CN106121860B - 一种可移动的球面密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可移动的球面密封装置，属于航空发动机矢量喷管技术领域。包括：固定槽、弓形弹簧片、铆钉、密封片、销轴和密封槽；密封片为由板材组成篦齿密封结构，且与定球壳外表面接触，密封片通过销轴固定在固定槽上，固定槽安装在密封槽内，弓形弹簧片压紧安装在固定槽和密封槽顶面，能够补偿弓形弹簧片随着通道高度的变化带来所需的压缩量；弓形弹簧片与固定槽的顶面通过铆钉固定；密封槽及密封片采用分体式结构，沿喷管周向设置，密封槽与动球壳前端通过螺栓固定，密封片安装在动球壳的前端。本发明既能适应高温条件下材料热变形引起的密封通道变形，又能承受球面之间往复运动带来的摩擦载荷作用，保证密封装置与密封面良好接触。

Description

一种可移动的球面密封装置

技术领域

本发明属于航空发动机矢量喷管技术领域，具体涉及一种可移动的球面密封装置。

背景技术

随着航空发动机技术的发展，密封技术已成为影响发动机性能和寿命的重要因素。作为高温高压部件之一，喷管的密封对发动机及后机身隔热防火有着较大影响，其密封问题是保证喷管性能乃至安全可靠工作的技术关键。

球面矢量喷管是一种先进的多功能喷管结构，该喷管收敛段为球形，定球壳隔热屏1位于球面矢量喷管的定球壳2内侧，定球壳隔热屏1与定球壳2内壁面组成冷却通道，动球壳4绕球心的转动来调节喷管的不同状态。冷却气体从定球壳冷却通道穿过动球壳球形收敛调节片在定球壳2内腔绕球心滑动。动球壳4与动球壳隔热屏3组成的冷却通道最前端与外界贯通，需要设计特殊球面密封装置5既能随动球壳往复运动，又能防止喷管内冷却气体从夹缝中泄露出去，影响发动机安全工作。

球面矢量喷管夹缝间隙较大，喷管球面为大直径、整环式结构，夹缝尺寸不容易保证，而且在使用期间要承受球面之间摩擦载荷作用，同时由于高温环境，球面夹缝的密封间隙容易发生相应的改变。如果采用接触密封容易在转动过程中出现卡滞现象，而如果采用非接触密封，冷却通道内气压较高，泄露严重，造成冷气外漏，冷气无法向下游输送，扩张调节片壁面冷却受到限制。因此，传统喷管的密封结构已不能适用于该处结构的密封设计，必须有新的球面密封结构方案来实现动球壳4前的密封。

发明内容

本发明的目的：为了解决上述问题，本发明提出了一种可移动的球面密封装置，采用设置篦齿型结构且上下高度可浮动调节的密封片的技术方案，实现了动球壳和定球壳之间气体通道的密封。

本发明的技术方案:一种可移动的球面密封装置，设置在球面矢量喷管的定球壳和动球壳之间，包括：固定槽、弓形弹簧片、铆钉、密封片、销轴及密封槽；

密封片为由板材组成篦齿密封结构，且与定球壳外表面接触，密封片通过销轴固定在固定槽内，且销轴两端与固定槽侧面平齐；

密封槽的截面为“h”形结构，且设置有内腔端面,固定槽安装在密封槽的内腔端面上，弓形弹簧片压紧安装在固定槽和密封槽之间，弓形弹簧片通过铆钉安装在固定槽上；

安装有密封片的密封槽沿球面矢量喷管周向分为上下对称的两部分，密封槽与动球壳前端通过螺栓固定，密封片安装在动球壳的前端；

所述密封片由多个不同的板材组成，顶部平齐，底部高低错落排列。

优选地，所述固定槽沿周向分为多段，相邻两个固定槽的分段端面接触。

优选地，所述密封片采用周向错排方式连接。

优选地，所述密封片安装在动球壳的内部。

本发明的有益效果：本发明结构简单，既能适应高温条件下材料热变形引起的密封通道变形，又能承受球面之间往复运动带来的摩擦载荷作用，保证密封结构与密封面良好接触。

附图说明

图1为本发明一种可移动的球面密封装置的一优选实施例的安装示意图；

图2为本发明一种可移动的球面密封装置的一优选实施例的正向示意图；

图3为图2所示实施例的固定槽、弹簧和密封片连接方式示意图；

图4为图2所示实施例的固定槽与密封槽装配示意图；

图5为图2所示实施例的密封槽安装于动球壳内部示意图；

图6为图2所示实施例的密封槽安装于动球壳前端示意图；

图7为图2所示实施例的密封片周向错排列方式示意图；

其中，1-定球壳隔热屏，2-定球壳，3-动球壳隔热屏，4-动球壳，5-球面密封装置，6-固定槽，7-弓形弹簧片，8-铆钉，9-密封片，10-销轴，11-密封槽。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明，请参阅图1至图7；

本发明提供了一种球面矢量喷管球面密封装置，包括：固定槽6、弓形弹簧片7、铆钉8、密封片9、销轴10和密封槽11；

密封片9由有高度不同的板材组成，顶部平齐，底部高低错落排列组成篦齿密封结构的密封抵在定球壳2的外壁上，销轴10端面通过三点冲死方法将密封片9固定在固定槽6上，且销轴10两端与固定槽6侧面平齐；

弓形弹簧片7与固定槽6通过铆钉8安装在固定槽6的顶面上，装配时弓形弹簧片7压缩，当球面夹缝有微量变形时候，弓形弹簧片7可以承受压力回弹。密封槽11为“h”形结构，在内腔端面12与固定槽6底面配合，弓形弹簧片7压在密封槽11内腔顶面与固定槽6的顶面之间，安装有弓形弹簧片7和密封片9的固定槽6沿喷管周向分为多段，前一段固定槽6的端面与下一段固定槽6的端面接触，前一段固定槽6内的密封片9与后一段固定槽6内的密封片9采用周向错排方式(如图7所示)，板材数量5至8个，保证了良好的密封性能；且安装于密封槽11的内部，密封槽11与动球壳4前端周向通过螺栓固定，以保证整个密封装置可以随动球壳4转动，实现动球壳4和定球壳2之间冷却气体的密封。

密封槽11周向分上下两部分对称装配，周向通过螺栓与动球壳2连接，螺栓数量12至18个。

弓形弹簧片7装配时需要有压缩量，压缩2至3mm，当冷却通道高度变化时，弓形弹簧片7随着压力的变化可以补偿上下高度变化。

弓形弹簧片7通过铆钉8连接到固定槽6的顶端，每个固定槽6连接弓形弹簧片7的数量为2至3个。

“h”形密封槽11的安装边与动球壳4前端通过螺栓连接，当冷却通道高度满足布置密封装置的条件时，固定的密封片9伸入到冷却通道内部；完成动球壳4和定球壳2之间冷却气体的密封。

“h”形密封槽11的安装边与动球壳4前端通过螺栓连接，固定密封片9设置在冷却通道前端，该方法适用于冷却通道高度有限，冷却通道高度无法满足布置密封机构情况。

本发明一种可移动的球面密封装置，采用设置篦齿型结构且上下高度可浮动调节的密封片的技术方案，结构简单，既能适应高温条件下材料热变形引起的密封通道变形，又能承受球面之间往复运动带来的摩擦载荷作用，保证密封结构与密封面良好接触。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种可移动的球面密封装置，设置在球面矢量喷管的定球壳和动球壳之间，其特征在于，包括：固定槽(6)、弓形弹簧片(7)、铆钉(8)、密封片(9)、销轴(10)及密封槽(11)；

密封片(9)为由板材组成篦齿密封结构，且与定球壳外表面接触，密封片(9)通过销轴(10)固定在固定槽(6)内，且销轴(10)两端与固定槽(6)平齐；

密封槽(11)的截面为“h”形结构，且设置有内腔端面(12),固定槽(6)安装在密封槽(11)的内腔端面(12)上，弓形弹簧片(7)压紧安装在固定槽(6)和密封槽(11)之间，弓形弹簧片(7)通过铆钉(8)安装在固定槽(6)上；

安装有密封片(9)的密封槽沿球面矢量喷管周向分为上下对称的两部分，密封槽(11)与动球壳前端通过螺栓固定，密封片(9)安装在动球壳的前端；

所述密封片(9)由多个不同的板材组成，顶部平齐，底部高低错落排列。

2.根据照权利要求1所述的可移动的球面密封装置，其特征在于：所述固定槽(6)沿周向分为多段，相邻两个固定槽(6)的分段端面接触。

3.根据照权利要求1所述的可移动的球面密封装置，其特征在于：所述密封片(9)采用周向错排方式连接。

4.根据权利要求1所述的可移动的球面密封装置，其特征在于：所述密封片(9)安装在动球壳的内部。