CN107288761A - 密封结构及燃气涡轮发动机轴承座滑油密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种密封结构及燃气涡轮发动机轴承座滑油密封结构。该密封结构用于密封第一部件与第二部件之间的连接处，所述第一部件形成有第一对接面，所述第二部件形成有第二对接面，所述第一对接面与第二对接面分别是能匹配对接的内锥面或外锥面；配置有一个密封垫片，平铺于所述第一对接面与第二对接面之间。使用该密封结构能够达到较好的密封效果。

Description

密封结构及燃气涡轮发动机轴承座滑油密封结构

技术领域

本发明涉及密封技术领域，尤其涉及一种密封结构及燃气涡轮发动 机轴承座滑油密封结构。

背景技术

现有的燃气涡轮发动机以及各种燃气轮机中，因转子转速很高，安装 在转子上的轴承发热严重，发热会影响轴承的寿命，为了给轴承润滑降温， 需要给轴承提供足够的滑油来润滑冷却。这就要靠输油管把滑油从外部引 入到轴承座中，在相接处便需要考虑密封设计防止滑油从相接处泄漏。

目前，通常采用如下几种方法实现输油管与轴承座之间的密封：

一、参照图1所示，在输油管3的外侧壁与轴承座4之间设计胶圈6 封严结构，利用胶圈6的变形能力来密封；但是采用胶圈6封严结构，因 胶圈6的使用温度较低，一般不能超过400摄氏度，在发动机的涡轮段温 度较高，输油管3与轴承座4连接处的温度经常能达到500摄氏度以上， 在如此高的温度水平下，胶圈6会碳化失效。

二、参照图2所示，在输油管3与轴承座4配合端面之间设计垫圈7， 利用输油管3与轴承座4之间的压紧力使垫圈7产生微小变形，从而起到 密封效果；但是端面垫圈7密封结构：在使用过程中垫圈7经常发生变形 破损影响密封效果，另外因为发动机支板的厚度有限制，导致端面密封面 积较小，密封效果较差。

三、参照图3所示，将输油管3与轴承座4焊接成一体，利用焊料将 二者之间的缝隙堵死形成焊缝8，从而达密封效果；但是输油管3与轴承 座4焊接成一体后，输油管3与轴承座4为一体，无法实现拆分，不利于 后期的维护以及维修。

因此，有必要研究一种新的密封结构及燃气涡轮发动机轴承座滑油密 封结构。

所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理 解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信 息。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的至少一种不足，提供一种密封 效果较好的密封结构及燃气涡轮发动机轴承座滑油密封结构。

根据本公开的一个方面，提供一种密封结构，用于密封第一部件与第 二部件之间的连接处，所述第一部件形成有第一对接面，所述第二部件形 成有第二对接面，所述第一对接面与第二对接面分别是能匹配对接的内锥 面或外锥面；

配置有一个密封垫片，平铺于所述第一对接面与第二对接面之间。

在本公开的一种示例性实施例中，所述密封垫片为柔性且耐高温材料 制成。

在本公开的一种示例性实施例中，所述密封垫片为软金属制成。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第二部件呈管状，所述第一部 件的对接处呈适配的孔状；所述第二部件接近所述第二对接面的外侧壁设 有环形槽，所述密封垫片延伸至所述环形槽，并形成与所述环形槽匹配的 环形卡口部，所述密封垫片通过所述环形卡口部装配于所述第二部件。

在本公开的一种示例性实施例中，所述环形槽的纵截面为圆弧形。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一部件形成有一个对接孔， 所述第一对接面位于所述对接孔底部。

在本公开的一种示例性实施例中，所述对接孔为内螺纹孔，所述内螺 纹孔与所述第一对接面连通且同轴心；

所述第二部件的外侧壁设置有与所述内螺纹孔配合的外螺纹，所述第 一部件与第二部件通过螺纹连接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述密封垫片还包括：

弯折贴合部，设于所述密封垫片靠近所述第二对接面的端面的一端， 所述弯折贴合部与所述第二对接面的端面贴合。

在本公开的一种示例性实施例中，所述密封垫片的厚度为0.1mm至 0.2mm。

根据本公开的一个方面，提供一种燃气涡轮发动机轴承座滑油密封结 构，所述第一部件为燃气涡轮发动机轴承座，所述第二部件为输油管，所 述轴承座与所述输油管之间的连接处包括上述任意一项所述的密封结构。

由上述技术方案可知，本发明具备以下优点和积极效果中的至少之 一：

本发明实施例的密封结构及燃气涡轮发动机轴承座滑油密封结构， 第一部件的第一对接面与第二部件的第二对接面分别是能匹配对接的内 锥面或外锥面，使第一部件与第二部件形成锥面结合密封结构，在第一 对接面与第二对接面之间平铺有密封垫片。一方面，通过该密封垫片可 以填补第二部件的锥面与第一部件的锥面之间的间隙，避免锥面的加工 精度较低，难以保证锥面相互贴合的现象，从而避免滑油的泄露；另一 方面，该密封结构不受温度的影响，在第二部件与第一部件连接处的温 度较高处时也能保证密封；再一方面，与现有技术中采用端面垫圈密封 结构相比，首先密封垫片易变形，不容易出现裂纹、损坏的情况，其次 锥面密封面积也较端面密封面积大，密封效果较好。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及 优点将变得更加明显。

图1是现有技术中胶圈封严结构的结构示意图；

图2是现有技术中端面垫圈密封结构的结构示意图；

图3是现有技术中焊接密封结构的结构示意图；

图4是本发明密封结构一实施方式的结构示意图；

图5是图4中的密封垫片的结构示意图；

图6是图4中H所指部分的局部放大示意图。

图中主要元件附图标记说明如下：1、外层机匣；2、支承机匣；3、 输油管；31、截顶锥状端部；32、环形槽；4、轴承座；5、密封垫片；51、 环形卡口部；52、弯折贴合部；6、胶圈；7、垫圈；8、焊缝。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能 够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提 供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面 地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结 构，因而将省略它们的详细描述。

本发明实施例提供了一种密封结构，用于密封第一部件与第二部件之 间的连接处，所述第一部件形成有第一对接面，所述第二部件形成有第二 对接面，所述第一对接面与第二对接面分别是能匹配对接的内锥面或外锥 面；配置有一个密封垫片平铺于所述第一对接面与第二对接面之间。

密封垫片5选择为柔性且耐高温材料制成，该柔性且耐高温材料可以 为软金属。软金属为富有延展性，易加工的金属，可以为铜、银、金、锌、 铅、镉、汞、钴、镍等等。该柔性且耐高温材料还可以采用硅酸铝纤维以 及各种耐高温尼龙等等。本说明书中所称“耐高温材料”是指，至少可以 耐受400摄氏度以上温度，且能在整机寿命期内正常工作；最好在经常能 达到500摄氏度及以上的温度条件下正常实现稳定密封。

参照图4和图6所示，下面以轴承座为第一部件，以输油管为第二部 件进行详细说明。此处只是为了方便说明，并不限定该密封结构只用于轴 承座与输油管之间连接处的密封。

在本示例实施方式中，设于所述输油管3一端的截顶锥状端部31为 第二部件的第二对接面，即形成外锥面；设于所述轴承座4上的截顶锥状 通孔为第一部件的孔状对接处，即形成内锥面，该截顶锥状通孔为第一部 件的第一对接面。当然也可以在输油管3上形成内锥面，在轴承座4上形 成外锥面。截顶锥状端部31配合于所述截顶锥状通孔内。输油管3的一 端可以设置为截顶锥状端部31；即输油管3与轴承座4连接的一端设置为 截顶锥状端部31，在本示例实施方式中，截顶锥状端部31可以为截顶圆 锥状端部，当然，在本发明的其他实施方式中，还可以设置为截顶棱锥状 端部，此处不做特殊限定。

在本示例实施方式中，轴承座4上可以设置有截顶锥状通孔，截顶锥 状端部31配合于所述截顶锥状通孔内；密封垫片5可以垫设于所述截顶 锥状通孔与所述截顶锥状端部31之间。在本示例实施方式中，截顶锥状 通孔可以为截顶圆锥状通孔，另外，本领域技术人员可以理解的是，截顶 锥状通孔还可以是截顶棱锥状通孔，可以是三棱锥、四棱锥等等，只要和 截顶锥状端部31相互配合即可。当然，锥面结合密封结构的设置也不限 于上述描述，例如，输油管3上的锥面不一定设置在输油管3的端部，可 以设置在输油管的靠近端部的中部位置，输油管3端部伸入轴承座4内。

所述第二部件接近所述第二对接面的外侧壁设有环形槽32，所述密封 垫片5延伸至所述环形槽，并形成与所述环形槽32匹配的环形卡口部51， 所述密封垫片5通过所述环形卡口51部装配于所述第二部件。在本示例 实施方式中，即输油管3接近截顶锥状端部31的外侧壁设有环形槽32， 所述环形槽32与所述输油管3同中心轴线，所述密封垫片5延伸至所述 环形槽32，并形成所述环形槽32配合的环形卡口部51。所述环形槽32 的纵截面为圆弧形，环形卡口部51的纵截面也可以为圆弧形。当然，在 本发明的其他示例实施方式中，环形槽32的纵截面还可以为三角形、梯 形等形状，环形卡口部51的纵截面也可以为与其配合的等三角形、梯形 等形状，此处不做特殊限定。环形槽32还可以设于截顶锥状端部31与外螺纹之间。通过环形槽32和环形卡口部51可以将密封垫片5安装在输油 管3上，避免密封垫片5的脱落。

在本示例实施方式中，所述轴承座4与输油管3可以通过螺纹连接。 第一部件形成有一个对接孔，所述第一对接面位于所述对接孔底部。对接 孔为内螺纹孔。即在轴承座4上可以设置有内螺纹孔，内螺纹孔位于截顶 锥状通孔的顶部。在输油管3上可以设置有与内螺纹孔配合的外螺纹，将 输油管3拧入内螺纹孔内实现了轴承座4与输油管3的可以拆卸地连接。 内螺纹孔与截顶锥状通孔连通且同轴心，具体来说，在轴承座4上先加工 内螺纹孔，然后再加工截顶锥状通孔，截顶锥状通孔连通于内螺纹孔的底 部，且截顶锥状通孔的孔径小于内螺纹孔的孔径。输油管3的靠近所述截 顶锥状端部31的外侧壁设置有与所述螺纹孔配合的外螺纹。输油管3的 截顶锥状端部31的直径小于螺纹部的直径。在安装时，输油管3的截顶 锥状端部31首先通过螺纹孔，然后拧动输油管3使输油管3的外螺纹与 螺纹孔配合，从而使输油管3的截顶锥状端部31与截顶锥状通孔配合， 而且通过拧动的力量还可以挤压密封垫片5，使密封垫片5产生形变，填 补截顶锥状端部31与截顶锥状通孔之间的间隙，达到有效的密封效果。 另外，本领域技术人员可以理解的是，内螺纹孔和截顶锥状通孔的设置也 可以与上述描述相反，即螺纹孔连通于截顶锥状通孔的底部，当然，输油 管3的设置也需要与轴承座4的设置相配合，即外螺纹设置在输油管3的 端部，输油管3上的锥面靠近外螺纹设置。上述尺寸要求也需有所变化， 即输油管3的外螺纹处的外径小于锥面处的最小外径，当然，螺纹孔以及 截顶锥状通孔的尺寸需要相互配合，此处不再赘述。另外，在轴承座4与 输油管3通过螺纹连接的情况下，输油管3的锥面与轴承座4的锥面均不 适合设置为棱锥面，需设置为圆锥面。在轴承座4与输油管3是通过不旋 转方式连接的情况下，例如通过螺钉连接，输油管3的锥面与轴承座4的 锥面可以设置为棱锥面。

参照图5所示，该密封垫片5可以设置为截顶锥状，该密封垫片5可 以用于锥状接触面之间的密封。所述密封垫片5可以为软金属制成，其厚 度大约为0.1mm～0.2mm。该密封垫片5的厚度根据需要还可以设置为大 于0.2mm或小于0.1mm。该密封垫片5可以设置为截顶圆锥状，还可以 设置为截顶棱锥状，只要和需要配合的接触面相配合即可。上述环形卡口 部51设于所述密封垫片5的一端，环形卡口部51的纵截面也可以为圆弧 状。

密封垫片5还可以包括弯折贴合部52，弯折贴合部设于所述密封垫片 5靠近所述第二对接面的端面的一端，所述弯折贴合部52与所述第二对接 面的端面贴合。即弯折贴合部52可以设于所述密封垫片5靠近所述截顶 锥状端部31的端面的一端，所述弯折贴合部52可以与所述截顶锥状端部 31的端面贴合。弯折贴合部52向内侧弯折形成一个环形板状，通过该弯 折贴合部52可以将密封垫片5安装在输油管3上，避免密封垫片5装入 截顶锥状通孔内时，截顶锥状通孔内侧壁对密封垫片5的挤压使密封垫片 5向后挤压堆积。

进一步的，本发明实施例还提供了一种燃气涡轮发动机轴承座滑油密 封结构，第一部件为燃气涡轮发动机轴承座，第二部件为输油管，轴承座 与所述输油管之间的连接处包括上述密封结构，密封结构的具体结构已经 说明，此处不再赘述。输油管3从燃气涡轮发动机的外层机匣1通过支承 机匣2上的支板空腔引入到轴承座4中；然后通过上述密封结构将轴承座 4与输油管3的连接处进行密封。

本发明实施例密封结构及燃气涡轮发动机轴承座滑油密封结构，将输 油管3的一端设置为截顶锥状端部31，在轴承座4上设置有截顶锥状通孔， 截顶锥状端部31配合于所述截顶锥状通孔内，且截顶锥状通孔与所述截 顶锥状端部31之间垫设截顶锥状的密封垫片5。一方面，通过该密封垫片 5可以填补截顶锥状端部31与截顶锥状通孔之间的间隙，避免锥面的加工 精度较低，难以保证锥面相互贴合的现象，从而避免滑油的泄露；次一方面，该密封结构不受温度的影响，在输油管3与轴承座4连接处的温度较 高处时也能保证密封；另一方面，与现有技术中采用端面垫圈密封结构相 比，首先密封垫片5易变形，不容易出现裂纹、损坏的情况，其次锥面密 封面积也较端面密封面积大；再一方面，轴承座4与输油管3通过螺纹连 接，能够实现输油管3与轴承座4的分离；而且结构简单，输油管3与密 封垫片5集成为一个组件，可以有效减少零件数量。

上述所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或 更多实施方式中，如有可能，各实施例中所讨论的特征是可互换的。在上 面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理 解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有 所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。 在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本 发明的各方面。

本说明书中使用“约”“大约”的用语通常表示在一给定值或范围的20％ 之内，较佳是10％之内，且更佳是5％之内。在此给定的数量为大约的数 量，意即在没有特定说明的情况下，仍可隐含“约”“大约”“大致”“大概”的 含义。

本说明书中，用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或 多个要素/组成部分/等；用语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包 括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的 要素/组成部分/等。

应可理解的是，本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细 结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实 现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的 是，本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两 个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发 明的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本发 明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。

Claims (10)

1.一种密封结构，用于密封第一部件与第二部件之间的连接处，其特征在于，

所述第一部件形成有第一对接面，所述第二部件形成有第二对接面，所述第一对接面与第二对接面分别是能匹配对接的内锥面或外锥面；

配置有一个密封垫片，平铺于所述第一对接面与第二对接面之间。

2.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述密封垫片为柔性且耐高温材料制成。

3.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述密封垫片为软金属制成。

4.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述第二部件呈管状，所述第一部件的对接处呈适配的孔状；所述第二部件接近所述第二对接面的外侧壁设有环形槽，所述密封垫片延伸至所述环形槽，并形成与所述环形槽匹配的环形卡口部，所述密封垫片通过所述环形卡口部装配于所述第二部件。

5.根据权利要求4所述的密封结构，其特征在于，所述环形槽的纵截面为圆弧形。

6.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述第一部件形成有一个对接孔，所述第一对接面位于所述对接孔底部。

7.根据权利要求6所述的密封结构，其特征在于，所述对接孔为内螺纹孔，所述内螺纹孔与所述第一对接面连通且同轴心；

所述第二部件的外侧壁设置有与所述内螺纹孔配合的外螺纹，所述第一部件与第二部件通过螺纹连接。

8.根据权利要求6所述的密封结构，其特征在于，所述密封垫片还包括：

弯折贴合部，设于所述密封垫片靠近所述第二对接面的端面的一端，所述弯折贴合部与所述第二对接面的端面贴合。

9.根据权利要求1～8任意一项所述的密封结构，其特征在于，所述密封垫片的厚度为0.1mm至0.2mm。

10.一种燃气涡轮发动机轴承座滑油密封结构，所述第一部件为燃气涡轮发动机轴承座，所述第二部件为输油管，其特征在于，所述轴承座与所述输油管之间的连接处包括权利要求1～9任意一项所述的密封结构。