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轴承腔动密封装置及其航空发动机
申请号	CN202110404807.1	申请日	2021-04-15	公开(公告)号	CN113028059A	公开(公告)日	2021-06-25
申请人	中国航发湖南动力机械研究所;			发明人	周坤; 力宁; 王晓燕; 潘君; 胡廷勋; 邹晗阳; 李齐飞;
摘要	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。
权利要求	1.一种轴承腔动密封装置，适用于温度≤650℃、压力≤1.5MPa的高温高压环境，包括安装座(1)、转动装设于所述安装座(1)的安装通道内的转轴(2)、及装设于所述安装通道的轴承腔内的支承轴承(3)和密封跑道(4)，其特征在于，所述轴承腔动密封装置还包括：安装在所述安装通道内的密封跑道(4)上密封装置 (100)；所述密封装置(100)包括套装于所述转轴(2)的外圆的高压侧的用于对泄漏至低压侧的高压侧的高温高压气流进行密封节流的双级指尖密封(200)、固定套装于所述转轴(2)的外圆的低压侧并处于所述轴承腔内的出油侧的用于对所述轴承腔的出油侧进行密封的接触式圆周石墨密封(300)，通过所述双级指尖密封(200)与所述接触式圆周石墨密封(300) 沿所述密封跑道(4)的轴向间隔布设以使高温高压气流逐级降温和降压，从而实现高温高压气流的低泄漏和滑油的低泄漏；所述双级指尖密封(200)与所述接触式圆周石墨密封(300)之间形成低压腔；所述安装座(1)上设有用于将外界低温低压气体引入所述低压腔内的引气通路(400)；所述密封跑道(4)上处于所述双级指尖密封(200)与所述接触式圆周石墨密封(300)之间开设有贯通的排气孔(500)；低温低压气体从引气通路(400)的进口进入，流经引气通路(400)并从引气通路(400) 的输出端流入所述低压腔内，并与所述双级指尖密封(200)处泄漏的少量高温高压气流进行掺混，以降低从所述双级指尖密封(200)处泄漏的高温高压气流的温度和压力，掺混气流通过排气孔(500)排放到所述转轴(2)的内腔中以带走所述双级指尖密封(200)与所述密封跑道(4)磨损产生的微小颗粒，从而防止微小颗粒进入所述轴承腔。 2.根据权利要求1所述的轴承腔动密封装置，其特征在于，所述安装座(1)包括用于安装所述支承轴承(3)的第一密封安装座(11)、分别处于所述第一密封安装座(11)的两侧并分别向对应侧的所述转轴(2)高压侧方向延伸以形成所述安装通道的第二密封安装座(12)和第三密封安装座(13)；所述双级指尖密封(200)包括：固定套装于所述转轴(2)的外圆的高压侧且位于所述安装通道内的密封跑道(4)上两侧的第一双级指尖密封(5)、固定套装于所述转轴(2)的外圆的高压侧且位于所述安装通道内的密封跑道(4)上两侧的第二双级指尖密封(6)，所述第一双级指尖密封(5)的外环面抵顶所述第二密封安装座(12)的内圆面以固定和密封，所述第一双级指尖密封(5)的内环面抵触所述密封跑道(4)的外圆面以密封，所述第二双级指尖密封(6)的外环面抵顶所述第三密封安装座(13)的内圆面以固定和密封，所述第二双级指尖密封(6)的内环面抵触所述密封跑道(4)的外圆面以密封；所述触式圆周石墨密封(300)包括：固定套装于所述转轴(2)的外圆的低压侧和所述轴承腔内的出油侧一端的第一接触式圆周石墨密封(7)、固定套装于所述转轴(2)的外圆的低压侧和所述轴承腔内的出油侧另一端的第二接触式圆周石墨密封(8)，所述第一接触式圆周石墨密封(7)和所述第二接触式圆周石墨密封(8)的外环面均安装固定在所述第一密封安装座(11)上，所述第一接触式圆周石墨密封(7)和所述第二接触式圆周石墨密封(8)的内环面均抵触所述密封跑道(4)的外圆面以密封；所述第一双级指尖密封(5)、第一接触式圆周石墨密封(7)、第二接触式圆周石墨密封 (8)、第二双级指尖密封(6)沿所述密封跑道(4)的轴向依次间隔布设。 3.根据权利要求2所述的轴承腔动密封装置，其特征在于，所述低压腔包括布设在所述第一双级指尖密封(5)与所述第一接触式圆周石墨密封 (7)之间的第一低压腔、布设在所述第二双级指尖密封(6)与所述第二接触式圆周石墨密封 (8)之间的第二低压腔，低温低压气体从引气通路(400)的进口进入，流经引气通路(400)从引气通路(400)的第一输出端排出并流入所述第一低压腔内，低温低压气体从引气通路 (400)的进口进入，流经引气通路(400)从引气通路(400)的第二输出端排出并流入所述第二低压腔内；和/或所述排气孔(500)包括处于所述第一双级指尖密封(5)与所述第一接触式圆周石墨密封(7)之间的所述密封跑道(4)上开设有贯通的第一排气孔(41)、处于所述第二双级指尖密封(6)与所述第二接触式圆周石墨密封(8)之间的所述密封跑道(4)上开设有贯通的第二排气孔(42)。 4.根据权利要求1所述的轴承腔动密封装置，其特征在于，所述高温高压气流的温度为200℃～650℃，压力为0.4MPa～1.5MPa；和/或所述低温低压气体的温度为100℃～250℃，压力为0.05MPa～0.2MPa。 5.根据权利要求2所述的轴承腔动密封装置，其特征在于，所述第二接触式圆周石墨密封(8)包括套设于密封跑道(4)外圆上的分瓣式石墨环 (81)、装设于所述分瓣式石墨环(81)上的壳体(82)、安装在所述壳体(82)上并将分瓣式石墨环(81)沿轴向压紧至壳体(82)上的压紧组件(83)、套设于所述分瓣式石墨环(81)外壁面上用于将所述分瓣式石墨环(81)紧箍在密封跑道(4)上以形成轴向密封界面以限制滑油的轴向泄漏的周向弹簧(84)，通过所述分瓣式石墨环(81)与所述壳体(82)形成的双层径向密封界面以限制滑油的径向泄漏；所述压紧组件(83)包括用于将分瓣式石墨环(81)沿轴向压紧至壳体(82)的内壁面上的轴向弹簧(831)、用于所述轴向弹簧(831)轴向限定的第一挡圈(832)、用于将所述第一挡圈(832)固定在所述壳体(82)内圆面上的卡圈(833)；所述轴向弹簧(831)两端分别抵顶分瓣式石墨环(81)和第一挡圈(832)，所述第一挡圈 (832)的外环面顶抵壳体(82)的内圆面固定，所述卡圈(833)卡接在所述壳体(82)的上；所述第一接触式圆周石墨密封(7)与所述第二接触式圆周石墨密封(8)以支承轴承(3) 为中心对称布设。 6.根据权利要求5所述的轴承腔动密封装置，其特征在于，所述壳体(82)靠近所述第一密封安装座(11)的一端设有沿径向向外延伸的径向段，所述径向段通过连接件(85)与所述第一密封安装座(11)连接，所述壳体(82)靠近所述第一密封安装座(11)的一端设有沿轴向向外延伸的轴向段，所述轴向段与所述第一密封安装座(11)贴合密封，所述轴向段设有用于与所述第一密封安装座(11)密封配合的O型密封圈(86)。 7.根据权利要求5所述的轴承腔动密封装置，其特征在于，所述壳体(82)设有沿轴向向支承轴承(3)方向延伸的凸缘，所述凸缘的内环面设有封严蓖齿，所述封严蓖齿与所述密封跑道(4)外圆面配合通过借助所述密封跑道(4)外圆面的搅风作用，以将进入所述封严蓖齿与所述密封跑道(4)外圆面间隙内的滑油带回轴承腔内。 8.根据权利要求2所述的轴承腔动密封装置，其特征在于，所述第二双级指尖密封(6)包括两组单级指尖密封单元(60)，两组所述单级指尖密封单元(60)焊接成一体结构；所述单级指尖密封单元(60)包括沿轴向间隔布设的处于高压侧的前挡板(61)和处于低压侧的后挡板(62)、夹设于所述前挡板(61)和所述后挡板(62)之间的指尖薄片组(63)、及用于将所述前挡板(61)、所述指尖薄片组(63)、及所述后挡板(62)三者锁紧固定的紧固件(64)；所述前挡板(61)抵靠第二挡圈组(66)限位，所述后挡板(62)抵靠所述第三密封安装座 (13)的限位台阶限位，且所述前挡板(61)和所述后挡板(62)两者的内环面与所述密封跑道 (4)的外圆面间隔布设，所述指尖薄片组(63)的内环面抵触所述密封跑道(4)的外圆面以实现密封；所述指尖密封装置内设有压力平衡通道(65)，所述压力平衡通道(65)用于将高压侧的高温高压气流引入所述指尖薄片组(63)的两侧，以平衡所述指尖薄片组(63)两侧的压力；所述第一双级指尖密封(5)与所述第二双级指尖密封(6)以支承轴承(3)为中心对称布设。 9.根据权利要求8所述的轴承腔动密封装置，其特征在于，所述压力平衡通道(65)包括设置于所述前挡板(61)和所述指尖薄片组(63)之间并与高压侧的高温高压气流连通的进气腔(651)、设置于所述后挡板(62)与所述指尖薄片组 (63)之间并与所述第二双级指尖密封(6)和所述第二接触式圆周石墨密封(8)之间的低压腔隔断的平衡腔(652)、及设置于所述指尖薄片组(63)上且连通所述进气腔(651)和所述平衡腔(652)的连通通道(653)；高温高压气流依次通过所述进气腔(651)和所述连通通道(653)后，进入所述平衡腔 (652)。 10.根据权利要求9所述的轴承腔动密封装置，其特征在于，所述指尖薄片组(63)包括位于高压侧的指尖薄片组、及位于低压侧的指尖薄片组；所述指尖薄片组包括沿轴向依次叠置设置的多片指尖薄片(631)，各所述指尖薄片 (631)上开设有在厚度方向上为通槽的指尖槽(6311)，以降低所述指尖薄片(631)的刚度。 11.根据权利要求10所述的轴承腔动密封装置，其特征在于，所述指尖槽(6311)的数量为多条，多条所述指尖槽(6311)沿所述指尖薄片(631)的周向均匀间隔布设，且后一块所述指尖薄片(631)上的所述指尖槽(6311)与前一块所述指尖薄片(631)上的所述指尖槽(6311)一一错位布设，以防高温高压空气由所述指尖槽(6311) 泄漏。 12.一种航空发动机，其特征在于，包括权利要求1至11任一项所述的轴承腔动密封装。
说明书全文	轴承腔动密封装置及其航空发动机技术领域 [0001] 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 [0002] 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。 [0003] 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。 [0004] 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。 [0005] 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。 [0006] 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 [0007] 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。 [0008] 本发明采用的技术方案如下： [0009] 一种轴承腔动密封装置，适用于温度≤650℃、压力≤1.5MPa的高温高压环境，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和密封跑道，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用于对泄漏至低压侧的高压侧的高温高压气流进行密封节流的双级指尖密封、固定套装于转轴的外圆的低压侧并处于轴承腔内的出油侧的用于对轴承腔的出油侧进行密封的接触式圆周石墨密封，通过双级指尖密封与接触式圆周石墨密封沿密封跑道的轴向间隔布设以使高温高压气流逐级降温和降压，从而实现高温高压气流的低泄漏和滑油的低泄漏；双级指尖密封与接触式圆周石墨密封之间形成低压腔；安装座上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；低温低压气体从引气通路的进口进入，流经引气通路并从引气通路的输出端流入低压腔内，并与双级指尖密封处泄漏的少量高温高压气流进行掺混，以降低从双级指尖密封处泄漏的高温高压气流的温度和压力，掺混气流通过排气孔排放到转轴的内腔中以带走双级指尖密封与密封跑道磨损产生的微小颗粒，从而防止微小颗粒进入轴承腔。 [0010] 进一步地，安装座包括用于安装支承轴承的第一密封安装座、分别处于第一密封安装座的两侧并分别向对应侧的转轴高压侧方向延伸以形成安装通道的第二密封安装座和第三密封安装座；双级指尖密封包括：固定套装于转轴的外圆的高压侧且位于安装通道内的密封跑道上两侧的第一双级指尖密封、固定套装于转轴的外圆的高压侧且位于安装通道内的密封跑道上两侧的第二双级指尖密封，第一双级指尖密封的外环面抵顶第二密封安装座的内圆面以固定和密封，第一双级指尖密封的内环面抵触密封跑道的外圆面以密封，第二双级指尖密封的外环面抵顶第三密封安装座的内圆面以固定和密封，第二双级指尖密封的内环面抵触密封跑道的外圆面以密封；触式圆周石墨密封包括：固定套装于转轴的外圆的低压侧和轴承腔内的出油侧一端的第一接触式圆周石墨密封、固定套装于转轴的外圆的低压侧和轴承腔内的出油侧另一端的第二接触式圆周石墨密封，第一接触式圆周石墨密封和第二接触式圆周石墨密封的外环面均安装固定在第一密封安装座上，第一接触式圆周石墨密封和第二接触式圆周石墨密封的内环面均抵触密封跑道的外圆面以密封；第一双级指尖密封、第一接触式圆周石墨密封、第二接触式圆周石墨密封、第二双级指尖密封沿密封跑道的轴向依次间隔布设。 [0011] 进一步地，低压腔包括布设在第一双级指尖密封与第一接触式圆周石墨密封之间的第一低压腔、布设在第二双级指尖密封与第二接触式圆周石墨密封之间的第二低压腔，低温低压气体从引气通路的进口进入，流经引气通路从引气通路的第一输出端排出并流入第一低压腔内，低温低压气体从引气通路的进口进入，流经引气通路从引气通路的第二输出端排出并流入第二低压腔内；和/或，排气孔包括处于第一双级指尖密封与第一接触式圆周石墨密封之间的密封跑道上开设有贯通的第一排气孔、处于第二双级指尖密封与第二接触式圆周石墨密封之间的密封跑道上开设有贯通的第二排气孔。 [0012] 进一步地，高温高压气流的温度为200℃～650℃，压力为0.4MPa～1.5MPa；低温低压气体的温度为100℃～250℃，压力为0.05MPa～0.2MPa。 [0013] 进一步地，第二接触式圆周石墨密封包括套设于密封跑道外圆上的分瓣式石墨环、装设于分瓣式石墨环上的壳体、安装在壳体上并将分瓣式石墨环沿轴向压紧至壳体上的压紧组件、套设于分瓣式石墨环外壁面上用于将分瓣式石墨环紧箍在密封跑道上以形成轴向密封界面以限制滑油的轴向泄漏的周向弹簧，通过分瓣式石墨环与壳体形成的双层径向密封界面以限制滑油的径向泄漏；压紧组件包括用于将分瓣式石墨环沿轴向压紧至壳体的内壁面上的轴向弹簧、用于轴向弹簧轴向限定的第一挡圈、用于将第一挡圈固定在壳体内圆面上的卡圈；轴向弹簧两端分别抵顶分瓣式石墨环和第一挡圈，第一挡圈的外环面顶抵壳体的内圆面固定，卡圈卡接在壳体的上；第一接触式圆周石墨密封与第二接触式圆周石墨密封以支承轴承为中心对称布设。 [0014] 进一步地，壳体靠近第一密封安装座的一端设有沿径向向外延伸的径向段，径向段通过连接件与第一密封安装座连接，壳体靠近第一密封安装座的一端设有沿轴向向外延伸的轴向段，轴向段与第一密封安装座贴合密封，轴向段设有用于与第一密封安装座密封配合的O型密封圈。 [0015] 进一步地，壳体设有沿轴向向支承轴承方向延伸的凸缘，凸缘的内环面设有封严蓖齿，封严蓖齿与密封跑道外圆面配合通过借助密封跑道外圆面的搅风作用，以将进入封严蓖齿与密封跑道外圆面间隙内的滑油带回轴承腔内。 [0016] 进一步地，第二双级指尖密封包括两组单级指尖密封单元，两组单级指尖密封单元焊接成一体结构；单级指尖密封单元包括沿轴向间隔布设的处于高压侧的前挡板和处于低压侧的后挡板、夹设于前挡板和后挡板之间的指尖薄片组、及用于将前挡板、指尖薄片组、及后挡板三者锁紧固定的紧固件；前挡板抵靠第二挡圈组限位，后挡板抵靠第三密封安装座的限位台阶限位，且前挡板和后挡板两者的内环面与密封跑道的外圆面间隔布设，指尖薄片组的内环面抵触密封跑道的外圆面以实现密封；指尖密封装置内设有压力平衡通道，压力平衡通道用于将高压侧的高温高压气流引入指尖薄片组的两侧，以平衡指尖薄片组两侧的压力；第一双级指尖密封与第二双级指尖密封以支承轴承为中心对称布设。 [0017] 进一步地，压力平衡通道包括设置于前挡板和指尖薄片组之间并与高压侧的高温高压气流连通的进气腔、设置于后挡板与指尖薄片组之间并与第二双级指尖密封和第二接触式圆周石墨密封之间的低压腔隔断的平衡腔、及设置于指尖薄片组上且连通进气腔和平衡腔的连通通道；高温高压气流依次通过进气腔和连通通道后，进入平衡腔。 [0018] 进一步地，指尖薄片组包括位于高压侧的指尖薄片组、及位于低压侧的指尖薄片组；指尖薄片组包括沿轴向依次叠置设置的多片指尖薄片，各指尖薄片上开设有在厚度方向上为通槽的指尖槽，以降低指尖薄片的刚度。 [0019] 进一步地，指尖槽的数量为多条，多条指尖槽沿指尖薄片的周向均匀间隔布设，且后一块指尖薄片上的指尖槽与前一块指尖薄片上的指尖槽一一错位布设，以防高温高压空气由指尖槽泄漏。 [0020] 根据本发明的另一方面，还提供一种航空发动机，包括上述轴承腔动密封装。 [0021] 本发明具有以下有益效果： [0022] 本发明的轴承腔动密封装置，适用于高温高压环境，在支承轴承的轴承腔两侧分别设计密封安装座和双级指尖密封向结合的组合密封结构，双级指尖密封用于限制高压侧的高温高压气流泄漏到低压侧，接触式圆周石墨密封用于封严轴承腔的滑油，并防止过多的高温高压气流泄漏进入到轴承腔内，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。通过引气通路向低压腔内引入低温低压气体，在低压腔内高温高压气流与低温低压气体掺混，为触式圆周石墨密封提供一定低压和低温的气压环境，实现触式圆周石墨密封直接应用于高温高压环境，并且，通过设置在密封跑道上的排气孔，通过掺混后的气流将双级指尖密封与密封跑道磨损产生的微小颗粒带走，以防止微小颗粒进入轴承腔，从而实现了将性能优异的双级指尖密封应用于主轴承腔密封，满足低泄漏要求。另外，获得的轴承腔动密封装置结构紧凑，大幅减小轴承腔动密封装置占用的轴向空间尺寸。 [0023] 除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。附图说明 [0024] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： [0025] 图1是本发明优选实施例的轴承腔动密封装置示意图； [0026] 图2是本发明优选实施例的第二接触式圆周石墨密封示意图； [0027] 图3是本发明优选实施例的第二双级指尖密封示意图；以及 [0028] 图4是本发明优选实施例的第二双级指尖密封局部放大图。 [0029] 附图标号说明： [0030] 1、安装座；2、转轴；3、支承轴承；4、密封跑道；5、第一双级指尖密封；6、第二双级指尖密封；7、第一接触式圆周石墨密封；8、第二接触式圆周石墨密封； [0031] 100、密封装置；200、双级指尖密封；300、接触式圆周石墨密封；400、引气通路；500、排气孔； [0032] 11、第一密封安装座；12、第二密封安装座；13、第三密封安装座； [0033] 41、第一排气孔；42、第二排气孔； [0034] 60、单级指尖密封单元；61、前挡板；62、后挡板；63、指尖薄片组；64、紧固件；65、压力平衡通道；651、进气腔；652、平衡腔；653、连通通道；66、第二挡圈组； [0035] 631、指尖薄片；6311、指尖槽； [0036] 81、分瓣式石墨环；82、壳体；83、压紧组件；831、轴向弹簧；832、第一挡圈；833、卡圈；84、周向弹簧；85、连接件；86、O型密封圈。具体实施方式 [0037] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。 [0038] 图1是本发明优选实施例的轴承腔动密封装置示意图；图2是本发明优选实施例的第二接触式圆周石墨密封示意图；图3是本发明优选实施例的第二双级指尖密封示意图；图 4是本发明优选实施例的第二双级指尖密封局部放大图。 [0039] 如图1和图2所示，本实施例的轴承腔动密封装置，适用于温度≤650℃、压力≤1.5MPa的高温高压环境，包括安装座1、转动装设于安装座1的安装通道内的转轴2、及装设于安装通道的轴承腔内的支承轴承3和密封跑道4，轴承腔动密封装置还包括：安装在安装通道内的密封跑道4上密封装置100；密封装置100包括套装于转轴2的外圆的高压侧的用于对泄漏至低压侧的高压侧的高温高压气流进行密封节流的双级指尖密封200、固定套装于转轴2的外圆的低压侧并处于轴承腔内的出油侧的用于对轴承腔的出油侧进行密封的接触式圆周石墨密封300，通过双级指尖密封200与接触式圆周石墨密封300沿密封跑道4的轴向间隔布设以使高温高压气流逐级降温和降压，从而实现高温高压气流的低泄漏和滑油的低泄漏；双级指尖密封200与接触式圆周石墨密封300之间形成低压腔；安装座1上设有用于将外界低温低压气体引入低压腔内的引气通路400；密封跑道4上处于双级指尖密封200与接触式圆周石墨密封300之间开设有贯通的排气孔500；低温低压气体从引气通路400的进口进入，流经引气通路400并从引气通路400的输出端流入低压腔内，并与双级指尖密封200处泄漏的少量高温高压气流进行掺混，以降低从双级指尖密封200处泄漏的高温高压气流的温度和压力，掺混气流通过排气孔500排放到转轴2的内腔中以带走双级指尖密封200与密封跑道4磨损产生的微小颗粒，从而防止微小颗粒进入轴承腔。 [0040] 本发明的轴承腔动密封装置，适用于高温高压环境，在支承轴承3的轴承腔两侧分别设计密封安装座1和双级指尖密封200向结合的组合密封结构，双级指尖密封200用于限制高压侧的高温高压气流泄漏到低压侧，接触式圆周石墨密封300用于封严轴承腔的滑油，并防止过多的高温高压气流泄漏进入到轴承腔内，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。通过引气通路400向低压腔内引入低温低压气体，在低压腔内高温高压气流与低温低压气体掺混，为触式圆周石墨密封提供一定低压和低温的气压环境，实现触式圆周石墨密封直接应用于高温高压环境，并且，通过设置在密封跑道4上的排气孔500，通过掺混后的气流将双级指尖密封 200与密封跑道4磨损产生的微小颗粒带走，以防止微小颗粒进入轴承腔，从而实现了将性能优异的双级指尖密封200应用于主轴承腔密封，满足低泄漏要求。另外，获得的轴承腔动密封装置结构紧凑，大幅减小轴承腔动密封装置占用的轴向空间尺寸。 [0041] 如图1和图2所示，本实施例中，安装座1包括用于安装支承轴承3的第一密封安装座11、分别处于第一密封安装座11的两侧并分别向对应侧的转轴2高压侧方向延伸以形成安装通道的第二密封安装座12和第三密封安装座13；双级指尖密封200包括：固定套装于转轴2的外圆的高压侧且位于安装通道内的密封跑道4上两侧的第一双级指尖密封5、固定套装于转轴2的外圆的高压侧且位于安装通道内的密封跑道4上两侧的第二双级指尖密封6，第一双级指尖密封5的外环面抵顶第二密封安装座12的内圆面以固定和密封，第一双级指尖密封5的内环面抵触密封跑道4的外圆面以密封，第二双级指尖密封6的外环面抵顶第三密封安装座13的内圆面以固定和密封，第二双级指尖密封6的内环面抵触密封跑道4的外圆面以密封；触式圆周石墨密封300包括：固定套装于转轴2的外圆的低压侧和轴承腔内的出油侧一端的第一接触式圆周石墨密封7、固定套装于转轴2的外圆的低压侧和轴承腔内的出油侧另一端的第二接触式圆周石墨密封8，第一接触式圆周石墨密封7和第二接触式圆周石墨密封8的外环面均安装固定在第一密封安装座11上，第一接触式圆周石墨密封7和第二接触式圆周石墨密封8的内环面均抵触密封跑道4的外圆面以密封；第一双级指尖密封5、第一接触式圆周石墨密封7、第二接触式圆周石墨密封8、第二双级指尖密封6沿密封跑道4的轴向依次间隔布设。 [0042] 为了防止高压侧的高温高压气流对轴承腔的损害，在第一密封安装座11从高压压力机中引入一低温低压(温度、压力略高于轴承腔内)气体，与从第一双级指尖密封5、第二双级指尖密封6处泄漏的少量高温高压气流进行掺混，以降低从第一双级指尖密封5、第二双级指尖密封6处泄漏气流的温度和压力。通过引气通路400向第一低压腔和第二低压腔内引入低温低压气体，进入第一低压腔和第二低压腔内的高温高压气流与低温低压气体掺混，为触式圆周石墨密封提供一定低压和低温的气压环境，由于低温低压气体的温度、压力略高于轴承腔内的温度和压力，以形成第一接触式圆周石墨密封7和第二接触式圆周石墨密封8的高压侧，一方面，可以降低触式圆周石墨密封高压侧的温度，为触式圆周石墨密封提供一定压力和一定温度的气压环境，实现触式圆周石墨密封直接应用于高温高压环境，另一方面，低泄漏进入轴承腔的有效阻隔滑油泄漏。 [0043] 为了防止双级指尖密封长期工作带来的磨损颗粒进入到轴承腔损害轴承，一方面通过第一接触式圆周石墨密封7、第二接触式圆周石墨密封8阻隔磨损颗粒，另一方面在密封跑道4上开设有与第一低压腔相对的第一排气孔41，与第二低压腔相对的第二排气孔42，使得第一接触式圆周石墨密封7和第二接触式圆周石墨密封8的高压侧的气流保持流动，气流少量泄漏进轴承腔防止滑油泄漏，针对可能产生的磨损颗粒，部分气流通过排气孔把颗粒带走，防止进入轴承腔对轴承产生损害。 [0044] 上述第二密封安装座12通过螺栓连接在第一密封安装座11的一侧，第三密封安装座13通过螺栓连接在第一密封安装座11的另一侧。 [0045] 本实施例中，低压腔包括布设在第一双级指尖密封5与第一接触式圆周石墨密封7之间的第一低压腔、布设在第二双级指尖密封6与第二接触式圆周石墨密封8之间的第二低压腔，低温低压气体从引气通路400的进口进入，流经引气通路400从引气通路400的第一输出端排出并流入第一低压腔内，低温低压气体从引气通路400的进口进入，流经引气通路 400从引气通路400的第二输出端排出并流入第二低压腔内。和/或，排气孔500包括处于第一双级指尖密封5与第一接触式圆周石墨密封7之间的密封跑道4上开设有贯通的第一排气孔41、处于第二双级指尖密封6与第二接触式圆周石墨密封8之间的密封跑道4上开设有贯通的第二排气孔42。上述排气孔500包括第一排气孔41靠近第一双级指尖密封5，第二排气孔42靠近第二双级指尖密封6，以通过部分高温高压气流带走微小颗粒从第一排气孔41和第二排气孔42，进一步减少微小颗粒的流动路径，也利于微小颗粒的排出完全。 [0046] 本实施例中，高温高压气流的温度为200℃～650℃，压力为0.4MPa～1.5MPa；低温低压气体的温度为100℃～250℃，压力为0.05MPa～0.2MPa。圆周石墨密封包括接触式密封形式和非接触式密封形式，非接触式圆周石墨密封，也称为浮环密封，由壳体、石墨环、石墨环外圈、波形弹簧、垫圈和挡圈等组成，根据浮环密封的结构特点，当压差＞0.4MPa的工况下，浮环密封的泄漏量会很大，过多的热空气会进入轴承腔；浮环密封的主要密封元件是石墨材料，所以非接触式圆周石墨密封不适宜在温度为200℃～650℃，压力为0.4MPa～ 1.5MPa的高压差、高温的工况下正常工作。 [0047] 如图1和图2所示，本实施例中，第二接触式圆周石墨密封8包括套设于密封跑道4外圆上的分瓣式石墨环81、装设于分瓣式石墨环81上的壳体82、安装在壳体82上并将分瓣式石墨环81沿轴向压紧至壳体82上的压紧组件83、套设于分瓣式石墨环81外壁面上用于将分瓣式石墨环81紧箍在密封跑道4上以形成轴向密封界面以限制滑油的轴向泄漏的周向弹簧84，通过分瓣式石墨环81与壳体82形成的双层径向密封界面以限制滑油的径向泄漏；压紧组件83包括用于将分瓣式石墨环81沿轴向压紧至壳体82的内壁面上的轴向弹簧831、用于轴向弹簧831轴向限定的第一挡圈832、用于将第一挡圈832固定在壳体82内圆面上的卡圈833；轴向弹簧831两端分别抵顶分瓣式石墨环81和第一挡圈832，第一挡圈832的外环面顶抵壳体82的内圆面固定，卡圈833卡接在壳体82的上；第一接触式圆周石墨密封7与第二接触式圆周石墨密封8以支承轴承3为中心对称布设。上述接触式圆周石墨密封在压差＞ 0.4MPa的工况下，分瓣式石墨环81磨损会加剧，严重影响接触式圆周石墨密封的使用寿命。而且，接触式圆周石墨密封对滑油焦化敏感，在分瓣式石墨环81接触面上形成滑油焦化会促成高泄漏和过大磨损，因此将第一双级指尖密封5与第二双级指尖密封6设计为一级密封结构，将第一接触式圆周石墨密封7与第二接触式圆周石墨密封8设计为二级密封结构。 [0048] 上述第一接触式圆周石墨密封7的结构与第二接触式圆周石墨密封8的结构呈现镜像对称，二者结构相近，因此，仅详细解释第二接触式圆周石墨密封8的结构。第二接触式圆周石墨密封8包括分瓣式石墨环81、壳体82、压紧组件83、周向弹簧84，压紧组件83包括轴向弹簧831、第一挡圈832和卡圈833。由周向弹簧84将分瓣式石墨环81箍到转轴2上的密封跑道4的外圆上，构成主密封界面限制轴向泄漏。由轴向弹簧831将分瓣式石墨环81推靠在壳体82的内壁面上，构成辅助密封界面限制径向泄漏。壳体82还设有定位销防止分瓣式石墨环81的转动，但不阻碍分瓣式石墨环81径向浮动。第一接触式圆周石墨密封7不限制密封跑道4的轴向窜动，以适应密封跑道4径向偏移，当分瓣式石墨环81折断后仍能保持结构完整性。分瓣式石墨环81因具有特殊结构使其具有良好的跟随性，且与密封跑道4保持接触状态，因此能保证低泄漏量。 [0049] 本实施例中，壳体82靠近第一密封安装座11的一端设有沿径向向外延伸的径向段，径向段通过连接件85与第一密封安装座11连接，壳体82靠近第一密封安装座11的一端设有沿轴向向外延伸的轴向段，轴向段与第一密封安装座11贴合密封，轴向段设有用于与第一密封安装座11密封配合的O型密封圈86。壳体82的径向段通过连接件85与第一密封安装座11的一侧连接，也可以将径向段通过法兰连接的形式固定在第一密封安装座11上。为了防止壳体82与第一密封安装座11连接处发生泄漏，通过轴向段与第一密封安装座11之间的O型密封圈86进行密封。同理，第一接触式圆周石墨密封7的径向段通过连接件85与第一密封安装座11的另一侧连接。 [0050] 本实施例中，壳体82设有沿轴向向支承轴承3方向延伸的凸缘，凸缘的内环面设有封严蓖齿，封严蓖齿与密封跑道4外圆面配合通过借助密封跑道4外圆面的搅风作用，以将进入封严蓖齿与密封跑道4外圆面间隙内的滑油带回轴承腔内。上述壳体82设有沿轴向向支承轴承3方向延伸的凸缘，凸缘上的封严蓖齿与密封跑道4外圆面配合，并留有一定间隙，当低压腔中的相对较高的气流进入到封严蓖齿与密封跑道4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，因此通过借助密封跑道外表面的搅风作用，把进入到二者间隙内的油滴返回到轴承腔中，进一步提高接触式圆周石墨密封的封严效果。 [0051] 如图1和图3所示，本实施例中，第二双级指尖密封6包括两组单级指尖密封单元60，两组单级指尖密封单元60焊接成一体结构；单级指尖密封单元60包括沿轴向间隔布设的处于高压侧的前挡板61和处于低压侧的后挡板62、夹设于前挡板61和后挡板62之间的指尖薄片组63、及用于将前挡板61、指尖薄片组63、及后挡板62三者锁紧固定的紧固件64；前挡板61抵靠第二挡圈组66限位，后挡板62抵靠第三密封安装座13的限位台阶限位，且前挡板61和后挡板62两者的内环面与密封跑道4的外圆面间隔布设，指尖薄片组63的内环面抵触密封跑道4的外圆面以实现密封；指尖密封装置内设有压力平衡通道65，压力平衡通道65 用于将高压侧的高温高压气流引入指尖薄片组63的两侧，以平衡指尖薄片组63两侧的压力；第一双级指尖密封5与第二双级指尖密封6以支承轴承3为中心对称布设。上述第一双级指尖密封5与第二双级指尖密封6两组单级指尖密封单元60通过焊接的方式连接成一体，形成双级指尖密封，进一步降低进入第一低压腔和第二低压腔内气流的压力。单级指尖密封单元60包括前挡板61、指尖薄片组63和后挡板62，并通过紧固件64连接成整体，前挡板61处于高压侧，后挡板62处于低压侧，指尖薄片组63的内环面抵触密封跑道4的外圆面形成密封界面，限制高压侧的高温高压气流泄漏到低压侧。指尖密封装置内设有压力平衡通道65，压力平衡通道65用于将高压侧的高温高压气流引入指尖薄片组63的两侧，以部分平衡指尖薄片组63两侧的压力，进而减小指尖薄片组63内、指尖薄片组63与后挡板62之间的摩擦力，进而增加指尖薄片组63随密封跑道4运动的跟随性，缓解指尖密封滞后效应，最终提高第一双级指尖密封5、第二双级指尖密封6的密封性能。同时，通过减小指尖薄片组63之间、及指尖薄片组63与后挡板62之间的摩擦力，还可增加指尖薄片组63的柔性，降低指尖薄片组63与密封跑道4间的摩擦力，进而减小磨损，提高双级指尖密封装置的使用寿命。具体地，紧固件 64为铆钉。 [0052] 本实施例中，压力平衡通道65包括设置于前挡板61和指尖薄片组63之间并与高压侧的高温高压气流连通的进气腔651、设置于后挡板62与指尖薄片组63之间并与第二双级指尖密封6和第二接触式圆周石墨密封8之间的低压腔隔断的平衡腔652、及设置于指尖薄片组63上且连通进气腔651和平衡腔652的连通通道653；高温高压气流依次通过进气腔651 和连通通道653后，进入平衡腔652。 [0053] 如图3和图4所示，本实施例中，指尖薄片组63包括位于高压侧的指尖薄片组、及位于低压侧的指尖薄片组；指尖薄片组包括沿轴向依次叠置设置的多片指尖薄片631，各指尖薄片631上开设有在厚度方向上为通槽的指尖槽6311，以降低指尖薄片631的刚度。通过在各指尖薄片631上开设在厚度方向上为通槽的指尖槽6311，以降低指尖薄片631的刚度，进而提高指尖薄片631的柔顺性，降低指尖薄片631与密封跑道4间的摩擦力，进而减小指尖薄片631的磨损，提高指尖密封装置的使用寿命。 [0054] 本实施例中，指尖槽6311的数量为多条，多条指尖槽6311沿指尖薄片631的周向均匀间隔布设，且后一块指尖薄片631上的指尖槽6311与前一块指尖薄片631上的指尖槽6311 一一错位布设，以防高温高压空气由指尖槽6311泄漏。若干层指尖薄片相互叠置装配，并用后一片指尖薄片的接触面遮挡前一片指尖薄片的指尖槽，保证指尖薄片上的指尖槽能被指尖薄片的接触面所覆盖，进而防止气流经指尖槽泄漏。 [0055] 上述指尖槽6311包括由指尖薄片631的内环面至其外环面延伸且呈圆弧形的圆弧型段、及连接于圆弧型段尾端的根圆。具体地，每条指尖槽6311的根圆位于指尖薄片的同一条周线上，通过指尖槽6311的设置，可降低指尖薄片631的刚性。采用圆弧型线的指尖薄片 631，增加了其柔顺性，当密封跑道4在工作时进入指尖薄片631后，指尖薄片631能跟随密封跑道4随动，进而不会出现因刚性接触导致的磨损使密封间隙增大，进而指尖密封能保持优异的密封性能。 [0056] 根据本发明的另一方面，还提供一种航空发动机，包括上述轴承腔动密封装。上述航空发动机，包括轴承腔动密封装，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。 [0057] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。