CN112161062B - 组合密封结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种组合密封结构,包括安装座、高速转子、及支承轴承,结构还包括:固定套装于高速转子的外圆上的密封跑道、及沿密封跑道的轴向依次间隔设置的指尖密封装置和石墨密封装置,指尖密封装置和石墨密封装置两者的外环面分别抵顶安装通道的内圆面,指尖密封装置和石墨密封装置两者的内环面分别抵触密封跑道的外圆面以密封。指尖密封装置位于高速转子的高压侧,石墨密封装置位于指尖密封装置的低压侧且位于轴承腔的出油侧,指尖密封装置用于对高压侧的高温高压气流进行密封节流,以限制高温高压气流泄漏至指尖密封装置和石墨密封装置之间的低压腔,石墨密封装置用于对轴承腔的出油侧进行密封、以防轴承腔内的滑油由其出油侧泄漏。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机气体流路的密封结构领域,特别地,涉及一种组合密封结构。
背景技术
篦齿密封一直是气体流路密封的标准技术,但其转子和静子间需要有足够的间隙,这样就降低了密封性能。刷式密封作为一种能适应过盈安装的密封结构,与传统的篦齿密封相比,在密封性能的改善方面具有明显的优势,但是刷式密封制造工艺复杂,且存在断丝的缺点,限制了刷式密封的使用范围。
指尖密封是继篦齿密封、刷式密封之后发展起来的一种新型密封技术,其结构与刷式密封类似,采用若干层指尖薄片代替刷丝,由前挡板、若干层指尖薄片及后挡板采用铆钉或焊接的方法将它们连接起来,形成指尖密封装置。若干层的指尖薄片与跑道接触,形成密封界面,因指尖薄片的柔顺性,指尖密封能适应转子离心长大或热膨胀,能保持长时间优异的密封性能。
圆周石墨密封一般由壳体、石墨环、波形弹簧、垫圈和挡圈等组成,圆周石墨密封与旋转的密封跑道构成主密封界面来限制轴向滑油的泄漏,通过波纹弹簧使石墨环端面紧贴壳体内侧,形成辅助密封界面。圆周石墨密封允许有少许高压侧的气体泄漏到轴承腔,防止轴承腔内滑油向外泄漏。
篦齿密封属于非接触式密封结构,转静子间有间隙,泄漏量大,而且在发动机以慢车状态向最大功率状态的加速过程中,因离心力作用转子急骤膨胀,静子和转子间隙变小,轴的振动和偏移,使篦齿齿尖和涂层磨损,造成不可复原的永久性的间隙增大,封严效果下降。
现有的指尖密封在密封性能上存在着“滞后效应”,这种“滞后效应”是由于转子在离心长大或热膨胀将指尖密封的指尖薄片推离了初始位置,当转子恢复到初始位置后,各个指尖薄片之间以及指尖薄片与后挡板之间的摩擦力阻碍了指尖薄片恢复到初始位置,从而导致指尖薄片和跑道之间形成较大的间隙,使指尖密封性能下降。因为摩擦力的存在,增大了跑道与指尖薄片之间的摩擦力,使指尖密封的寿命下降。指尖密封与密封跑道接触,会有微小磨损颗粒,如果微小颗粒进入轴承腔会对高速轴承造成损害,这也限制了指尖密封的应用范围。
根据圆周石墨密封的结构特点,当压差>0.4MPa的工况下,密封装置的泄漏量会很大,过多的热空气会进入轴承腔,石墨环紧靠壳体端面会降低使用寿命;圆周石墨密封的主要密封元件是石墨材料,所以圆周石墨密封不适宜在高压差、高温的工况下正常工作。
发明内容
本发明提供了一种组合密封结构,以解决现有的指尖密封装置不能直接应用到轴承腔、石墨密封装置不能直接应用于高温高压环境的技术问题。
本发明采用的技术方案如下:
一种组合密封结构,包括安装座、转动装设于安装座的安装通道内的高速转子、及装设于安装通道的轴承腔内的支承轴承,组合密封结构还包括:固定套装于高速转子的外圆上且位于安装通道内的密封跑道、及沿密封跑道的轴向依次间隔设置的指尖密封装置和石墨密封装置,指尖密封装置和石墨密封装置两者的外环面分别抵顶安装通道的内圆面以固定和密封,指尖密封装置和石墨密封装置两者的内环面分别抵触密封跑道的外圆面以密封;指尖密封装置位于高速转子的高压侧,石墨密封装置位于指尖密封装置的低压侧且位于轴承腔的出油侧,指尖密封装置用于对高压侧的高温高压气流进行密封节流,以限制高温高压气流泄漏至指尖密封装置和石墨密封装置之间的低压腔,石墨密封装置用于对轴承腔的出油侧进行密封、以防轴承腔内的滑油由其出油侧泄漏。
进一步地,安装通道的内壁上设有外凸且沿轴向依次间隔设置的第一限位台阶和第二限位台阶;组合密封结构还包括相对第一限位台阶设置的第一挡圈组、及相对第二限位台阶设置的第二挡圈组,且第一挡圈组和第二挡圈组两者的外环面分别顶抵安装通道的内圆面以固定;指尖密封装置的低压侧顶抵第一限位台阶限位,指尖密封装置的高压侧顶抵第一挡圈组限位;石墨密封装置的低压侧顶抵第二限位台阶限位,石墨密封装置的高压侧顶抵第二挡圈组限位。
进一步地,指尖密封装置和第二挡圈组之间的安装座上开设有贯通的排气孔,排气孔用于使指尖密封装置与密封跑道磨损产生的微小颗粒通过气流向外排出,以防微小颗粒进入轴承腔。
进一步地,指尖密封装置包括沿轴向相对间隔布设的前挡板和后挡板、夹设于前挡板和后挡板之间的指尖薄片组、及用于将前挡板、指尖薄片组、及后挡板三者锁紧固定的紧固件;前挡板抵靠第一挡圈组限位,后挡板抵靠第一限位台阶限位,且前挡板和后挡板两者的内环面与密封跑道的外圆面间隔配合,指尖薄片组的内环面抵触密封跑道的外圆面密封;指尖密封装置内设有压力平衡通道,压力平衡通道用于将高压侧的高温高压气流引入指尖薄片组的两侧,以部分平衡指尖薄片组两侧的气体压力。
进一步地,压力平衡通道包括设置于前挡板和指尖薄片组之间的进气腔、设置于后挡板与指尖薄片组之间的平衡腔、及设置于指尖薄片组上且连通进气腔和平衡腔的连通通道;进气腔与高压侧的高温高压气流连通,平衡腔与指尖密封装置和石墨密封装置之间的低压腔隔断;高温高压气流依次通过进气腔和连通通道后,进入平衡腔。
进一步地,前挡板靠近指尖薄片组的内侧壁的中心设有内凹的凹腔,凹腔与指尖薄片组之间的间隙构成进气腔;后挡板靠近指尖薄片组的内侧壁上设有内凹且呈环形的环腔,环腔与指尖薄片组之间的间隙构成平衡腔。
进一步地,指尖薄片组包括位于高压侧的高压指尖薄片组、及与高压指尖薄片组拼接且位于低压侧的低压指尖薄片组;高压指尖薄片组包括沿轴向依次叠置设置的多片高压指尖薄片,各高压指尖薄片上开设有在厚度方向上为通槽的第一指尖槽,以用于降低高压指尖薄片的刚度;低压指尖薄片组包括沿轴向依次叠置设置的多片低压指尖薄片,各低压指尖薄片上开设有在厚度方向上为通槽的第二指尖槽,以用于降低低压指尖薄片的刚度。
进一步地,第一指尖槽的数量为多条,多条第一指尖槽沿高压指尖薄片的周向均匀间隔布设,且在后高压指尖薄片上的第一指尖槽与在前高压指尖薄片上的第一指尖槽一一错位布设,以防高温高压空气由第一指尖槽泄漏;第二指尖槽的数量为多条,多条第二指尖槽沿低压指尖薄片的周向均匀间隔布设,且在后低压指尖薄片上的第二指尖槽与在前低压指尖薄片上的第二指尖槽一一错位布设,并拼接的高压指尖薄片上的第一指尖槽与低压指尖薄片上的第二指尖槽一一错位布设,以防高温高压空气由第二指尖槽和第一指尖槽泄漏。
进一步地,第一指尖槽包括由高压指尖薄片的内环面至其外环面延伸且呈圆弧形的第一圆弧型段、及连接于第一圆弧型段尾端的第一根圆;第二指尖槽包括由低压指尖薄片的内环面至其外环面延伸且呈圆弧形的第二圆弧型段、及连接于第二圆弧型段尾端的第二根圆,且第二根圆的直径小于第一根圆的直径。
进一步地,石墨密封装置包括装设于密封跑道外圆上的石墨环、套设于石墨环外圆上的限位套、装设于限位套外圆上的外壳体、及依次装设于密封跑道外圆上的挡圈、弹簧件和垫片;外壳体的外圆面顶抵安装通道的内圆面固定,且外壳体的两端分别抵顶第二限位台阶和第二挡圈组以沿轴向限位;挡圈和垫片两者的外环面顶抵外壳体的内圆面固定,且垫片抵靠石墨环限位,弹簧件的两端分别顶抵挡圈和垫片。
本发明具有以下有益效果:
本发明的组合密封结构中,由于指尖密封装置和石墨密封装置沿密封跑道的轴向依次间隔设置,且指尖密封装置位于高速转子的高压侧,故而通过指尖密封装置对高压侧的高温高压气流进行密封节流,以限制高温高压气流泄漏至指尖密封装置和石墨密封装置之间的低压腔,进而使石墨密封装置高压侧的气体压力降低,使石墨密封装置适宜在高温、高压的工况下正常工作;而石墨密封装置位于指尖密封装置的低压侧且位于轴承腔的出油侧,以对轴承腔的出油侧进行密封、以防轴承腔内的滑油由其出油侧泄漏,进而使性能优异的指尖密封装置应用于轴承腔的滑油封严。本发明组合密封结构中,充分利用封严性能优异的指尖密封装置来适应高温、高压差工况,同时采用石墨密封装置实现轴承腔滑油的低泄漏,并限制过多的空气泄漏进轴承腔,从而通过指尖密封装置与石墨密封装置的组合使用,以适应高温、高压工况,将性能优异的指尖密封应用于轴承腔的滑油封严。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是本发明优选实施例的组合密封结构的剖视主视结构示意图;
图2是图1中指尖密封装置的剖视主视结构示意图;
图3是图2中高压指尖薄片的局部放大结构示意图;
图4是图2中低压指尖薄片的局部放大结构示意图。
图例说明
10、安装座;101、轴承腔;102、第一限位台阶;103、第二限位台阶;104、排气孔;20、高速转子;30、支承轴承;40、密封跑道;50、指尖密封装置;51、前挡板;52、后挡板;53、指尖薄片组;531、高压指尖薄片;5310、第一指尖槽;5311、第一圆弧型段;5312、第一根圆;532、低压指尖薄片;5320、第二指尖槽;5321、第二圆弧型段;5322、第二根圆;54、紧固件;55、压力平衡通道;551、进气腔;552、连通通道;553、平衡腔;60、石墨密封装置;61、石墨环;62、限位套;63、外壳体;64、挡圈;65、弹簧件;66、垫片;70、第一挡圈组;80、第二挡圈组。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
参照图1,本发明的优选实施例提供了一种组合密封结构,包括安装座10、转动装设于安装座10的安装通道内的高速转子20、及装设于安装通道的轴承腔101内的支承轴承30,组合密封结构还包括:固定套装于高速转子20的外圆上且位于安装通道内的密封跑道40、及沿密封跑道40的轴向依次间隔设置的指尖密封装置50和石墨密封装置60,指尖密封装置50和石墨密封装置60两者的外环面分别抵顶安装通道的内圆面以固定和密封,指尖密封装置50和石墨密封装置60两者的内环面分别抵触密封跑道40的外圆面以密封。指尖密封装置50位于高速转子20的高压侧,石墨密封装置60位于指尖密封装置50的低压侧且位于轴承腔101的出油侧,指尖密封装置50用于对高压侧的高温高压气流进行密封节流,以限制高温高压气流泄漏至指尖密封装置50和石墨密封装置60之间的低压腔,石墨密封装置60用于对轴承腔101的出油侧进行密封、以防轴承腔101内的滑油由其出油侧泄漏。
本发明的组合密封结构中,指尖密封装置50和石墨密封装置60通过过盈配合安装在安装座10的安装通道中,且指尖密封装置50和石墨密封装置60分别与密封跑道40接触,形成密封界面,限制高压侧的高温高压气体泄漏到轴承腔101,同时防止轴承腔101的滑油泄漏到外侧。实际工作时,通过指尖密封装置50泄漏的少量气体形成石墨密封装置60的高压侧,且允许少量的气体通过石墨密封装置60泄漏进轴承腔101,以对轴承腔101的滑油进行封严。
本发明的组合密封结构中,由于指尖密封装置50和石墨密封装置60沿密封跑道40的轴向依次间隔设置,且指尖密封装置50位于高速转子20的高压侧,故而通过指尖密封装置50对高压侧的高温高压气流进行密封节流,以限制高温高压气流泄漏至指尖密封装置50和石墨密封装置60之间的低压腔,进而使石墨密封装置60高压侧的气体压力降低,使石墨密封装置60适宜在高温、高压的工况下正常工作;而石墨密封装置60位于指尖密封装置50的低压侧且位于轴承腔101的出油侧,以对轴承腔101的出油侧进行密封、以防轴承腔101内的滑油由其出油侧泄漏,进而使性能优异的指尖密封装置50应用于轴承腔的滑油封严。本发明组合密封结构中,充分利用封严性能优异的指尖密封装置50来适应高温、高压差工况,同时采用石墨密封装置60实现轴承腔滑油的低泄漏,并限制过多的空气泄漏进轴承腔,从而通过指尖密封装置50与石墨密封装置60的组合使用,以适应高温、高压工况,将性能优异的指尖密封应用于轴承腔的滑油封严。
可选地,如图1所示,安装通道的内壁上设有外凸且沿轴向依次间隔设置的第一限位台阶102和第二限位台阶103。组合密封结构还包括相对第一限位台阶102设置的第一挡圈组70、及相对第二限位台阶103设置的第二挡圈组80,且第一挡圈组70和第二挡圈组80两者的外环面分别顶抵安装通道的内圆面以固定。具体地,第一挡圈组70包括沿轴向依次叠置设置的多个第一挡圈,且安装通道的内壁上设有内凹的用于卡持第一挡圈组70的环形卡槽,第一挡圈组70卡设于该环形卡槽中限位;同样的,第二挡圈组80包括沿轴向依次叠置设置的多个第二挡圈,且安装通道的内壁上设有内凹的用于卡持第二挡圈组80的环形卡槽,第二挡圈组80卡设于该环形卡槽中限位。指尖密封装置50的低压侧顶抵第一限位台阶102限位,指尖密封装置50的高压侧顶抵第一挡圈组70限位。石墨密封装置60的低压侧顶抵第二限位台阶103限位,石墨密封装置60的高压侧顶抵第二挡圈组80限位。
可选地,如图1所示,指尖密封装置50和第二挡圈组80之间的安装座10上开设有贯通的排气孔104,排气孔104用于使指尖密封装置50与密封跑道40磨损产生的微小颗粒通过气流向外排出,以防微小颗粒进入轴承腔101后磨损支承轴承,进而解决现有指尖密封装置50不能应用在轴承腔的问题。具体地,排气孔104的数量为一个,且连通指尖密封装置50和第二挡圈组80之间的低压腔及安装座10的外壁面,以使微小颗粒通过气流由排气孔104向外排出,同时减少低压腔内气流的泄漏。
可选地,如图1和图2所示,指尖密封装置50包括沿轴向相对间隔布设的前挡板51和后挡板52、夹设于前挡板51和后挡板52之间的指尖薄片组53、及用于将前挡板51、指尖薄片组53、及后挡板52三者锁紧固定的紧固件54。前挡板51抵靠第一挡圈组70限位,后挡板52抵靠第一限位台阶102限位,且前挡板51和后挡板52两者的内环面与密封跑道40的外圆面间隔配合,指尖薄片组53的内环面抵触密封跑道40的外圆面密封。指尖密封装置50内设有压力平衡通道55,压力平衡通道55用于将高压侧的高温高压气流引入指尖薄片组53的两侧,以部分平衡指尖薄片组53两侧的气体压力,进而减小指尖薄片组53内、指尖薄片组53与后挡板52之间的摩擦力,进而增加指尖薄片组53随密封跑道40运动的跟随性,缓解指尖密封滞后效应,最终提高指尖密封装置50的密封性能;同时,通过减小指尖薄片组53之间、及指尖薄片组53与后挡板52之间的摩擦力,还可增加指尖薄片组53的柔性,降低指尖薄片组53与密封跑道40间的摩擦力,进而减小磨损,提高指尖密封装置50的使用寿命。具体地,紧固件54为铆钉。
本可选方案中,如图2所示,压力平衡通道55包括设置于前挡板51和指尖薄片组53之间的进气腔551、设置于后挡板52与指尖薄片组53之间的平衡腔553、及设置于指尖薄片组53上且连通进气腔551和平衡腔553的连通通道552。进气腔551与高压侧的高温高压气流连通,平衡腔553与指尖密封装置50和石墨密封装置60之间的低压腔隔断。高温高压气流依次通过进气腔551和连通通道552后,进入平衡腔553,部分平衡指尖薄片组53两侧的气体压力。
本可选方案的具体实施例中,如图2所示,前挡板51靠近指尖薄片组53的内侧壁的中心设有内凹的凹腔,凹腔与指尖薄片组53之间的间隙构成进气腔551。后挡板52靠近指尖薄片组53的内侧壁上设有内凹且呈环形的环腔,环腔与指尖薄片组53之间的间隙构成平衡腔553。如图2所示,环腔内侧的后挡板52形成密封坝,该密封坝与指尖薄片组53的低压侧紧密贴合,防止引入平衡腔553的气体泄漏到低压腔内。
可选地,如图2所示,指尖薄片组53包括位于高压侧的高压指尖薄片组53、及与高压指尖薄片组53拼接且位于低压侧的低压指尖薄片组53。高压指尖薄片组53包括沿轴向依次叠置设置的多片高压指尖薄片531,各高压指尖薄片531上开设有在厚度方向上为通槽的第一指尖槽5310,以用于降低高压指尖薄片531的刚度。低压指尖薄片组53包括沿轴向依次叠置设置的多片低压指尖薄片532,各低压指尖薄片532上开设有在厚度方向上为通槽的第二指尖槽5320,以用于降低低压指尖薄片532的刚度。通过在各高压指尖薄片531上开设在厚度方向上为通槽的第一指尖槽5310,以降低高压指尖薄片531的刚度,且在各低压指尖薄片532上开设在厚度方向上为通槽的第二指尖槽5320,以降低低压指尖薄片532的刚度,进而提高高压指尖薄片531和低压指尖薄片532的柔顺性,降低高压指尖薄片531和低压指尖薄片532与密封跑道40间的摩擦力,进而减小高压指尖薄片531和低压指尖薄片532的磨损,提高指尖密封装置50的使用寿命。
本可选方案中,如图3和图4所示,第一指尖槽5310的数量为多条,多条第一指尖槽5310沿高压指尖薄片531的周向均匀间隔布设,且在后高压指尖薄片531上的第一指尖槽5310与在前高压指尖薄片531上的第一指尖槽5310一一错位布设,以防高温高压空气由第一指尖槽5310泄漏。第二指尖槽5320的数量为多条,多条第二指尖槽5320沿低压指尖薄片532的周向均匀间隔布设,且在后低压指尖薄片532上的第二指尖槽5320与在前低压指尖薄片532上的第二指尖槽5320一一错位布设,并拼接的高压指尖薄片531上的第一指尖槽5310与低压指尖薄片532上的第二指尖槽5320一一错位布设,以防高温高压空气由第二指尖槽5320和第一指尖槽5310泄漏。本发明中,若干层高压指尖薄片531和若干层低压指尖薄片532分别与密封跑道40接触,实现高温高压气流的主要密封;若干层指尖薄片(包括高压指尖薄片531和低压指尖薄片532)相互叠置装配,并用后一片指尖薄片的接触面遮挡前一片指尖薄片的指尖槽(指第一指尖槽5310和第二指尖槽5320),保证指尖薄片上的指尖槽能被指尖薄片的接触面所覆盖,进而防止气流经指尖槽泄漏。
本可选方案的具体实施例中,如图3和图4所示,第一指尖槽5310包括由高压指尖薄片531的内环面至其外环面延伸且呈圆弧形的第一圆弧型段5311、及连接于第一圆弧型段5311尾端的第一根圆5312。具体地,每条第一指尖槽5310的第一根圆5312位于高压指尖薄片531的同一条周线上,通过第一指尖槽5310的设置,可降低高压指尖薄片531的刚性。第二指尖槽5320包括由低压指尖薄片532的内环面至其外环面延伸且呈圆弧形的第二圆弧型段5321、及连接于第二圆弧型段5321尾端的第二根圆5322。具体地,每条第二指尖槽5320的第二根圆5322位于低压指尖薄片532的同一条周线上,通过第二指尖槽5320的设置,可降低低压指尖薄片532的刚性。采用圆弧型线的高压指尖薄片531和低压指尖薄片532,增加了其柔顺性,当密封跑道40在工作时进入高压指尖薄片531和低压指尖薄片532后,高压指尖薄片531和低压指尖薄片532能跟随密封跑道40随动,进而不会出现因刚性接触导致的磨损使密封间隙增大,进而指尖密封能保持优异的密封性能。
优选地,第二根圆5322的直径小于第一根圆5312的直径,进而低压指尖薄片532的刚度大于高压指尖薄片531,若干层高压指尖薄片531装配在靠近高压侧处,而若干层低压指尖薄片532装配在靠近低压侧处,从而刚度大的低压指尖薄片532的回弹性能更高,发生形变后能很快的恢复原来状态,进而保证了指尖密封装置50的密封性能。
可选地,如图1所示,石墨密封装置60包括装设于密封跑道40外圆上的石墨环61、套设于石墨环61外圆上的限位套62、装设于限位套62外圆上的外壳体63、及依次装设于密封跑道40外圆上的挡圈64、弹簧件65和垫片66。外壳体63的外圆面顶抵安装通道的内圆面固定,且外壳体63的两端分别抵顶第二限位台阶103和第二挡圈组80以沿轴向限位。挡圈64和垫片66两者的外环面顶抵外壳体63的内圆面固定,且垫片66抵靠石墨环61限位,弹簧件65的两端分别顶抵挡圈64和垫片66。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种组合密封结构,包括安装座(10)、转动装设于所述安装座(10)的安装通道内的高速转子(20)、及装设于所述安装通道的轴承腔(101)内的支承轴承(30),其特征在于,所述组合密封结构还包括:
固定套装于所述高速转子(20)的外圆上且位于所述安装通道内的密封跑道(40)、及沿所述密封跑道(40)的轴向依次间隔设置的指尖密封装置(50)和石墨密封装置(60),所述指尖密封装置(50)和所述石墨密封装置(60)两者的外环面分别抵顶所述安装通道的内圆面以固定和密封,所述指尖密封装置(50)和所述石墨密封装置(60)两者的内环面分别抵触所述密封跑道(40)的外圆面以密封;
所述指尖密封装置(50)位于所述高速转子(20)的高压侧,所述石墨密封装置(60)位于所述指尖密封装置(50)的低压侧且位于所述轴承腔(101)的出油侧,所述指尖密封装置(50)用于对高压侧的高温高压气流进行密封节流,以限制高温高压气流泄漏至所述指尖密封装置(50)和所述石墨密封装置(60)之间的低压腔,所述石墨密封装置(60)用于对所述轴承腔(101)的出油侧进行密封、以防所述轴承腔(101)内的滑油由其出油侧泄漏;
所述安装通道的内壁上设有外凸且沿轴向依次间隔设置的第一限位台阶(102)和第二限位台阶(103);所述组合密封结构还包括相对所述第一限位台阶(102)设置的第一挡圈组(70)、及相对所述第二限位台阶(103)设置的第二挡圈组(80),且所述第一挡圈组(70)和所述第二挡圈组(80)两者的外环面分别顶抵所述安装通道的内圆面以固定;所述指尖密封装置(50)的低压侧顶抵所述第一限位台阶(102)限位,所述指尖密封装置(50)的高压侧顶抵所述第一挡圈组(70)限位;所述石墨密封装置(60)的低压侧顶抵所述第二限位台阶(103)限位,所述石墨密封装置(60)的高压侧顶抵所述第二挡圈组(80)限位。
2.根据权利要求1所述的组合密封结构,其特征在于,
所述指尖密封装置(50)和所述第二挡圈组(80)之间的所述安装座(10)上开设有贯通的排气孔(104),所述排气孔(104)用于使所述指尖密封装置(50)与所述密封跑道(40)磨损产生的微小颗粒通过气流向外排出,以防微小颗粒进入所述轴承腔(101)。
3.根据权利要求1所述的组合密封结构,其特征在于,
所述指尖密封装置(50)包括沿轴向相对间隔布设的前挡板(51)和后挡板(52)、夹设于所述前挡板(51)和所述后挡板(52)之间的指尖薄片组(53)、及用于将所述前挡板(51)、所述指尖薄片组(53)、及所述后挡板(52)三者锁紧固定的紧固件(54);
所述前挡板(51)抵靠所述第一挡圈组(70)限位,所述后挡板(52)抵靠所述第一限位台阶(102)限位,且所述前挡板(51)和所述后挡板(52)两者的内环面与所述密封跑道(40)的外圆面间隔配合,所述指尖薄片组(53)的内环面抵触所述密封跑道(40)的外圆面密封;
所述指尖密封装置(50)内设有压力平衡通道(55),所述压力平衡通道(55)用于将高压侧的高温高压气流引入所述指尖薄片组(53)的两侧,以部分平衡所述指尖薄片组(53)两侧的气体压力。
4.根据权利要求3所述的组合密封结构,其特征在于,
所述压力平衡通道(55)包括设置于所述前挡板(51)和所述指尖薄片组(53)之间的进气腔(551)、设置于所述后挡板(52)与所述指尖薄片组(53)之间的平衡腔(553)、及设置于所述指尖薄片组(53)上且连通所述进气腔(551)和所述平衡腔(553)的连通通道(552);
所述进气腔(551)与高压侧的高温高压气流连通,所述平衡腔(553)与所述指尖密封装置(50)和所述石墨密封装置(60)之间的低压腔隔断;
高温高压气流依次通过所述进气腔(551)和所述连通通道(552)后,进入所述平衡腔(553)。
5.根据权利要求4所述的组合密封结构,其特征在于,
所述前挡板(51)靠近所述指尖薄片组(53)的内侧壁的中心设有内凹的凹腔,所述凹腔与所述指尖薄片组(53)之间的间隙构成所述进气腔(551);
所述后挡板(52)靠近所述指尖薄片组(53)的内侧壁上设有内凹且呈环形的环腔,所述环腔与所述指尖薄片组(53)之间的间隙构成所述平衡腔(553)。
6.根据权利要求3所述的组合密封结构,其特征在于,
所述指尖薄片组(53)包括位于高压侧的高压指尖薄片组(53)、及与所述高压指尖薄片组(53)拼接且位于低压侧的低压指尖薄片组(53);
所述高压指尖薄片组(53)包括沿轴向依次叠置设置的多片高压指尖薄片(531),各所述高压指尖薄片(531)上开设有在厚度方向上为通槽的第一指尖槽(5310),以用于降低所述高压指尖薄片(531)的刚度;
所述低压指尖薄片组(53)包括沿轴向依次叠置设置的多片低压指尖薄片(532),各所述低压指尖薄片(532)上开设有在厚度方向上为通槽的第二指尖槽(5320),以用于降低所述低压指尖薄片(532)的刚度。
7.根据权利要求6所述的组合密封结构,其特征在于,
所述第一指尖槽(5310)的数量为多条,多条所述第一指尖槽(5310)沿所述高压指尖薄片(531)的周向均匀间隔布设,且在后所述高压指尖薄片(531)上的所述第一指尖槽(5310)与在前所述高压指尖薄片(531)上的所述第一指尖槽(5310)一一错位布设,以防高温高压空气由所述第一指尖槽(5310)泄漏;
所述第二指尖槽(5320)的数量为多条,多条所述第二指尖槽(5320)沿所述低压指尖薄片(532)的周向均匀间隔布设,且在后所述低压指尖薄片(532)上的所述第二指尖槽(5320)与在前所述低压指尖薄片(532)上的所述第二指尖槽(5320)一一错位布设,并拼接的所述高压指尖薄片(531)上的所述第一指尖槽(5310)与所述低压指尖薄片(532)上的所述第二指尖槽(5320)一一错位布设,以防高温高压空气由所述第二指尖槽(5320)和所述第一指尖槽(5310)轴向泄漏。
8.根据权利要求6所述的组合密封结构,其特征在于,
所述第一指尖槽(5310)包括由所述高压指尖薄片(531)的内环面至其外环面延伸且呈圆弧形的第一圆弧型段、及连接于所述第一圆弧型段尾端的第一根圆;
所述第二指尖槽(5320)包括由所述低压指尖薄片(532)的内环面至其外环面延伸且呈圆弧形的第二圆弧型段、及连接于所述第二圆弧型段尾端的第二根圆,且所述第二根圆的直径小于所述第一根圆的直径。
9.根据权利要求1所述的组合密封结构,其特征在于,
所述石墨密封装置(60)包括装设于所述密封跑道(40)外圆上的石墨环(61)、套设于所述石墨环(61)外圆上的限位套(62)、装设于所述限位套(62)外圆上的外壳体(63)、及依次装设于所述密封跑道(40)外圆上的挡圈(64)、弹簧件(65)和垫片(66);
所述外壳体(63)的外圆面顶抵所述安装通道的内圆面固定,且所述外壳体(63)的两端分别抵顶所述第二限位台阶(103)和所述第二挡圈组(80)以沿轴向限位;
所述挡圈(64)和所述垫片(66)两者的外环面顶抵所述外壳体(63)的内圆面固定,且所述垫片(66)抵靠所述石墨环(61)限位,所述弹簧件(65)的两端分别顶抵所述挡圈(64)和所述垫片(66)。
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