別是燃氣渦輪發動機領域，現有的滑油密封方式包含有浮環密封和篦齒密封等。然而，現有的浮環密封是間隙式圓周密封，其用于滑油腔封嚴時，對滑油泄漏敏感，在沾染滑油后，在軸承腔高溫作用下，滑油結焦，極易導致浮環失效。篦齒結構相較浮環加工較為方便，且所占用的徑向結構空間較小，廣泛應用于各種氣體封嚴。然而，封嚴滑油時，滑油腔多為油氣混合狀態，當滑油隨氣體進入篦齒后，易蓄積在篦齒槽里，在離心力作用下被隨機甩出滑油腔外，漏氣量相對較大，滑油消耗高。

現有的滑油密封結構類型包括單級、雙級密封。單級密封僅包含一個密封元件，結構簡單，一般用于低溫低壓環境下的滑油封嚴。二級密封包含串聯的兩個密封元件，結構復雜，并通過圓孔引一股單獨的增壓氣體至級間隔腔，能更好地阻斷發動機燃氣和保護滑油腔。

隨著發動機性能的日益提升，滑油封嚴條件越發苛刻?，F有單級密封難以應對燃氣渦輪軸承的高溫高壓環境。雙級密封雖較單級密封效果要好，但單一元件的浮環或篦齒密封，難以同時兼顧浮環和篦齒的優缺點，級間增壓引氣結構及相應封嚴流路也有待提高。

發明內容

本發明的一個主要目的在于克服上述現有技術的至少一種缺陷，提供一種具有預旋葉片流道的浮環篦齒復合式滑油封嚴結構。

本發明的另一個主要目的在于克服上述現有技術的至少一種缺陷，提供一種具有上述滑油封嚴結構的航空發動機。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

根據本發明的一個方面，提供一種滑油封嚴結構，設置于航空發動機的轉動軸；其中，所述滑油封嚴結構包含篦齒環、密封殼體以及兩個石墨環；所述篦齒環套設于所述轉動軸，所述篦齒環具有外環面，所述外環面環繞設置有沿軸向前后間隔布置兩組篦齒；所述密封殼體環繞設置于所述篦齒環外周并具有軸向定位組件，所述密封殼體設置有預旋葉片流道；所述兩個石墨環分別套設于所述篦齒環與所述密封殼體之間，所述兩個石墨環沿軸向前后間隔布置，并分別以間隙配合的方式對應于所述兩組篦齒，所述兩個石墨環經由所述軸向定位組件沿軸向定位，所述兩個石墨環為浮環結構；其中，所述滑油封嚴結構被配置為供外部氣流依次流經所述預旋葉片流道、所述兩個石墨環之間的間隙、所述兩組篦齒之間的間隙和所述兩個石墨環與所述兩組篦齒之間的間隙后，分別流至所述密封殼體前后兩側的空間。

根據本發明的其中一個實施方式，所述篦齒環包含內環部、外環部以及連接部；所述內環部以過渡配合或者過盈配合的方式套設于所述轉動軸；所述外環部與所述內環部沿徑向相間隔地套設于所述轉動軸外周，所述外環面為所述外環部背向所述轉動軸的環狀表面；所述連接部沿徑向連接于所述內環部與所述外環部。

根據本發明的其中一個實施方式，所述轉動軸套設有軸承，所述轉動軸具有軸頸；其中，所述內環部前端和后端分別抵頂于所述軸頸和所述軸承，以使所述篦齒環在軸向上定位。