一种转子密封环的制作方法

1.本技术涉及航空发动机及燃气轮机的领域，尤其是涉及一种转子密封环。


背景技术：

2.航空发动机作为飞机的心脏，直接影响飞机的性能、可靠性及经济性。航空发动机是在高温、高压、高转速和高负荷等极为苛刻的条件下工作的。为了保证发动机及其系统工作的可靠工作，其密封位置必须可靠。密封环性能的优劣直接关系到飞行安全、部件使用寿命、维修保养频率等诸多问题。大多数密封材料具有弹性、蠕变等特征。在实际密封中，密封环结构及其材料直接影响到密封性能的变化，如蠕变对密封性能的影响，随着时间的推移，大多数密封材料都会老化或有效弹性逐渐减小，在此过程中密封力下降，当减到临界值时便发生泄漏，引起密封失效。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术提供一种转子密封环，解决了现有技术中的问题，减少密封圈受到长时间高温度环境下蠕变及弹性下降的影响，提高密封性能。
4.本技术提供的一种转子密封环采用如下的技术方案：
5.一种转子密封环，用于密封两个转子结合部，所述结合部包括相对的转子密封端面和凸出密封端面的凸环，所密封环包括同轴设置的环形定位部、环形连接部和环形密封部；
6.所述环形定位部的外侧面抵接凸环的内侧面，所述环形定位部的两端边向环形定位部的轴心侧延伸，所述环形定位部的两个相对端边均设有环形连接部，所述环形连接部沿环形定位部的轴线方向向远离环形定位部的方向沿伸，所述环形密封部连接所述环形连接部远离环形定位部的一端，所述环形密封部从靠近环形连接部的一端向另一端逐渐线向轴线一侧弯折，弯折后的所述环形密封部背对环形定位部的侧面形成弧形密封面，用于与密封端面抵接，所述环形密封部在转子转动时受到的离心力大于环形定位部、环形连接部，所述环形密封部绕环形连接部向远离轴线一侧倾斜。
7.可选的，所述环形密封部的厚度大于环形定位部和环形连接部。
8.可选的，所述环形密缝部的内侧设有凸出的配重部。
9.可选的，在所述环形定位部的轴线方向上，所述环形定位部的两端边沿弧形向所述环形定位部的轴心侧延伸，弧形的圆心朝向所述环形定位的轴线。
10.可选的，所述环形定位部和环形连接部通过向轴线侧凹陷的弧形过度段连接。
11.可选的，所述环形定位部、环形连接部和环形密封部一体成型。
12.可选的，密封环材料的线膨胀系数不小于被密封转子材料的线膨胀系数。
13.可选的，所述密封环的表面光洁度不低于ra0.8。
14.综上所述，本技术包括以下有益技术效果：
15.所述环形密封部在转子转动时受到的离心力大于环形定位部、环形连接部。环形
密封部相比环形定位部和环形连接部受到更大的向外的离心力，迫使环形密封部相对环形定位部、环形连接部发生向外侧的位移，环形密封部发生倾斜，使密封环的宽度有增大的趋势，使环形密封部更紧密的抵接密封端面，实现加强密封性能的效果。与传统的仅依靠弹性、变形等手段封严的方案相比，除了利用装配初始的弹性变形密封外，工作中还利用转子高速旋转产生的离心力实现进一步的密封；因此，其密封性能不受长时间高温度环境下蠕变及弹性下降的影响。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
17.图1为本技术密封环和转子结合部的部分剖面视图；
18.图2为本技术密封环的结构示意图；
19.图3为本技术密封环的截面视图；
20.图4为密封环不设置配重部的结构，
21.图5为本技术密封环受力变形状态示意图。
22.附图标记说明：1、环形定位部；2、环形连接部；3、环形密封部；31、配重部；4、密封端面；5、凸环。
具体实施方式
23.下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
24.以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本技术，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
26.还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
27.另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
28.本技术实施例提供一种转子密封环。
29.如图1-图4所示，本技术的转子密封环用于密封两个转子结合部，结合部外有连接法兰，法兰通过螺栓固定连接，所述结合部包括相对的转子密封端面4和凸出密封端面4的凸环5，两个凸环5的端面的抵接后，在两个密封端面4之间形成密封空腔。密封环为金属密封环。
30.所密封环包括同轴设置的环形定位部1、环形连接部2和环形密封部3。所述环形定位部1的外侧面抵接凸环5的内侧面，所述环形定位部1的两端边向环形定位部1的轴心侧延伸，所述环形定位部1的两个相对端边均设有环形连接部2，所述环形连接部2沿环形定位部1的轴线方向向远离环形定位部1的方向沿伸，两个环形连接部2远离环形定位部1的一端各设有环形密封部3，所述环形密封部3连接所述环形连接部2远离环形定位部1的一端，所述环形密封部3从靠近环形连接部2的一端向另一端逐渐线向密封环的轴线一侧弯折，弯折后的所述环形密封部3背对环形定位部1的侧面形成弧形密封面，用于与密封端面4抵接，弧形密封面向远离环形定位部的一侧凸出。
31.所述环形密封部3在转子转动时受到的离心力大于环形定位部1、环形连接部2，所述环形密封部3绕环形连接部2向远离轴线一侧倾斜。具体的，环形密封部3相比环形定位部1和环形连接部2受到更大的向外的离心力，迫使环形密封部3相对环形定位部1、环形连接部2发生向外侧的位移，环形密封部3发生倾斜，使密封环的宽度有增大的趋势，使环形密封部3更紧密的抵接密封端面，实现加强密封性能的效果。与传统的仅依靠弹性、变形等手段封严的方案相比，除了利用装配初始的弹性变形密封外，工作中还利用转子高速旋转产生的离心力实现密封，因此，其密封性能不受长时间高温度环境下蠕变及弹性下降的影响。其中，密封环的宽度至沿轴向方形的长度。
32.如图4所示，在一个实施例中，所述环形密封部3的厚度大于环形定位部1、环形连接部2，增加环形密封部3的重量。转子运行过程中密封环受到离心力，环形密封部3的重量比环形定位部1、环形连接部2的重量大，环形密封部3相比环形定位部1和环形连接部2受到更大的向外的离心力，迫使环形密封部3产生变形倾斜，最终使密封环的宽度有增大的趋势，实现加强密封性能的效果。
33.如图5所示，在一个实施例中，所述环形密封部3的内侧设有凸出的配重部31。通过在环形密封部3增加配重的形式提高受到的离心力，而且设置在环形密封部3的内部，使配重部31的增加不影响环形密封圈与转子密封端面4的接触面型面的。
34.图5中箭头指向为离心力方向，实线为没有受到离心力时的密封环，虚线为受到离心力后的密封环；环形密封部3产生变形的具体过程为，环形密封部3受到更大的向外的作用力，环形密封部3绕环形连接部2转动，环形连接部2起到转轴和支撑的作用，环形密封部3绕环形连接部2产生变形倾斜，最终使密封环的宽度有增大的趋势，实现加强密封性能的效果。
35.在所述环形定位部1的轴线方向上，所述环形定位部1的两端边沿向外凸出的弧形向所述环形定位部1的轴心侧延伸，弧形的圆心朝向所述环形定位的轴线。
36.所述环形定位部1和环形连接部2通过向密封环轴线侧凹陷的弧形过度段连接。
37.本技术的环形定位部1、环形连接部2和环形密封部3各段之间采用圆弧过渡连接且一体加工成型。
38.所述环形定位部1、环形连接部2和环形密封部3一体成型。
39.密封环材料的线膨胀系数不小于被密封转子材料的线膨胀系数，本技术实施例选取的材料为与左右两侧转子材料相近或线膨胀系数更大的金属材料，如此可利用发动机工作时的高温条件造成的热膨胀差异进一步加强密封。
40.所述密封环的表面光洁度不低于ra0.8。
41.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种转子密封环，用于密封两个转子结合部，所述结合部包括相对的转子密封端面和凸出密封端面的凸环，其特征在于，所密封环包括同轴设置的环形定位部、环形连接部和环形密封部；所述环形定位部的外侧面抵接凸环的内侧面，所述环形定位部的两端边向环形定位部的轴心侧延伸，所述环形定位部的两个相对端边均设有环形连接部，所述环形连接部沿环形定位部的轴线方向向远离环形定位部的方向沿伸，所述环形密封部连接所述环形连接部远离环形定位部的一端，所述环形密封部从靠近环形连接部的一端向另一端逐渐线向轴线一侧弯折，弯折后的所述环形密封部背对环形定位部的侧面形成弧形密封面，用于与密封端面抵接，所述环形密封部在转子转动时受到的离心力大于环形定位部、环形连接部，所述环形密封部绕环形连接部向远离轴线一侧倾斜。2.根据权利要求1所述的转子密封环，其特征在于，所述环形密封部的厚度大于环形定位部和环形连接部。3.根据权利要求1所述的转子密封环，其特征在于，所述环形密缝部的内侧设有凸出的配重部。4.根据权利要求1所述的转子密封环，其特征在于，在所述环形定位部的轴线方向上，所述环形定位部的两端边沿弧形向所述环形定位部的轴心侧延伸，弧形的圆心朝向所述环形定位的轴线。5.根据权利要求1所述的转子密封环，其特征在于，所述环形定位部和环形连接部通过向轴线侧凹陷的弧形过度段连接。6.根据权利要求1所述的转子密封环，其特征在于，所述环形定位部、环形连接部和环形密封部一体成型。7.根据权利要求1所述的转子密封环，其特征在于，密封环材料的线膨胀系数不小于被密封转子材料的线膨胀系数。8.根据权利要求1所述的转子密封环，其特征在于，所述密封环的表面光洁度不低于ra0.8。

技术总结
本申请提供了一种转子密封环，属于航空发动机及燃气轮机的技术领域，具体包括同轴设置的环形定位部、环形连接部和环形密封部；环形定位部的外侧面抵接凸环的内侧面，环形定位部的两端边向环形定位部的轴心侧延伸，环形定位部的两个相对端边均设有环形连接部，环形密封部连接环形连接部远离环形定位部的一端，环形密封部从靠近环形连接部的一端向另一端逐渐线向轴线一侧弯折，弯折后的环形密封部背对环形定位部的侧面形成弧形密封面，用于与密封端面抵接，环形密封部在转子转动时受到的离心力大于环形定位部、环形连接部，环形密封部绕环形连接部向远离轴线一侧倾斜。通过本申请的处理方案，提高密封性能。提高密封性能。提高密封性能。


技术研发人员：伏宇 董瀚斌 邵剑波 许亮亮 眭洋益 彭楠 惠广林
受保护的技术使用者：中国航发四川燃气涡轮研究院
技术研发日：2023.02.22
技术公布日：2023/6/28