CN109488479B - 一种环形气缸转子面动密封装置 - Google Patents

一种环形气缸转子面动密封装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109488479B
CN109488479B CN201811600826.6A CN201811600826A CN109488479B CN 109488479 B CN109488479 B CN 109488479B CN 201811600826 A CN201811600826 A CN 201811600826A CN 109488479 B CN109488479 B CN 109488479B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sealing
rotor
face
rotor face
cutting edge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811600826.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109488479A (zh
Inventor
徐海军
王文浩
周发亮
张雷
张湘
邹腾安
韩泽超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National University of Defense Technology
Original Assignee
National University of Defense Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National University of Defense Technology filed Critical National University of Defense Technology
Priority to CN201811600826.6A priority Critical patent/CN109488479B/zh
Publication of CN109488479A publication Critical patent/CN109488479A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109488479B publication Critical patent/CN109488479B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F11/00—Arrangements of sealings in combustion engines 
    • F02F11/007—Arrangements of sealings in combustion engines  involving rotary applications

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种环形气缸转子面动密封装置，包括设置于嵌在每个转子端面密封斜面处的密封条，所述密封条的两端通过环形活塞挡住形成配合。本发明具有结构简单紧凑、动密封效果好等优点。

Description

一种环形气缸转子面动密封装置
技术领域
本发明主要涉及到活塞式发动机技术领域，特指一种应用于环形气缸转子面的动密封装置。
背景技术
往复活塞式发动机原理简单、技术成熟，但受限于功率传输机构、配气机构结构原理，难以显著提升功率密度和最大输出功率。此外，活塞作高速往复运动时产生的惯性力是发动机振动源。采用环形动力缸的转子活塞式发动机，借鉴燃气涡轮发动机热力学过程在发动机内部不同位置、同时进行的原理，将气缸和活塞做成环形，通过转子活塞绕主轴的定轴转动、两组相邻转子活塞的相对运动，实现热力学过程在环形动力缸内部不同位置、同时进行，使得作功次数的大幅增加，以此提升功率密度和输出功率。
环形动力缸中气缸呈环形，由两个半环形外壳（固定）、两个转子上的四分环面（单向转动）等组成。内燃机气缸的密闭性对于其热力学过程实现、热动力效率提升具有重要作用，是其建立有效压力、输出热动力功率的前提。环形气缸径向横截面不是一个完整封闭的圆形，由外侧固定半圆（附属外壳），内侧两个四分圆（各自附属一个转子）构成。当环形动力缸工作时，两个转子同向转动，且二者间的转速不相等而形成差速运动，此时将造成横截面图中的固定半圆与四分圆之间、两个四分圆之间存在间隙，特别是两个四分圆之间的间隙存可能造成工质泄露严重，导致动力缸无法建立有效气体压力而没有动力输出。此外，密封条和转子间的贴合面之间需要有油膜来减轻磨损，即要有布油、刮油作用，否则会迅速磨损而造成密封失效。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、动密封效果好的环形气缸转子面动密封装置。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种环形气缸转子面动密封装置，包括设置于嵌在每个转子端面密封斜面处的密封条，所述密封条的两端通过环形活塞挡住形成配合。
作为本发明的进一步改进：所述密封条上设有侧面密封面，所述转子端面密封斜面上设置有一个以上的转子端面导油槽，当环形气缸中两个转子做差速运动时，离心力作用使得转子端面导油槽内的润滑油沿半径方向向外侧流动，流向所述密封条的侧面密封面。
作为本发明的进一步改进：所述密封条上设置有侧面凸起，所述侧面凸起沿着环形活塞的运动方向具有前向刃口和后向刃口，所述前向刃口和后向刃口在转子端面密封斜面上刮过，所述前向刃口将润滑油涂抹在转子端面密封斜面上，所述后向刃口将多余润滑油刮回转子端面导油槽形成密封面的油膜。
作为本发明的进一步改进：所述转子端面导油槽沿转子端面密封斜面的径向分布。
作为本发明的进一步改进：所述转子端面导油槽的横截面为矩形、带圆角矩形、或半圆形。
作为本发明的进一步改进：所述密封条的侧面密封面与转子接触的密封面接触线为直线，或者为圆弧。
作为本发明的进一步改进：所述侧面密封面上的侧面凸起为多个，并采用均匀分布的方式。
作为本发明的进一步改进：所述侧面凸起的横截面为矩形，所述前向刃口和后向刃口相互平行。
作为本发明的进一步改进：所述侧面凸起的横截面为多边形，所述前向刃口和后向刃口相互成一定夹角。
作为本发明的进一步改进：所述密封条的横截面形状与转子端面密封斜面的横截面形状一致以使二者贴合密封。
与现有技术相比，本发明的优点在于：1、本发明的环形气缸转子面动密封装置，结构简单紧凑、动密封效果好，该密封条利用高温、高压工质的压力贴紧在密封面上，工质压力越高，则密封效果越好，理论上密封效果与工质压力成正比，环形气缸不作功时工质压力低，则密封条与转子间摩擦大幅减小，减轻磨损。
2、本发明的环形气缸转子面动密封装置，利用双转子的差速运动实现密封条的主动强制润滑，利用离心力将润滑油导向密封面，并通过密封条上的凸起特征布油和刮油，有利于润滑油膜形成，并进一步提高气密效果。
附图说明
图1是本发明所应用于往复活塞式发动机的环形气缸的示意图。
图2是本发明在具体应用实例中的立体分解结构示意图。
图3 是本发明中环形气缸组装结构的横截面示意图。
图4 是本发明中转子端面密封斜面和端面导油槽结构的示意图。
图5 是本发明中转子横向视角的局部结构示意图。
图6 是本发明在具体应用实例中一种密封条实例的结构示意图。
图7是本发明在具体应用实例中一种密封条实例另一个视角的结构示意图。
图8 是本发明在具体应用实例中另一种密封条实例的结构示意图。
图例说明：
1、环形气缸；2、第一转子；21、转子端面密封斜面；22、转子端面导油槽；23、环形活塞支撑块安装孔；4、第二转子；5、环形活塞；6、密封条；62、侧面密封面；63、侧面凸起；631、前向刃口；632、后向刃口。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1-图7所示，以应用于往复活塞式发动机为例，本发明安装于往复活塞式发动机的环形气缸1内，环状气缸1由两个环状部件组成；往复活塞式发动机的第一转子2、第二转子4、环形活塞5均安装于环形气缸1内。第一转子2与第二转子4的结构相同，以下将以第一转子2为例进行说明，第一转子2朝向环形活塞5的端部形成转子端面密封斜面21。由于第一转子2上设置有一个以上的环形活塞支撑块安装孔23，所以会被均匀或不均匀的分割成若干段，每段均为一个环形面，完整的转子端面密封斜面21是一个环形特征结构。
如图1所示，本发明的环形气缸转子面动密封装置，包括设置于嵌在每个转子端面密封斜面21处的密封条6，所述密封条6的两端被环形活塞5挡住而不会脱落；往复活塞式发动机的环形动力缸工作时，做功容腔内工质压力急剧升高，推动处于作功冲程容腔的密封条6克服其离心力贴紧在转子端面密封斜面21上，形成可靠密封面接触。
参见图4和图5，在具体应用实例中，转子端面密封斜面21上设置有一个以上的转子端面导油槽22，当第一转子2、第二转子4做差速运动时，离心力作用使得转子端面导油槽22内的润滑油沿半径方向向外侧流动，流向密封条6的侧面密封面62。该转子端面导油槽22用于流通润滑油，并沿转子端面密封斜面21的径向分布。
为此，本发明进一步在密封条6上设置有侧面凸起63，该侧面凸起63沿着环形活塞5的运动方向具有前向刃口631和后向刃口632，前向刃口631和后向刃口632在转子端面密封斜面21上刮过，前向刃口631将润滑油涂抹在转子端面密封斜面21上，后向刃口632则将多余润滑油刮回转子端面导油槽22，形成密封面的油膜。
参见图2，本发明的密封条6包括四个，分别为第一密封条、第二密封条、第三密封条、第四密封条，分别对应一个转子端面密封斜面21。
在具体应用实例中，密封条6的横截面形状与转子端面密封斜面21的横截面形状一致，以确保二者能够正确贴合密封。
在具体应用实例中，转子端面导油槽22的横截面可以实际需要选择为矩形、带圆角矩形、半圆形等常见形状，也可以为其它特殊的异形。只要能够达到本发明的目的，均应在本发明的保护范围之内。
在具体应用实例中，转子端面导油槽22的分布位置也可与其半径方向成一定夹角。
在具体应用实例中，密封条6的侧面密封面62与转子接触的密封面接触线为直线。可以理解，其也可以为圆弧或者其他形状，由此确定密封条6的横截面形状为多边形或者封闭曲线。
在具体应用实例中，侧面密封面62上的侧面凸起63为多个，并采用均匀分布的方式。侧面凸起63在密封条6上可以沿密封条6的半径方向布置，也可以相对于其半径方向成一定夹角倾斜布置。
在具体应用实例中，侧面凸起63根据实际需要来选择具体的截面形状，如侧面凸起63的横截面可以选择为矩形或者梯形或其他多边形，只要能够达到本发明的目的，均应在本发明的保护范围之内。
参见图6和图7，当侧面凸起63的横截面形状为矩形时，前向刃口631和后向刃口632相互平行。
参见图8，当侧面凸起63的横截面形状为梯形时，前向刃口631和后向刃口632相互成一定夹角，进一步可以通过调节两者夹角的角度，可以得到较佳的效果。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种环形气缸转子面动密封装置，其特征在于，包括设置于嵌在每个转子端面密封斜面（21）处的密封条（6），所述密封条（6）的两端通过环形活塞（5）挡住形成配合；所述密封条（6）上设有侧面密封面（62），所述转子端面密封斜面（21）上设置有一个以上的转子端面导油槽（22），当环形气缸中两个转子做差速运动时，离心力作用使得转子端面导油槽（22）内的润滑油沿半径方向向外侧流动，流向所述密封条（6）的侧面密封面（62）。
2.根据权利要求1所述的环形气缸转子面动密封装置，其特征在于，所述密封条（6）上设置有侧面凸起（63），所述侧面凸起（63）沿着环形活塞（5）的运动方向具有前向刃口（631）和后向刃口（632），所述前向刃口（631）和后向刃口（632）在转子端面密封斜面（21）上刮过，所述前向刃口（631）将润滑油涂抹在转子端面密封斜面（21）上，所述后向刃口（632）将多余润滑油刮回转子端面导油槽（22）形成密封面的油膜。
3.根据权利要求1所述的环形气缸转子面动密封装置，其特征在于，所述转子端面导油槽（22）沿转子端面密封斜面（21）的径向分布。
4.根据权利要求1所述的环形气缸转子面动密封装置，其特征在于，所述转子端面导油槽（22）的横截面为矩形、带圆角矩形、或半圆形。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的环形气缸转子面动密封装置，其特征在于，所述密封条（6）的侧面密封面（62）与转子接触的密封面接触线为直线，或者为圆弧。
6.根据权利要求2-4中任意一项所述的环形气缸转子面动密封装置，其特征在于，所述侧面密封面（62）上的侧面凸起（63）为多个，并采用均匀分布的方式。
7.根据权利要求2-4中任意一项所述的环形气缸转子面动密封装置，其特征在于，所述侧面凸起（63）的横截面为矩形，所述前向刃口（631）和后向刃口（632）相互平行。
8.根据权利要求2-4中任意一项所述的环形气缸转子面动密封装置，其特征在于，所述侧面凸起（63）的横截面为多边形，所述前向刃口（631）和后向刃口（632）相互成一定夹角。
9.根据权利要求1-4中任意一项所述的环形气缸转子面动密封装置，其特征在于，所述密封条（6）的横截面形状与转子端面密封斜面（21）的横截面形状一致以使二者贴合密封。
CN201811600826.6A 2018-12-26 2018-12-26 一种环形气缸转子面动密封装置 Active CN109488479B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811600826.6A CN109488479B (zh) 2018-12-26 2018-12-26 一种环形气缸转子面动密封装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811600826.6A CN109488479B (zh) 2018-12-26 2018-12-26 一种环形气缸转子面动密封装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109488479A CN109488479A (zh) 2019-03-19
CN109488479B true CN109488479B (zh) 2020-01-21

Family

ID=65712259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811600826.6A Active CN109488479B (zh) 2018-12-26 2018-12-26 一种环形气缸转子面动密封装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109488479B (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2346934Y (zh) * 1998-01-14 1999-11-03 刘彦 步进转子内燃发动机
DE10161695A1 (de) * 2001-12-15 2003-08-07 Bayerische Motoren Werke Ag Dichtungsanordnung zur Abdichtung einer Welle
DE202009010428U1 (de) * 2009-07-31 2009-11-05 Carl Freudenberg Kg Dichtungsanordnung
CN106224121B (zh) * 2016-09-18 2018-06-19 上海洲跃生物科技有限公司 一种转子发动机的顶端密封及润滑装置
CN107387485A (zh) * 2017-07-31 2017-11-24 深圳崇达多层线路板有限公司 一种防止气缸腐蚀的密封装置及延长气缸使用寿命的方法
CN107725606B (zh) * 2017-11-17 2020-09-04 洛阳轴承研究所有限公司 一种滚动轴承及其转动套圈
CN108223791B (zh) * 2018-01-04 2020-01-10 中国人民解放军国防科技大学 一种活塞环自旋减磨结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN109488479A (zh) 2019-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9039013B2 (en) Hydrodynamic non-contacting seal
CN103133697B (zh) 可双向旋转的燕尾槽端面机械密封结构
CN113090337A (zh) 一种用于双转子航空发动机的反转轴间密封装置
CN109488479B (zh) 一种环形气缸转子面动密封装置
US10662775B2 (en) Rotary piston and cylinder devices
US10228061B2 (en) Seal arrangement
CN111577901B (zh) 迷宫和螺旋组合式密封装置
CN108223791B (zh) 一种活塞环自旋减磨结构
CN202001136U (zh) 柴油机曲轴气密油封结构
KR20130101597A (ko) 내연 기관의 피스톤용 오일 스크레이퍼 링
CN203285990U (zh) 可双向旋转的燕尾槽端面机械密封结构
CN111911633B (zh) 一种新型自平衡式主动抑漏迷宫密封装置
CN103994092A (zh) 一种涡轮增压器离心叶片泵式密封结构
CN211288740U (zh) 一种具有椭圆型槽的上游泵送机械密封环
CN110863868A (zh) 一种燃气轮机轴承腔用机械非接触式端面密封系统
CN210715957U (zh) 一种基于毛毡密封圈的迷宫密封装置
CN111306304A (zh) 一种转片式高温高压气(液)体弹性接触式动密封装置、制备方法
CN209855907U (zh) 一种燃气涡轮发动机轴承腔集油结构
CN111306301A (zh) 一种旋片式高温高压气（液）体弹性接触动密封装置、制备方法
CN111997748A (zh) 一种滚动密封式转子发动机
CN210919167U (zh) 一种燃气轮机轴承腔用机械非接触式端面密封系统
CN212407566U (zh) 一种旋片式高温高压气体或液体弹性接触动密封装置
CN220470630U (zh) 螺旋式浮动油封
US11873816B2 (en) Rotary vane device with longitudinally extending seals
CN211259370U (zh) 一种多级泵送高速轴承密封装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant