CN215635553U - 一种密封组件、密封结构及燃气涡轮发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种密封组件、密封结构及燃气涡轮发动机。所述密封组件包括：第一密封件，第一密封件的轴向两端具有平面结构，分别为第一平面、第二平面；第一密封件还具有中间部，中间部的轴向两端分别连接第一平面、第二平面；以及第二密封件，位于第一密封件的径向一侧，与中间部抵靠连接。所述密封结构包括第一法兰、第二法兰，以及如上所述的密封组件，第一法兰、第二法兰位于密封组件的轴向两侧，压紧密封组件。所述燃气涡轮发动机包括流体通道以及如上所述的密封结构，密封结构安装于流体通道。本实用新型使得密封组件的装配定位简单，不易发生错位泄露。

Description

一种密封组件、密封结构及燃气涡轮发动机

技术领域

本实用新型涉及封严技术领域，尤其涉及一种密封组件、密封结构及燃气涡轮发动机。

背景技术

密封装置作为在航空产品中防止泄漏以及外部多余物等进入工作区域的装置，是现代机械设计中不可缺少的重要零部件。C型密封圈以其优异的密封性能，被广泛运用于航空发动机等产品中。C型密封圈的密封功能是基于C型金属结构的弹性变形，在压缩过程中C型密封圈和密封面以线密封方式紧密结合，是一种耐高温、高压的密封形式。W型密封圈也是一种可为航空航天设备提供高温高压条件下稳定密封的密封装置。

但是，发明人在长期实践中发现以上两种密封圈也存在改进之处：

(1)C型密封圈单独使用存在不易定位、容易错位泄露等缺点。

(2)W型密封圈在单独使用时存在金属壁薄，容易变形等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种密封组件。

本实用新型的另一目的是提供一种密封结构。

本实用新型的另一目的是提供一种燃气涡轮发动机。

根据本实用新型一方面的一种密封组件，其特征在于，包括：第一密封件，所述第一密封件的轴向两端具有平面结构，分别为第一平面、第二平面；所述第一密封件还具有中间部，所述中间部的轴向两端分别连接所述第一平面、所述第二平面；以及第二密封件，位于所述第一密封件的径向一侧，与所述中间部抵靠连接。

在一可选实施方式中，所述中间部包括第一区域、第二区域以及第三区域，所述第一区域、所述第二区域位于所述第三区域的轴向两侧，所述第一区域、所述第二区域分别抵靠连接所述第二密封件，所述第三区域与所述第二密封件限定密封腔室。

在一可选实施方式中，所述第二密封件的轴向两端距离大于所述第一密封件的轴向两端距离

在一可选实施方式中，所述密封组件包括：第一结构，所述第二密封件的轴向两端距离大于所述第一密封件的轴向两端距离；第二结构，所述第二密封件的轴向两端与所述第一密封件的轴向两端平齐。

在一可选实施方式中，所述第一密封件的中间部包括第一弯曲结构，所述第一弯曲结构的轴向两端连接所述第一平面、所述第二平面，所述第二密封件包括第二弯曲结构，所述第二弯曲结构与所述第一弯曲结构抵靠连接。

在一可选实施方式中，所述第一密封件为W型密封环，所述第二密封件为C型密封环，所述第一弯曲结构为W型密封环的径向凹部，所述C型密封环的第二弯曲结构与所述径向凹部的直线段抵靠连接。

根据本实用新型另一方面的一种密封结构，包括第一法兰、第二法兰，以及如上所述的密封组件，所述第一法兰、所述第二法兰位于所述密封组件的轴向两侧，压紧所述密封组件。

在一可选实施方式中，所述第一密封件的轴向两端与所述第一法兰、所述第二法兰形成面密封，所述第二密封件的轴向两端与所述第一法兰、所述第二法兰形成线密封。

根据本实用新型另一方面的一种燃气涡轮发动机，包括流体通道以及如上所述的密封结构，所述密封结构安装于所述流体通道，以对所述流体通道密封。

本实用新型的有益效果在于：

由于采用第一密封件的轴向两端具有平面结构，以及中间部与第二密封件抵靠连接的手段，使得密封组件的装配定位简单，不易发生错位泄露。

附图说明

下面将通过结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明可使本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势变得更加明显，其中：

图1为密封组件的示意图；

图2为密封组件的俯视图；

图3为图2所示密封组件A-A截面的剖视图；

图4为图3所示密封组件B部位的放大示意图；

图5为图3所示密封组件B部位的放大示意图；

附图标记：

0-密封组件

1-第一密封件

100-第一密封件轴向两端距离

101-平面结构

1011-第一平面

1012-第二平面

102-中间部

b-第一区域

c-第二区域

d-第三区域

1021-第一弯曲结构

103-径向凹部

1031、1032-径向凹部直线段

2-第二密封件

200-第二密封件轴向两端距离

203-第二弯曲结构

3-密封腔室

4-第一法兰

5-第二法兰

6-密封结构

具体实施方式

现在将详细地参考本实用新型的各个实施方案，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本实用新型将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本实用新型限制为那些示例性实施方案。相反，本实用新型旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本实用新型的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等效形式及其它实施方案。

在随后的描述中，“轴向”、“径向”或者其他方位术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参考图1结合图4所示，在一个实施方式中，密封组件0包括第一密封件1、第二密封件2。第一密封件1的轴向两端具有平面结构101，分别为第一平面1011、第二平面1012；第一密封件1还具有中间部102，中间部102的轴向两端分别连接第一平面1011、第二平面1012。第二密封件2，位于第一密封件1的径向一侧，与中间部102抵靠连接。由于采用第一密封件1的轴向两端具有平面结构101，以及中间部102与第二密封件2抵靠连接的方式，使得密封组件0在安装至被密封件的过程中的由于第一平面、第二平面的配合使得定位以及装配步骤简单，并且由于第一平面、第二平面的装配结构稳定，以及中间部与第二密封件抵靠，使得密封组件在运行过程中不易发生错位泄露。

参考图3结合图4所示，在一个实施方式中，中间部102包括第一区域b、第二区域c以及第三区域d，第一区域b、第二区域c位于第三区域d的轴向两侧，第一区域b、第二区域c分别抵靠连接第二密封件2，第三区域d与第二密封件2限定密封腔室3。受力压缩后，第二密封件2与第一密封件1相互挤压，形成连续密封界面，且形成密封腔室3；当压力载荷解除后，在密封腔室3的膨胀压力下，第二密封件2与第一密封件1恢复原形状，减小密封组件发生变形的概率。

参考图4所示，在一个实施方式中，第二密封件2的轴向两端距离200大于第一密封件1的轴向两端距离100，进一步提高密封效果，其原理在于，第二密封件2在压缩后，第二密封件2在轴向两端大于第一密封件1的部分被压缩，使得第二密封件2的密封长度更长。

具体的结构变化可以参考图3结合图4所示，在一个实施方式中，密封组件0包括：(1)第一结构，第二密封件2的轴向两端距离200大于第一密封件1的轴向两端距离100；(2)第二结构，第二密封件2的轴向两端与第一密封件1的轴向两端平齐，此处平齐为大致平齐，而非严格的平齐。由于第一密封件1、第二密封件2一般是弹性件，允许弹性位移或者其它误差导致的微小错位。受力压缩后，密封组件0由第一结构转为第二结构，密封效果好。

参考图4所示，在一个实施方式中，第一密封件1的中间部102包括第一弯曲结构1021，第一弯曲结构1021的轴向两端连接第一平面1011、第二平面1012，第二密封件2包括第二弯曲结构203，第二弯曲结构203与第一弯曲结构1021抵靠连接。弯曲结构使定位更简单，且第一密封件1与第二密封件2受压后更易于构成连续密封界面并保持稳定。

参考图5所示，在一个实施方式中，第一密封件1可以是常用的W型密封环，第二密封件2常用的C型密封环，第一弯曲结构1021为W型密封环的径向凹部103，径向凹部103的形状可以是图5所示的为倒“V”型的形状，但不以此为限，例如也可以是倒“U”型的形状，或其他类似形状。C型密封环的第二弯曲结构203与径向凹部103的直线段1031、1032抵靠连接。W型密封圈仅是对密封圈大致形状的常用名称，不是限定密封圈必须严格的W型，例如图中所示的第一密封件1的形状也可以也类似侧置的M型，因此也可以称为M型密封圈。WC型密封组件与传统C型密封圈、W型密封圈相比，既克服了C型密封圈单独使用存在不易定位、容易错位泄露等缺点，也克服了W型密封圈在单独使用时存在金属壁薄，容易变形等缺点。WC型密封组件将C型圈固定在一定范围，不易发生错位泄露。受力压缩后，WC型密封组件弹性好，轴向压缩位移大，可承受更大的轴向载荷，稳定性强，可实现良好的线密封。而在解除压缩后，又不易变形。

参考图3所示，在一个实施方式中，一种密封结构6，包括第一法兰4、第二法兰5，以及如上所述的密封组件0，第一法兰4、第二法兰5位于密封组件0的轴向两侧，压紧密封组件0。密封组件0对第一法兰4、第二法兰5之间进行密封。

继续参考图3所示，在一个实施方式中，第一密封件1与第一法兰4、第二法兰5轴向两端形成面密封，第二密封件2的轴向两端与第一法兰4、第二法兰5形成线密封。

继续参考图3所示，在一个实施方式中，一种燃气涡轮发动机，包括流体通道a以及如上所述的密封结构6，密封结构6安装于流体通道a，以对流体通道a进行密封。

图3所示密封结构的实施方式的工作原理：密封组件0安装于具有轴向压缩的第一法兰4和第二法兰5之间，高温高压气流自流体通道a流入，第一法兰4与第二法兰5采用分体式设计，在第一法兰4与第二法兰6之间安装密封组件0并压紧，可实现第一法兰4与第二法兰6之间的气流密封。受力压缩后，第二密封件2与第一法兰4和第二法兰5形成线密封，与第一密封件1相互挤压，形成连续密封界面，且形成密封腔室3。继续受力压缩，第一密封件1与第一法兰4和第二法兰5形成面密封。当压力载荷解除后，在密封腔室3膨胀压力下，第二密封件2与第一密封件1恢复原形状。

综上所述，以上实施方式介绍的密封组件、密封结构以及燃气涡轮发动机的有益效果包括但不限于以下之一或组合：

1.密封组件装配定位简单，不易发生错位泄露；

2.密封组件受力压缩后，第二密封件与第一密封件相互挤压，形成连续密封界面，且形成密封腔室；当压力载荷解除后，在密封腔室的膨胀压力下，第二密封件与第一密封件恢复原形状，减小密封组件发生变形的概率；

3.第二密封件的轴向两端距离大于第一密封件的轴向两端距离，第二密封件在压缩后，可以使得密封长度更长，进一步提高密封效果。

4.密封组件兼具W型密封圈和C型密封圈的优点，既可实现良好线密封，又不易变形，且压缩位移大，可承受更大的轴向载荷，稳定性强。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型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，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种密封组件，其特征在于，包括：

第一密封件，所述第一密封件的轴向两端具有平面结构，分别为第一平面、第二平面；所述第一密封件还具有中间部，所述中间部的轴向两端分别连接所述第一平面、所述第二平面；以及

第二密封件，位于所述第一密封件的径向一侧，与所述中间部抵靠连接。

2.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述中间部包括第一区域、第二区域以及第三区域，所述第一区域、所述第二区域位于所述第三区域的轴向两侧，所述第一区域、所述第二区域分别抵靠连接所述第二密封件，所述第三区域与所述第二密封件限定密封腔室。

3.根据权利要求2所述的密封组件，其特征在于，所述第二密封件的轴向两端距离大于所述第一密封件的轴向两端距离

4.根据权利要求3所述的密封组件，其特征在于，所述密封组件包括：

第一结构，所述第二密封件的轴向两端距离大于所述第一密封件的轴向两端距离；

第二结构，所述第二密封件的轴向两端与所述第一密封件的轴向两端平齐。

5.根据权利要求2所述的密封组件，其特征在于，所述第一密封件的中间部包括第一弯曲结构，所述第一弯曲结构的轴向两端连接所述第一平面、所述第二平面，所述第二密封件包括第二弯曲结构，所述第二弯曲结构与所述第一弯曲结构抵靠连接。

6.根据权利要求5所述的密封组件，其特征在于，所述第一密封件为W型密封环，所述第二密封件为C型密封环，所述第一弯曲结构为W型密封环的径向凹部，所述C型密封环的第二弯曲结构与所述径向凹部的直线段抵靠连接。

7.一种密封结构，其特征在于，包括第一法兰、第二法兰，以及如权利要求1-6任意一项所述的密封组件，所述第一法兰、所述第二法兰位于所述密封组件的轴向两侧，压紧所述密封组件。

8.根据权利要求7所述的密封结构，其特征在于，所述第一密封件的轴向两端与所述第一法兰、所述第二法兰形成面密封，所述第二密封件的轴向两端与所述第一法兰、所述第二法兰形成线密封。

9.一种燃气涡轮发动机，其特征在于，包括流体通道以及如权利要求7或8所述的密封结构，所述密封结构安装于所述流体通道，以对所述流体通道密封。

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