CN114857378A - 管接头密封结构、涡轮、燃气涡轮发动机以及管接头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管接头密封结构、涡轮、燃气涡轮发动机以及管接头。其中，所述管接头密封结构包括管接头，包括在其外壁开设的封严槽；安装座，位于所述管接头的外围，提供安装空间，用于容置安装所述管接头；多个密封圈，所述多个密封圈在轴向相邻抵接设置于单个所述封严槽，提供所述管接头与所述安装座内壁之间的密封。

Description

管接头密封结构、涡轮、燃气涡轮发动机以及管接头

技术领域

本发明涉及一种管接头密封结构、涡轮、燃气涡轮发动机以及管接头。

背景技术

管接头密封，例如在燃气涡轮发动机中，存在许多管路穿过机匣与轴承腔相连，如供油管，回油管及通风管等，为保证空气系统封严要求，需对管接头与机匣的用于管路的安装座之间进行密封。

现有技术中，一种技术方案是在管接头用于与安装座密封连接的外壁开设一个密封槽，一个密封槽对应设置一个密封圈，以形成密封结构。

现有技术中，还有一种技术方案是在外壁的开设多个轴向排列的密封槽，每个密封槽对应设置一个密封圈，形成多个密封槽与多个密封圈的结构，以加强密封效果。

但是发明人在完成本发明的过程中发现，现有技术的方案中，无论是一个密封槽加上一个密封圈的密封结构，还是多个密封槽对应设置多个密封圈的密封结构，其密封效果均无法满足燃气涡轮发动机的涡轮在较高温度条件下的密封要求。

因此，本领域需要一种管接头密封结构、涡轮、燃气涡轮发动机以及管接头，以克服现有技术的缺点，满足密封需求。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种管接头密封结构。

本发明的一个目的是提供一种涡轮。

本发明的一个目的是提供一种燃气涡轮发动机。

本发明的一个目的是提供一种管接头。

根据本发明一个方面的一种管接头密封结构，包括管接头，包括在其外壁开设的封严槽；安装座，位于所述管接头的外围，提供安装空间，用于容置安装所述管接头；多个密封圈，所述多个密封圈在轴向相邻抵接设置于单个所述封严槽，提供所述管接头与所述安装座内壁之间的密封。

在所述管接头密封结构的一个或多个实施例中，每个所述密封圈均具有切口，使得密封圈包括第一段以及第二段，所述第一段与第二段之间具有周向间隙。

在所述管接头密封结构的一个或多个实施例中，每个所述密封圈具有搭接切口，所述第一段的一端具有第一台阶部，所述第二段的一端具有第二台阶部，所述第一台阶部与所述第二台阶部构成所述搭接切口，所述第一台阶部、第二台阶部的阶跃区之间具有所述周向间隙，所述第一台阶部、第二台阶部的非阶跃区连接。

在所述管接头密封结构的一个或多个实施例中，每个所述密封圈具有矩形槽切口，所述矩形槽切口的宽度为所述周向间隙，其中，相邻的所述密封圈的所述矩形槽切口的周向位置错开。

在所述管接头密封结构的一个或多个实施例中，每个所述密封圈的所述矩形槽切口的周向位置等角度地周向错开。

在所述管接头密封结构的一个或多个实施例中，所述封严槽具有从其槽底径向向外凸出的凸台部。

在所述管接头密封结构的一个或多个实施例中，相邻的所述密封圈之一具有连接孔，另一密封圈具有连接体，所述连接孔与所述连接体构成轴孔配合连接。

在所述管接头密封结构的一个或多个实施例中，每个所述密封圈具有对齐的连接孔，所述密封结构还包括连接件，所述连接件串连每个所述密封圈的所述连接孔。

根据本发明一个方面的一种涡轮，包括管路、机匣以及轴承腔，所述管路穿过所述机匣与所述轴承腔相连，所述管路与所述机匣通过以上任意一项所述的管接头密封结构密封连接，所述管路具有所述管路接头，所述机匣具有所述安装座。

根据本发明一个方面的一种燃气涡轮发动机，包括以上所述的涡轮。

根据本发明一个方面的一种管接头，在所述管接头用于与安装座密封连接的外壁开设有单个封严槽，所述单个封严槽用于容纳安装多个密封圈。

在所述管接头的一个或多个实施例中，所述单个封严槽具有从其槽底径向向外凸出的凸台部。

本案的进步效果包括但不限于以下之一或组合：

1.通过单个封严槽对应多个密封圈的结构，满足了较高温度条件下的密封需求；并且，单个封严槽本身易于加工以及便于密封圈装配；

2.通过密封圈的切口结构以及具有周向间隙，使得密封圈在安装过程中发生变形需要的弹性力更小，易于张开以及压缩，使得密封圈易于装配；

3.通过搭接切口的结构，在实现使得密封圈易于装配的前提下，保证了密封结构的密封性能优良；

4.通过矩形槽切口的结构，易于加工，且矩形槽切口在周向错开，保证了密封结构的密封性能优良；

5.设置多种防转动结构，保持密封圈的切口在周向错开，提升密封结构的密封可靠性，延长其使用寿命；

6.由于密封结构的密封效果满足需求，采用以上管接头密封结构的涡轮、燃气涡轮发动机的运行可靠，运行效率高。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，需要注意的是，附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制，其中：

图1是一实施例的管接头密封结构的结构示意图。

图2A至图2C是第一实施例的管接头密封结构的密封圈的结构示意图。

图3A以及图3B是第二实施例的管接头密封结构的密封圈的结构示意图。

图4是第三实施例的管接头密封结构的密封圈、管接头的结构示意图。

图5A至图5F是第四实施例的管接头密封结构的密封圈的结构示意图。

图6A以及图6B是第五实施例管接头密封结构的密封圈的结构示意图。

附图标记：

10-管接头密封结构

1-管接头

11-外壁

12-封严槽

120-槽底

121-凸台部

2-安装座

31、32-密封圈

311-第一段

3111-第一台阶部

3122-第二台阶部

31111、31112、31221、31222-阶跃区

31110、31220-非阶跃区

310、3100、3200-连接孔

320-连接体

3201-凸台

4-切口

40-搭接切口

41-矩形槽切口

S-安装空间

K-周向间隙

具体实施方式

下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本发明的保护范围进行限制。

另外，需要理解的是，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

燃气涡轮发动机以涡轮风扇发动机为例，包括风扇，压气机，燃烧室以及涡轮，空气从风扇进入发动机，经过压气机增压后进入燃烧室，在燃烧室内，与燃油喷嘴喷出的燃油混合燃烧形成高温、高压燃气，驱动涡轮输出动力。

以下实施例中的管接头密封结构以燃气涡轮发动机的涡轮的管路密封结构为例，涡轮包括管路、机匣以及轴承腔，管路穿过所述机匣与所述轴承腔相连，管路具有管路接头，机匣具有安装座，管路与机匣通过管接头密封结构连接。

如图1以及图2A至图2C所示的，在第一实施例中，管接头密封结构10包括管接头1、安装座2以及多个密封圈31、32，此处的多个以两个密封圈为示例，但不以此为限。如图1所示的，安装座2位于管接头1的外围，提供用于容置安装管接头1的安装空间S。如图1所示的，管接头1的轴向长度范围中取部分长度设置有用于同安装座密封连接的外壁11。管接头1的外壁11开设有单个封严槽12，封严槽12内设置有密封圈31、32在轴向相邻抵接，如图1所示的，通过密封圈31、32提供管接头1与安装座2的内壁之间的密封。具体的组装过程中，先将密封圈31、32扩大装入管接头的封严槽12构成第一装配单元，之后再将第一装配单元装入安装座2的内壁提供的安装空间S。

如此获得的有益效果在于，首先，发明人发现，采用单个封严槽12设置多个密封圈31、32的方案，相比于多个封严槽、每个封严槽设置单个密封圈的方案，以及单个封严槽、单个密封圈的方案而言，其密封效果更佳，可以满足涡轮运行的较高温度条件下的密封要求。另外，由于只需要加工单个封严槽，以及在单个封严槽装入密封圈，因此加工装配过程也更为简单。并且，对于管接头而言，其用于密封的外壁11所占的轴向长度本身也较短，加工单个封严槽相比于多个封严槽而言，加工难度也更低，对于外壁11本身的强度影响也较小，密封结构10的可靠性更好，使用寿命更长。

继续参考图2A至图2C，在第一实施例中，每个密封圈具有切口4，此处以密封圈31为例，密封圈31包括第一段311以及第二段312，第一段311与第二段312之间具有周向间隙K。采用切口的有益效果在于使得密封圈易于装配，其原理在于，承上所述的，在安装的过程中，需要先将密封圈31、32撑开，内径增大，穿过管路接头1落入封严槽12中，构成第一装配单元，之后再将第一装配单元穿入安装座2内壁限定的安装空间S，在第一装配单元的穿入过程中，密封圈31、32被压缩，密封圈31、32外环面与安装座2内壁紧密接触，保证封严效果。密封圈31、32需具备一定的弹性变形能力，但变形所需的弹力不能太大，否则会造成装配困难。而切口4的设置，使得密封圈厚度减小，装配过程密封圈变形所需弹力会减小，易于装配及密封。

继续参考图2A至图2C，在第一实施例中，切口4的具体结构可以是搭接切口40，第一段311的一端具有第一台阶部3111，第二段312的一端具有第二台阶部3122，第一台阶部3111与第二台阶部3122构成搭接切口40，第一台阶部311、第二台阶部312的阶跃区之间具有周向间隙K，即图2C所示的，第一台阶部3111的阶跃区31111、31112与第二台阶部3122的阶跃区31221、31222之间具有周向间隙K，而第一台阶部311、第二台阶部312的非阶跃区31110、31220连接。可以理解到，以上叙述仅为清楚说明结构为目的，并非限定密封圈的加工方式为分别加工第一段311、第二段312将两者通过非阶跃区31110、31220连接，密封圈也可以是一体成型地加工，直接加工两搭接切口40。采用搭接切口40的有益效果在于，在实现使得密封圈易于装配的前提下，保证了密封结构的密封性能优良。密封圈31、32的搭接切口40位于的周向位置可以是重合，也可以是错开，可以理解到，周向错开的密封效果更佳。

参考图3A以及图3B，在第二实施例中，与第一实施例类似的部分不再赘述。第二实施例与第一实施例的区别在于切口4的具体结构。在第二实施例中，切口4的具体结构为矩形槽切口41，矩形槽切口41的宽度即为周向间隙K。如此设置的有益效果在于，矩形槽切口41相比于第一实施例的搭接切口40更易于加工。但发明人在完成本发明的过程中发现，矩形槽切口41的密封效果略逊于搭接切口40，需要将相邻的密封圈的矩形槽切口41的周向位置错开，减少由于间隙K造成的气体泄漏，以保证密封结构10的密封性能优良。进一步地，对于轴向相邻设置的多个密封圈而言，可以是等角度地错开。例如若设置两个轴向相邻的密封圈，则每个密封圈的矩形槽切口41的周向位置最好是隔180°，若三个轴向相邻的密封圈，则每个密封圈的矩形槽切口41的周向位置最好是隔120°，以此类推。等角度错开可以进一步优化密封结构的密封效果。

参考图4，在第三实施例中，与第一实施例或第二实施例的区别在于，封严槽12具有从其槽底120径向向外凸出的凸台部121，如此的有益效果在于，可以限制密封圈在工作过程中发生绕轴线的周向转动，尤其是对于需要保持多个密封圈的矩形槽切口41的周向位置错开的结构而言，可以防止矩形槽切口41的周向位置的重叠，保证优良的密封效果。

参考图5A至图5F所示的，在第四实施例中，与第一实施例的区别在于，相邻的密封圈31、32，密封圈31具有连接孔310，密封圈32具有连接体320，连接体320可以是直接从密封圈32轴向凸伸的凸台3201，连接孔310与连接体320构成轴孔配合连接,，如此实现的有益效果与第三实施例类似，即防止密封圈31、32在工作过程中发生相对转动。

参考图6A以及图6B所示的，在第五实施例中，与第一实施例的区别在于，每个密封圈31、32具有对齐的连接孔3100、3200，密封结构还包括连接件5，连接件5串连每个密封圈31、32的连接孔3100、3200，连接件5具体可以是销钉。如此实现的有益效果与第三实施例、第四实施例类似的，防止即防止密封圈31、32在工作过程中发生相对转动。

即第三实施例、第四实施例、第五实施例均介绍的是防止密封圈31、32在工作过程中发生相对转动的防转结构。其目的均在于保持密封圈的切口在周向错开，提升密封结构的密封可靠性，延长其使用寿命。

综上，采用以上实施例介绍的管接头密封结构、涡轮、燃气涡轮发动机以及管接头的有益效果包括但不限于：

1.通过单个封严槽对应多个密封圈的结构，满足了较高温度条件下的密封需求；

2.通过密封圈的切口结构以及具有周向间隙，使得密封圈在安装过程中发生变形需要的弹性力更小，易于张开以及压缩，使得密封圈易于装配；

3.通过搭接切口的结构，在实现使得密封圈易于装配的前提下，保证了密封结构的密封性能优良；

4.通过矩形槽切口的结构，易于加工，且矩形槽切口在周向错开，保证了密封结构的密封性能优良；

5.设置多种防转动结构，保持密封圈的形槽切口在周向错开，提升密封结构的密封可靠性，延长其使用寿命；

6.由于密封结构的密封效果满足需求，采用以上管接头密封结构的涡轮、燃气涡轮发动机的运行可靠，运行效率高。

本发明虽然以上述实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种管接头密封结构，其特征在于，包括：

管接头，包括在其外壁开设的封严槽；

安装座，位于所述管接头的外围，提供安装空间，用于容置安装所述管接头；

多个密封圈，所述多个密封圈在轴向相邻抵接设置于单个所述封严槽，提供所述管接头与所述安装座内壁之间的密封。

2.如权利要求1所述的管接头密封结构，其特征在于，每个所述密封圈均具有切口，使得密封圈包括第一段以及第二段，所述第一段与第二段之间具有周向间隙。

3.如权利要求2所述的管接头密封结构，其特征在于，每个所述密封圈具有搭接切口，所述第一段的一端具有第一台阶部，所述第二段的一端具有第二台阶部，所述第一台阶部与所述第二台阶部构成所述搭接切口，所述第一台阶部、第二台阶部的阶跃区之间具有所述周向间隙，所述第一台阶部、第二台阶部的非阶跃区连接。

4.如权利要求2所述的管接头密封结构，其特征在于，每个所述密封圈具有矩形槽切口，所述矩形槽切口的宽度为所述周向间隙，其中，相邻的所述密封圈的所述矩形槽切口的周向位置错开。

5.如权利要求4所述的管接头密封结构，其特征在于，每个所述密封圈的所述矩形槽切口的周向位置等角度地周向错开。

6.如权利要求2所述的管接头密封结构，其特征在于，所述封严槽具有从其槽底径向向外凸出的凸台部。

7.如权利要求2所述的管接头密封结构，其特征在于，相邻的所述密封圈之一具有连接孔，另一密封圈具有连接体，所述连接孔与所述连接体构成轴孔配合连接。

8.如权利要求2所述的管接头密封结构，其特征在于，每个所述密封圈具有对齐的连接孔，所述密封结构还包括连接件，所述连接件串连每个所述密封圈的所述连接孔。

9.一种涡轮，其特征在于，包括管路、机匣以及轴承腔，所述管路穿过所述机匣与所述轴承腔相连，所述管路与所述机匣通过如权利要求1-8任意一项所述的管接头密封结构密封连接，所述管路具有所述管路接头，所述机匣具有所述安装座。

10.一种燃气涡轮发动机，其特征在于，包括权利要求9所述的涡轮。

11.一种管接头，其特征在于，在所述管接头用于与安装座密封连接的外壁开设有单个封严槽，所述单个封严槽用于容纳安装多个密封圈。

12.如权利要求11所述的管接头，其特征在于，所述单个封严槽具有从其槽底径向向外凸出的凸台部。

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