CN204647314U - 密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种密封装置，包括第一密封环、密封壳体、第二密封环及波纹弹性件，第一密封环套设在旋转轴上并跟随旋转轴转动，第二密封环设置于密封壳体内，第二密封环与密封壳体内壁之间设置有波纹弹性件，波纹弹性件提供弹性力至第二密封环，以使第二密封环压紧第一密封环，进而第一密封环与第二密封环之间形成密封界面，密封界面因波纹弹性件的弹性力作用限制轴承腔内的滑油向外泄漏，实现密封轴承腔的目的。如此，采用波纹弹性件实现对第二密封环与第一密封环的压紧密封，无需另行采用部件对波纹弹性件进行固定，简化结构，且波纹弹性件的压实长度短，使得其所需的安装空间小，有效减少密封装置在轴线方向的长度，结构紧凑。

Description

密封装置

技术领域

本实用新型涉及轴承腔密封技术领域，特别地，涉及一种密封装置。

背景技术

航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械。如航空燃气涡轮螺旋桨发动机等，该设备中的旋转轴外是容纳有润滑油的轴承腔，为保证轴承和润滑油免受气流流路环境损害，防止润滑油泄漏，需在轴承腔处设置密封装置，以使发动机转子系统的轴承腔与发动机的气流环境有效隔离。

目前，随着航空发动机性能提高，循环参数如压力、温度等增高，转子速度加大，结构刚度降低，使得密封装置的要求越来越高。现有的密封装置采用螺旋弹簧将作用力传到石墨环与密封跑道之间形成压力而构成端面密封，然而，采用螺旋弹簧需要额外增加固定结构进行固定安装，导致密封装置的结构复杂，且轴向占用空间大。

实用新型内容

本实用新型提供了一种密封装置，以解决现有的密封装置的结构复杂，且轴向占用空间大的技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种密封装置，用于密封轴承腔，轴承腔形成于旋转轴上，密封装置包括：

套设于旋转轴上并跟随旋转轴转动的第一密封环；

套设于旋转轴上的密封壳体，密封壳体内设置有第二密封环，密封壳体内壁与第二密封环之间设置有向第二密封环提供弹性力的波纹弹性件，第二密封环通过波纹弹性件压紧第一密封环，第一密封环与第二密封环之间形成密封轴承腔的密封界面。

进一步地，波纹弹性件呈环形结构，波纹弹性件包括呈正弦状的第一弹性片和呈余弦状的第二弹性片，第一弹性片与第二弹性片首尾相接。

进一步地，以第一弹性片与第二弹性片首尾连接点的连线为基准，第一弹性片与第二弹性片对称排布。

进一步地，密封装置还包括垫片，垫片设置于密封壳体与第二密封环之间，且波纹弹性件一侧与密封壳体内壁抵触，另一侧与垫片抵触，垫片背向波纹弹性件的一侧抵触于第二密封环。

进一步地，第二密封环靠近旋转轴的一侧与密封壳体贴合的接触面上开设有安装槽，安装槽内设置有密封圈。

进一步地，安装槽的宽度大于密封圈的直径，安装槽的径向高度小于密封圈的直径。

进一步地，密封壳体上设置有用于防止第二密封环周向转动的防转件。

进一步地，密封壳体上设置有用于限制第二密封环的轴向位移量的卡圈，卡圈位于第二密封环朝向第一密封环的一侧。

进一步地，密封装置还包括套设于旋转轴上的安装座，密封壳体安装于安装座上。

进一步地，安装座上设置有挡圈，挡圈抵触于密封壳体上朝向第一密封环的一侧。

本实用新型具有以下有益效果：

根据本实用新型的密封装置，将第一密封环套设在旋转轴上，并跟随旋转轴转动，将第二密封环设置在套设于旋转轴上的密封壳体内，第二密封环与密封壳体内壁之间设置有波纹弹性件，波纹弹性件提供弹性力至第二密封环，以使第二密封环压紧第一密封环，进而使得第一密封环与第二密封环之间形成密封界面，密封界面因波纹弹性件的弹性力作用有效限制轴承腔内的滑油向外泄漏，实现密封轴承腔的目的。如此，采用波纹弹性件实现对第二密封环与第一密封环的压紧密封，无需另行采用部件对波纹弹性件进行固定，简化结构，且波纹弹性件的压实长度短，使得其所需的安装空间小，有效减少密封装置在轴线方向的长度，结构紧凑。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型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实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的密封装置安装于航空发动机的结构示意图；

图2是图1中波纹弹性件的结构示意图；

图3是图1中波纹弹性件的另一视角结构示意图；以及

图4是本实用新型优选实施例的密封装置的结构示意图。

附图标记说明：10、轴承腔；20、旋转轴；30、第一密封环；40、密封壳体；410、卡圈；50、第二密封环；510、安装槽；60、波纹弹性件；70、垫片；80、密封圈；90、安装座；910、挡圈。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图1至图3，本实用新型的优选实施例提供了一种密封装置，密封装置用于密封轴承腔10，轴承腔10形成于旋转轴20上，密封装置包括第一密封环30、密封壳体40、第二密封环50及波纹弹性件60，第一密封环30套设于旋转轴20上并跟随旋转轴20转动，密封壳体40套设于旋转轴20上，第二密封环50设置于密封壳体40内，波纹弹性件60设置于密封壳体40内壁与第二密封环50之间，以向第二密封环50提供弹性力，第二密封环50通过波纹弹性件60压紧第一密封环30，以使第一密封环30与第二密封环50之间形成密封轴承腔10的密封界面，封环压紧第一密封环30，进而使得第一密封环30与第二密封环50之间形成密封轴承腔10的密封界面，密封界面因波纹弹性件60的弹性力作用有效限制轴承腔10内的滑油向外泄漏，实现密封轴承腔10的目的。其中，轴承腔10外侧是来自于压气机的一定压力的空气，轴承腔10内是略高于大气压力的滑油和空气混气，在旋转轴20转动时，轴承腔10外的空气借助于该密封界面向轴承腔10内进行少量泄漏，进而有效防止轴承腔10内的滑油向外泄漏。如此，采用波纹弹性件60实现对第二密封环50与第一密封环30的压紧密封，无需另行采用部件对波纹弹性件60进行固定，简化结构，且波纹弹性件60的压实长度短，使得其所需的安装空间小，有效减少密封装置在轴线方向的长度，结构紧凑。与此同时，还有利于提高密封装置的稳定性，降低第二密封环50的振动和轴向窜动，减小噪音污染，延长密封装置的使用寿命。

参照图1至图3，在本优选实施例中，可选地，为改善波纹弹性件60的压紧效果，波纹弹性件60可采用环形结构，具体包括呈正弦状的第一弹性片和呈余弦状的第二弹性片，第一弹性片与第二弹性片首尾相接。可选地，为保证波纹弹性件60能够施加均匀的弹性力至第二密封环50，改善密封装置的结构稳定性，以第一弹性片与第二弹性片首尾连接点的连线为基准，第一弹性片与第二弹性片对称排布。具体到如图2所示的具体实施例中，第一弹性片在第一弹性片与第二弹性片首尾连接点的连线的水平面的投影呈正弦波形，第二弹性片在第一弹性片与第二弹性片首尾连接点的连线的水平面的投影呈余弦波形，从而使得第一弹性片的投影与第二弹性片的投影呈麻花状缠绕。其中，第一弹性片包括两个波峰和一个波谷，第二弹性片包括两个波谷和一个波峰。可选地，为提高波纹弹性件60的结构强度，波纹弹性件60可采用一体冲压成型设置，加工简单。冲压成型后的波纹弹性件60还可经过回火工序，以满足所需的工作强度。为延长波纹弹性件60的使用寿命，波纹弹性件60的压缩量需控制在波纹弹性件60的线性变形范围内。波纹弹性件60可选用0Cr18Ni9的材料制成的波纹弹簧，以保证波纹弹性件60能够应用于温度较高的环境且使用寿命长，进而使得密封装置也能够应用于温度较高的环境，当然也可选用其他材料制取。

参照图1和图4，在本优选实施例中，可选地，密封装置还包括垫片70，垫片70设置于密封壳体40与第二密封环50之间，且波纹弹性件60一侧与密封壳体40内壁抵触，另一侧与垫片70抵触，垫片70背向波纹弹性件60的一侧抵触于第二密封环50。如此，在使用过程中，波纹弹性件60通过垫片70将弹性力作用于第二密封环50上，有效避免第二密封环50因受到波纹弹性件60弹性力时发生磨损，可靠性高。可选地，第二密封环50用于与第一密封环30接触部分可以采用斜坡式结构，以便在第二密封环50发生磨损时，第二密封环50在弹性力的作用下能够向第一密封环30方向移动而起到补偿的作用，保证密封界面的密封效果。其中，第二密封环50可以选用石墨材料制成，当然，也可采用其他材料制取。

参照图1和图4，在本优选实施例中，可选地，第二密封环50靠近旋转轴20的一侧与密封壳体40贴合的接触面上开设有安装槽510，安装槽510内设置有密封圈80。如此，密封圈80可对第二密封环50与密封壳体40之间进行密封，在旋转轴20转动时，外界的气体也可借助于第二密封环50靠近旋转轴20的一侧与密封壳体40之间流向轴承腔10内，有效防止滑油经第二密封环50与密封壳体40之间的接触面向外泄漏，实现辅助密封的效果。可选地，为避免密封圈80在安装槽510内卡住而被破坏，保证密封圈80的使用性能，可合理设置安装槽510的宽度大于密封圈80的直径，安装槽510的径向高度小于密封圈80的直径。可选地，为保证密封效果，密封圈80可以选用O型密封圈80。

参照图1和图4，在本优选实施例中，可选地，密封壳体40上设置有用于防止第二密封环50周向转动的防转件，保证第二密封环50的安装位置的精准度，及防止第二密封环50周向窜动，使用稳定性高，保证密封效果。具体地，防转件可以选用防转销。可选地，密封壳体40上可设置有用于限制第二密封环50的轴向位移量的卡圈410，卡圈410位于第二密封环50朝向第一密封环30的一侧，有效防止第二密封环50过于压紧第一密封环30而使得第一密封环30不能与旋转轴20同步转动，破坏第一密封环30与第二密封环50之间的密封界面的稳定性，提高密封效果。可选地，为满足航空发动机轻量化的要求，密封壳体40可选用钛合金材料制成，当然也可选用其他材料制取。可选地，为保证第一密封环30与旋转轴20同步转动，第一密封环30可与旋转轴20过盈配合。

参照图1和图4，在本优选实施例中，可选地，为实现密封壳体40的定位安装密封装置还包括套设于旋转轴20上的安装座90，密封壳体40安装于安装座90上。可选地，安装座90上可设置有挡圈910，挡圈910抵触于密封壳体40上朝向第一密封环30的一侧，进而实现密封壳体40的定位安装，安装简便，结构紧凑。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

根据本实用新型的密封装置，将第一密封环30套设在旋转轴20上，并跟随旋转轴20转动，将第二密封环50设置在套设于旋转轴20上的密封壳体40内，第二密封环50与密封壳体40内壁之间设置有波纹弹性件60，波纹弹性件60提供弹性力至第二密封环50，以使第二密封环50压紧第一密封环30，进而使得第一密封环30与第二密封环50之间形成密封界面，密封界面因波纹弹性件60的弹性力作用有效限制轴承腔10内的滑油向外泄漏，实现密封轴承腔10的目的。如此，采用波纹弹性件60实现对第二密封环50与第一密封环30的压紧密封，无需另行采用部件对波纹弹性件60进行固定，简化结构，且波纹弹性件60的压实长度短，使得其所需的安装空间小，有效减少密封装置在轴线方向的长度，结构紧凑。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种密封装置，用于密封轴承腔(10)，所述轴承腔(10)形成于旋转轴(20)上，其特征在于，所述密封装置包括：

套设于所述旋转轴(20)上并跟随所述旋转轴(20)转动的第一密封环(30)；

套设于所述旋转轴(20)上的密封壳体(40)，所述密封壳体(40)内设置有第二密封环(50)，所述密封壳体(40)内壁与所述第二密封环(50)之间设置有向所述第二密封环(50)提供弹性力的波纹弹性件(60)，所述第二密封环(50)通过所述波纹弹性件(60)压紧所述第一密封环(30)，所述第一密封环(30)与所述第二密封环(50)之间形成密封所述轴承腔(10)的密封界面。

2.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，

所述波纹弹性件(60)呈环形结构，所述波纹弹性件(60)包括呈正弦状的第一弹性片和呈余弦状的第二弹性片，所述第一弹性片与所述第二弹性片首尾相接。

3.根据权利要求2所述的密封装置，其特征在于，

以所述第一弹性片与所述第二弹性片首尾连接点的连线为基准，所述第一弹性片与所述第二弹性片对称排布。

4.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，

所述密封装置还包括垫片(70)，所述垫片(70)设置于所述密封壳体(40)与所述第二密封环(50)之间，且所述波纹弹性件(60)一侧与所述密封壳体(40)内壁抵触，另一侧与所述垫片(70)抵触，所述垫片(70)背向所述波纹弹性件(60)的一侧抵触于所述第二密封环(50)。

5.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，

所述第二密封环(50)靠近所述旋转轴(20)的一侧与所述密封壳体(40)贴合的接触面上开设有安装槽(510)，所述安装槽(510)内设置有密封圈(80)。

6.根据权利要求5所述的密封装置，其特征在于，

所述安装槽(510)的宽度大于所述密封圈(80)的直径，所述安装槽(510)的径向高度小于所述密封圈(80)的直径。

7.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，

所述密封壳体(40)上设置有用于防止所述第二密封环(50)周向转动的防转件。

8.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，

所述密封壳体(40)上设置有用于限制所述第二密封环(50)的轴向位移量的卡圈(410)，所述卡圈(410)位于所述第二密封环(50)朝向所述第一密封环(30)的一侧。

9.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，

所述密封装置还包括套设于所述旋转轴(20)上的安装座(90)，所述密封壳体(40)安装于所述安装座(90)上。

10.根据权利要求9所述的密封装置，其特征在于，

所述安装座(90)上设置有挡圈(910)，所述挡圈(910)抵触于所述密封壳体(40)上朝向所述第一密封环(30)的一侧。