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一种自适应减磨的石墨圆周密封结构
申请号	CN202311073995.X	申请日	2023-08-24	公开(公告)号	CN116972171A	公开(公告)日	2023-10-31
申请人	中国航发沈阳发动机研究所;			发明人	庞云双; 慕伟; 宁宵; 张振生; 张立静; 孔令成; 王铭章; 刘同飞;
摘要	本申请提供了一种自适应减磨的石墨圆周密封结构，包括跑道、密封座、石墨密封件、周向弹簧、圆柱销、压板、波簧、卡圈及防转块；密封座一侧为开口结构、另一侧具有径向挡边；石墨密封件安装在跑道和密封座之间，石墨密封件靠近径向挡边的一侧设有至少一个凹槽；防转块的形状适配于凹槽，其安装在圆柱销上；圆柱销安装在密封座的径向挡边上，用于对石墨密封件进行定位；周向弹簧围绕在石墨密封件的外侧且位于石墨密封件与密封座之间，用于保证石墨密封件与跑道的径向贴合；压板设置在石墨密封件的开口一侧端面，其外侧依次设置波簧和卡圈；卡圈安装在密封座的卡圈槽中，用于将压板和波簧轴向限位，用于保证石墨密封件与密封座的径向挡边贴合。
权利要求	1.一种自适应减磨的石墨圆周密封结构，其特征在于，包括跑道(21)、密封座(22)、石墨密封件(23)、周向弹簧(24)、圆柱销(25)、压板(26)、波簧(27)、卡圈(28)及防转块(29)；所述密封座(22)一侧为开口结构、另一侧具有径向挡边；所述石墨密封件(23)安装在跑道(21)和密封座(22)之间，所述石墨密封件(23)靠近所述径向挡边的一侧设有至少一个凹槽；所述防转块(29)的形状适配于所述凹槽，所述防转块(29)安装在凹槽内且安装在圆柱销(25)上；所述圆柱销(25)安装在所述密封座(22)的径向挡边上，通过所述防转块(29)实现对所述石墨密封件(23)进行定位；所述周向弹簧(24)围绕在所述石墨密封件(23)的外侧且位于所述石墨密封件(23)与密封座(22)之间，通过所述周向弹簧(24)的拉力保证石墨密封件(23)与跑道(21)的径向贴合；所述压板(26)设置在石墨密封件(23)的开口一侧端面，所述压板(26)外侧依次设置波簧(27)和卡圈(28)；所述卡圈(28)安装在密封座(22)的卡圈槽中，用于将压板(26)、波簧(27)轴向限位，通过高压封严气和波簧(27)保证石墨密封件(23)与密封座(22)的径向挡边贴合。 2.如权利要求1所述的自适应减磨的石墨圆周密封结构，其特征在于，所述凹槽的形状为U形。 3.如权利要求1或2所述的自适应减磨的石墨圆周密封结构，其特征在于，当所述凹槽为多个时，多个所述凹槽以发动机轴线均布。 4.如权利要求1所述的自适应减磨的石墨圆周密封结构，其特征在于，所述防转块(29)采用金属材料制成。
说明书全文	一种自适应减磨的石墨圆周密封结构技术领域 [0001] 本申请属于航空发动机技术领域，特别涉及一种自适应减磨的石墨圆周密封结构。背景技术 [0002] 石墨圆周密封是一种在航空发动机及燃气轮机中广泛使用的接触式密封结构，常用于轴承腔的滑油封严。如图1所示为典型的石墨圆周密封结构示意图，石墨圆周密封结构10主要由跑道11、密封座12、石墨密封件13、周向弹簧14、圆柱防转销15、压板16、波簧17、卡圈18构成，通过圆柱防转销15对石墨密封件13进行定位，通过高压封严气和波簧17保证石墨密封件13与密封座12的轴向贴合，通过周向弹簧14的拉力保证石墨密封件13与跑道11的径向贴合。 [0003] 如图2所示，石墨圆周密封结构中通常采用圆柱形防转销15与石墨密封件13的U形槽进行定位，但工作中由于存在周向微动导致石墨密封件13的U形槽受圆柱防转销15挤压而产生周向磨损，即圆柱防转销15嵌入石墨密封件13内，造成石墨密封件13随动性下降，轴承腔封严能力降低，滑油消耗量升高，且石墨密封件报废率高，航空发动机及燃气轮机大修成本升高。发明内容 [0004] 本申请的目的是提供了一种自适应减磨的石墨圆周密封结构，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。 [0005] 本申请的技术方案是：一种自适应减磨的石墨圆周密封结构，包括跑道、密封座、石墨密封件、周向弹簧、圆柱销、压板、波簧、卡圈及防转块； [0006] 所述密封座一侧为开口结构、另一侧具有径向挡边； [0007] 所述石墨密封件安装在跑道和密封座之间，所述石墨密封件靠近所述径向挡边的一侧设有至少一个凹槽； [0008] 所述防转块的形状适配于所述凹槽，所述防转块安装在凹槽内且安装在圆柱销上； [0009] 所述圆柱销安装在所述密封座的径向挡边上，通过所述防转块实现对所述石墨密封件进行定位； [0010] 所述周向弹簧围绕在所述石墨密封件的外侧且位于所述石墨密封件与密封座之间，通过所述周向弹簧的拉力保证石墨密封件与跑道的径向贴合； [0011] 所述压板设置在石墨密封件的开口一侧端面，所述压板外侧依次设置波簧和卡圈； [0012] 所述卡圈安装在密封座的卡圈槽中，用于将压板、波簧轴向限位，通过高压封严气和波簧保证石墨密封件与密封座的径向挡边贴合。 [0013] 在本申请优选实施方式中，所述凹槽的形状为U形。 [0014] 在本申请优选实施方式中，当所述凹槽为多个时，多个所述凹槽以发动机轴线均布。 [0015] 在本申请优选实施方式中，所述防转块采用金属材料制成。 [0016] 本申请提供的石墨圆周密封结构在不改变石墨密封件封严结构的基础上，仅通过增加防转块，可以更好地适应石墨密封件的微动，有效减少石墨密封件的磨损，延长石墨密封件的使用寿命，降低石墨密封件的报废率，同时不影响石墨密封件的封严性能。附图说明 [0017] 为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。 [0018] 图1为现有技术中典型的石墨圆周密封结构示意图。 [0019] 图2为现有技术中石墨密封件与圆柱防转销磨损后示意图。 [0020] 图3为本申请的自适应减磨的石墨圆周密封结构示意图。 [0021] 图4为典型的石墨圆周密封结构磨损过程示意图。 [0022] 图5为本申请的石墨圆周密封结构磨损过程示意图。 [0023] 图6为典型的石墨圆周密封结构微动状态示意图。 [0024] 图7为本申请的石墨圆周密封结构微动状态示意图。具体实施方式 [0025] 为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。 [0026] 为了解决石墨圆周密封结构在工作过程中圆柱防转销嵌入石墨密封件内，造成石墨密封件报废率高的问题，本申请提出了一种自适应减磨的石墨圆周密封结构，即在圆柱销外增加U形防转块，将石墨密封件的U形槽与防转销间的线接触改为面接触，减小接触比压，同时U形防转块可以绕圆柱销中心转动，能够更好地适应石墨密封件的微动，进一步减小防转结构与石墨密封件U形槽间的接触应力，从而降低石墨密封件磨损。 [0027] 具体的，如图3所示为本申请提供的自适应减磨的石墨圆周密封结构，该自适应减磨的石墨圆周密封结构20主要由跑道21、密封座22、石墨密封件23、周向弹簧24、圆柱销25、压板26、波簧27、卡圈28及防转块29构成。 [0028] 密封座22左侧为开口结构、右侧具有径向挡边。 [0029] 石墨密封件23安装在跑道21和密封座22之间。石墨密封件23靠近径向挡边的一侧设有至少一个凹槽，该凹槽设置为U形。当凹槽为多个时，其以发动机轴线均布。 [0030] 防转块29的形状适配于该凹槽，例如在本申请该实施例中，防转块29即为U形防转块，防转块29安装在凹槽内，其安装在圆柱销25上，圆柱销25则安装在密封座22的径向挡边上，通过防转块29可以对石墨密封件23进行定位。在本申请一些实施例中，防转块29采用金属材料制成。 [0031] 周向弹簧24围绕在石墨密封件23的外侧，其位于石墨密封件23与密封座22之间，通过周向弹簧24的拉力可以保证石墨密封件23与跑道21的径向贴合。 [0032] 压板26设置在石墨密封件23的开口一侧端面，在压板26外侧依次设置波簧27和卡圈28，卡圈28安装在密封座22的卡圈槽中，卡圈28用于将压板26、波簧27轴向限位，通过高压封严气和波簧27可以保证石墨密封件23与密封座22的径向挡边贴合。 [0033] 如图4和图5所示，跑道21旋转时，带动石墨密封件23进行轻微转动，现有技术中的石墨密封件13的U形槽与圆柱防转销15为线接触，容易造成石墨密封件13的U形槽磨损，磨损量逐渐增加后，圆柱防转销13嵌入石墨密封件13的U形槽中，使石墨密封件13报废。而本申请中通过在设置适配凹槽型面的防转块29，将原结构的线接触改为面接触，且防转块29可绕圆柱销25转动，可以更好地适应石墨密封件的微动，参见图6和图7所示，从而减小石墨密封件23与防转块29之间的接触应力，有效降低石墨密封件23的报废率。 [0034] 本申请提供的石墨圆周密封结构在不改变石墨密封件封严结构的基础上，仅通过增加防转块，可以更好地适应石墨密封件的微动，有效减少石墨密封件的磨损，延长石墨密封件的使用寿命，降低石墨密封件的报废率，同时不影响石墨密封件的封严性能。 [0035] 以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。