专利摘要

本实用新型公开了燃气涡轮发动机高温部位的自润滑接触式复合密封装置，解决了现有航空航天中燃气涡轮发动机高温部位密封结构效果差的技术问题。本实用新型包括设置在燃气涡轮发动机高温部位的密封内环，所述密封内环的外周设置有压紧组件，压紧组件内设置有指尖密封环和石墨润滑件，指尖密封环的内壁与密封内环的外壁滑动配合，压紧组件内设置有将石墨润滑件压向密封内环外壁的弹性支撑件。本实用新型不仅结构简单、成本低、寿命长，而且密封有效性高、密封效率高，攻克了接触式密封自润滑重大难题，尤其在航空航天燃气涡轮发动机热端部位密封方向具有重要应用价值。

权利要求

1.燃气涡轮发动机高温部位的自润滑接触式复合密封装置，包括设置在燃气涡轮发动机高温部位的密封内环（1），其特征在于：所述密封内环（1）的外周设置有压紧组件，压紧组件内设置有指尖密封环（4）和石墨润滑件（8），指尖密封环（4）的内壁与密封内环（1）的外壁滑动配合，压紧组件内设置有将石墨润滑件（8）压向密封内环（1）外壁的弹性支撑件（7）。

2.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机高温部位的自润滑接触式复合密封装置，其特征在于：所述密封内环（1）的外表面设置有耐磨涂层（2）。

3.根据权利要求1或2所述的燃气涡轮发动机高温部位的自润滑接触式复合密封装置，其特征在于：所述压紧组件包括围绕密封内环（1）的压紧环（3），压紧环（3）的一侧连接有截面为L形的密封外环（5），压紧环（3）和密封外环（5）连接后的截面为凹槽形，凹槽形的槽口朝向密封内环（1）。

4.根据权利要求3所述的燃气涡轮发动机高温部位的自润滑接触式复合密封装置，其特征在于：所述指尖密封环（4）和石墨润滑件（8）均设置在所述槽口内，指尖密封环（4）的内壁伸出槽口与密封内环（1）的外壁顶接，所述石墨润滑件（8）在弹性支撑件（7）的顶压下与密封内环（1）的外壁浮动配合。

5.根据权利要求4所述的燃气涡轮发动机高温部位的自润滑接触式复合密封装置，其特征在于：所述指尖密封环（4）设置有两个，两个指尖密封环（4）间隔设置在所述槽口的两侧，两个指尖密封环（4）之间设置指尖密封压紧环（6）及所述石墨润滑件（8）。

6.根据权利要求5所述的燃气涡轮发动机高温部位的自润滑接触式复合密封装置，其特征在于：所述弹性支撑件（7）设置在指尖密封压紧环（6）的内壁与石墨润滑件（8）的外壁之间。

7.根据权利要求1-2、4-6任一项所述的燃气涡轮发动机高温部位的自润滑接触式复合密封装置，其特征在于：所述石墨润滑件（8）为环状且套设在密封内环（1）的外围。

8.根据权利要求7所述的燃气涡轮发动机高温部位的自润滑接触式复合密封装置，其特征在于：所述石墨润滑件（8）包括若干节相互卡接的石墨块。

9.根据权利要求1-2、4-6、8任一项所述的燃气涡轮发动机高温部位的自润滑接触式复合密封装置，其特征在于：所述弹性支撑件（7）为压接在指尖密封压紧环（6）的内壁与石墨润滑件（8）的外壁之间的弹性环。

10.根据权利要求9所述的燃气涡轮发动机高温部位的自润滑接触式复合密封装置，其特征在于：所述密封内环（1）的侧壁上设置有通向石墨润滑件（8）的引气孔（9）。

说明书

技术领域

本实用新型属于接触式复合密封装置的技术领域，特别是指燃气涡轮发动机高温部位的自润滑接触式复合密封装置。

背景技术

接触式密封是机械密封中一种先进、高效的密封方法，其发展迅速，已经在军工、模具、液压、纺织机械等行业广泛应用，在航空航天领域的燃气涡轮发动机中也常用该密封结构。接触式密封通过密封圈与衬套动态接触，以此来实现密封的目的，具有减少漏气面积的优点，密封效果好，并且对材料和密封部位结构的适用性强，密封效果好于非接触式密封。

现有的接触式密封主要有胀圈密封、刷式密封、指尖结构密封等，其密封过程为：胀圈、刷式密封组件或指尖密封片组件依靠压紧零件，固定或限位在胀圈座或支撑环上，胀圈内壁、刷式密封组件的内壁和指尖密封片的内壁与需要密封的衬套或轴接触，形成接触式密封。为了提高密封结构耐磨性，衬套或轴上涂有耐磨涂层，密封结构的气流漏气量取决于漏气面积、漏气两端的压力差和气体的密度。

但是上述接触式密封结构工作时，衬套或轴与胀圈之间有摩擦，因此适用于相对线速度不大或有油的环境，如轴承机匣的档油密封。因此现有的接触式密封存在诸多不足，第一，结构复杂、成本高，无润滑环境时寿命有限；第二，需要的限位、压紧零件较多，容易发生密封失效；第三，制造技术难度较大，在航空航天系统以外受制于制造技术，使用范围较小，致使技术成熟度较低；第四，使用的工况和使用部位结构的限制，对材料和尺寸要求差异较大，不能形成标准化、系列化。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出燃气涡轮发动机高温部位的自润滑接触式复合密封装置，解决了现有航空航天中燃气涡轮发动机高温部位密封结构效果差的技术问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：燃气涡轮发动机高温部位的自润滑接触式复合密封装置，包括设置在燃气涡轮发动机高温部位的密封内环，燃气涡轮发动机高温部位转动或伸缩时，则密封内环随动。所述密封内环的外周设置有压紧组件，压紧组件内设置有指尖密封环和石墨润滑件，指尖密封环的内壁与密封内环的外壁滑动配合，进而形成接触式密封结构，压紧组件内设置有将石墨润滑件压向密封内环外壁的弹性支撑件。当密封内环安装在涡轮轴上时，由于涡轮轴受热变形、变冷恢复，涡轮轴和密封内环均会产生往复的轴向变形，则密封内环随之往复移动，即石墨润滑件会相对密封内环的外壁移动，在弹性支撑件的作用下石墨润滑件受弹性支撑件的预紧力作用而与密封内环的外壁产生摩擦，则石墨润滑件会脱落石墨粉。石墨粉附着在密封内环的外表面，通过密封内环的移动或者变形循环，石墨粉传递给指尖密封环与密封内环接触的部位，在该部位形成润滑层。本实用新型不仅有效解决了刷式密封、指尖密封的自润滑问题，而且通过设置弹性支撑件、石墨润滑件和指尖密封环，有效减少了漏气面积，提升了密封效果。另外，密封接触部位均为弹性结构，降低安装难度；同时，提升指尖密封的寿命和可靠性，降低使用成本。

进一步地，所述密封内环的外表面设置有耐磨涂层，进一步提升了使用寿命。

进一步地，所述压紧组件包括围绕密封内环的压紧环，压紧环的一侧连接有截面为L形的密封外环，压紧环和密封外环连接后的截面为凹槽形，凹槽形的槽口朝向密封内环。

进一步地，所述指尖密封环和石墨润滑件均设置在所述槽口内，指尖密封环的内壁伸出槽口与密封内环的外壁顶接，所述石墨润滑件在弹性支撑件的顶压下与密封内环的外壁浮动配合。

进一步地，所述指尖密封环设置有两个，两个指尖密封环间隔设置在所述槽口的两侧，两个指尖密封环之间设置指尖密封压紧环及所述石墨润滑件。

进一步地，所述所述弹性支撑件设置在指尖密封压紧环的内壁与石墨润滑件的外壁之间。

进一步地，所述石墨润滑件为环状且套设在密封内环的外围。

进一步地，所述石墨润滑件包括若干节相互卡接的石墨块，既保证了石墨润滑件与指尖密封环摩擦的可靠性，又有效减少了漏气面积，提升密封效果。所述多段组合式的石墨润滑件在弹性支撑件的作用下，自动向心贴紧，通过摩擦脱落石墨粉，通过密封内环循环伸缩的工作模式，传递脱石墨粉到指尖密封环，在指尖密封环和密封内环工作区域形成自润滑的一体设计。完整地实现了石墨润滑件自动向心贴紧，持续摩擦石墨脱落，通过密封内环周期性位移，传递脱落的石墨粉到指尖密封环和密封内环接触部位，形成该部位自润滑，多处自动联动性设计，结构简单，密封稳定、可靠，该设计系统具有领域内的先进性。

进一步地，所述弹性支撑件为压接在指尖密封压紧环的内壁与石墨润滑件的外壁之间的弹性环。

进一步地，对于具有内部引气功能的涡轮轴的燃气涡轮发动机使用时，所述密封内环的侧壁上设置有通向石墨润滑件的引气孔，能够在石墨润滑件和密封内环之间形成气封结构，该结构有利于减少漏气面积，有利于增加超细石墨粉摩擦脱落量，有利于增加石墨粉向两端的指尖密封环与密封内环接触位置的传递量，还可以减少自由浮动状态的多段组合的石墨润滑件对密封内环的干扰。在燃气涡轮发动机处于稳定的工作状态时，该密封系统也会形成一个稳定态，在提升密封效果的同时，也提升了整个系统的寿命周期。

本实用新型针对航空航天用燃气涡轮发动机高温部位采取具有自润滑功能的接触式复合密封，不需要设置独立的润滑系统，自润滑系统实现结构简单、可靠，自带密封性，节省众多密封结构，有效避免密封失效；另外，密封结构均为非刚性结构，便于使用中的安装；密封内环可以相对运动一段距离，更符合热端部位使用，有效支持内环安装部位零件热变形。本实用新型不仅结构简单、成本低、寿命长，而且密封有效性高、密封效率高，攻克了接触式密封自润滑重大难题，尤其在航空航天燃气涡轮发动机热端部位密封方向具有重要应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的剖视结构示意图；

图2为发动机冷态时本实用新型的剖视状态图；

图3为发动机热态时本实用新型的剖视状态图；

图4为实施例1中石墨润滑件的正视图；

图5为实施例2中石墨润滑件的正视图；

图6为图5的左视图；

图7为弹性支撑件的正视图；

图8为图7的左视图；

图中：1、密封内环；2、耐磨涂层；3、压紧环；4、指尖密封环； 5、密封外环；6、指尖密封压紧环；7、弹性支撑件；8、石墨润滑件；9、引气孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1，一种燃气涡轮发动机高温部位的自润滑接触式复合密封装置，如图1所示，包括设置在燃气涡轮发动机的涡轮轴上的密封内环1，则在涡轮轴移动时，密封内环1会随涡轮轴同步移动。由于涡轮轴是燃气涡轮发动机上的高温部件，因此涡轮轴受热变形、变冷恢复，涡轮轴和密封内环1均会产生往复的轴向变形，即密封内环1会发生循环伸缩。

所述密封内环1的外周设置有压紧组件，压紧组件内设置有指尖密封环4和环形的石墨润滑件8，指尖密封环4的内壁与密封内环1的外壁滑动配合，进而形成接触式密封结构，压紧组件内设置有将石墨润滑件8压向密封内环1外壁的弹性支撑件7。

工作时，如图2和图3所示，由于涡轮轴受热变形、变冷恢复，涡轮轴和密封内环1均会产生往复的轴向变形，则密封内环1随之往复移动，即石墨润滑件8会相对密封内环1的外壁移动，在弹性支撑件7的作用下石墨润滑件8受弹性支撑件7的预紧力作用而与密封内环1的外壁产生摩擦，则石墨润滑件8会脱落石墨粉。

所述石墨粉附着在密封内环1的外表面，通过密封内环1的移动或者变形循环，石墨粉传递给指尖密封环4与密封内环1接触的部位，在该部位形成润滑层。本实用新型不仅有效解决了刷式密封、指尖密封的自润滑问题，而且通过设置弹性支撑件7、石墨润滑件8和指尖密封环4，有效减少了漏气面积，提升了密封效果。另外，密封接触部位均为弹性结构，降低安装难度；同时，提升指尖密封的寿命和可靠性，降低使用成本。

具体地，所述压紧组件包括围绕密封内环1的压紧环3，压紧环3的一侧连接有截面为L形的密封外环5，压紧环3和密封外环3连接后的截面为凹槽形，凹槽形的槽口朝向密封内环1。所述指尖密封环4和石墨润滑件8均设置在所述槽口内，指尖密封环4的内壁伸出槽口与密封内环1的外壁顶接，所述石墨润滑件8在弹性支撑件7的顶压下与密封内环1的外壁浮动配合。

所述指尖密封环4设置有两个，两个指尖密封环4间隔设置在所述槽口的两侧，两个指尖密封环4之间设置指尖密封压紧环6及所述石墨润滑件8。所述所述弹性支撑件7设置在指尖密封压紧环6的内壁与石墨润滑件8的外壁之间。

进一步地，所述密封内环1的外表面设置有耐磨涂层2，提升了使用寿命。

进一步地，如图4所示，所述石墨润滑件8为环状且套设在密封内环1的外围，提升了自润滑效果。

实施例2，一种燃气涡轮发动机高温部位的自润滑接触式复合密封装置，如图5和6所示，所述石墨润滑件8包括若干节相互卡接的石墨块，既保证了石墨润滑件8与指尖密封环4摩擦的可靠性，又有效减少了漏气面积，提升密封效果。所述多段组合式的石墨润滑件8在弹性支撑件7的作用下，自动向心贴紧，通过摩擦脱落石墨粉，通过密封内环1循环伸缩的工作模式，传递脱石墨粉到指尖密封环4，在指尖密封环4和密封内环1工作区域形成自润滑的一体设计。

本实用新型完整地实现了石墨润滑件8自动向心贴紧，形成接触式涨圈密封结构，摩擦石墨脱落，通过密封内环1周期性位移，传递脱落的石墨粉到指尖密封环4和密封内环1接触部位，实现密封的同时，形成该部位持续自润滑。多处自动联动性设计，结构简单，密封稳定、可靠，该设计系统具有领域内的先进性。

进一步地，如图7和8所示，所述弹性支撑件7为压接在指尖密封压紧环6的内壁与石墨润滑件8的外壁之间的弹性环，所述弹性环包括两个相互扣合的半环，便于安装拆卸。石墨粉的脱落量可以通过调整弹性环的预紧力进行控制，弹性环使多段组合的石墨润滑件8自动向心贴紧，实现石墨粉持续脱落，保证自润滑功能不失效，结构具有很高的可控性和可靠性。

在两个指尖密封环4之间，石墨润滑件8为自由悬浮状态，由弹性支撑件7产生的预紧力贴合在密封内环1的外壁上，在轴向方向上石墨润滑件8的中心线与密封内环1的中心线相重合。燃气涡轮发动机工作状态中，密封内环1随燃气涡轮发动机的涡轮轴等零件发生偏摆或变形时，分体多段结构的石墨润滑件8具有自适应能力，在密封内环1允许的偏摆或变形设计值范围内，随密封内环1进行偏摆或变形，有效减少漏气面积，提升密封效率。

本实施例的其他结构与实施例1相同。

实施例3，一种燃气涡轮发动机高温部位的自润滑接触式复合密封装置，对于具有内部引气功能的涡轮轴的燃气涡轮发动机使用时，如图1所示，所述密封内环1的侧壁上设置有通向石墨润滑件8的引气孔9，能够在石墨润滑件8和密封内环1之间形成气封结构，该结构有利于减少漏气面积，有利于增加超细石墨粉摩擦脱落量，有利于增加石墨粉向两端的指尖密封环4与密封内环1接触位置的传递量，还可以减少自由浮动状态的多段组合的石墨润滑件8对密封内环1的干扰。在燃气涡轮发动机处于稳定的工作状态时，该密封系统也会形成一个稳定态，在提升密封效果的同时，也提升了整个系统的寿命周期。

本实施例的其他结构与实施例1或2相同。

本实用新型未详尽之处均为本领域技术人员所公知的常规技术手段。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

燃气涡轮发动机高温部位的自润滑接触式复合密封装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

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