用于渦輪機(jī)軸承的墊片裝置,包括兩個彈性密封件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于渦輪機(jī)的軸承的墊片裝置(10)，該裝置可以分離渦輪機(jī)的油殼體(5)和空氣殼體(6)，其包括用于提供裝置(10)的主要密封性的分段的墊片(7)，以及用于固定分段的墊片(7)的支撐罩(14)，該支撐罩(14)包括第一槽(25)，該第一槽容納用于對中支撐罩(14)的第一彈性密封件(19)，其特征在于，支撐罩(14)包括第二槽(25)，該第二槽容納用于對中支撐罩(14)，特別是使支撐罩(14)的軸線與轉(zhuǎn)子的軸線對齊的第二彈性密封件(19)。
【專利說明】用于渦輪機(jī)軸承的墊片裝置，包括兩個彈性密封件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本領(lǐng)域涉及渦輪機(jī)的領(lǐng)域。其涉及一種用于渦輪機(jī)軸承的墊片裝置，以及包括這種裝置的渦輪機(jī)。
[0002]本發(fā)明可適用于任何類型的地面渦輪機(jī)或航空渦輪機(jī)，特別是涉及例如渦輪風(fēng)扇引擎和渦輪螺旋槳引擎的飛機(jī)渦輪機(jī)。更優(yōu)選地，本發(fā)明可適用于一種雙轉(zhuǎn)子軸流式渦輪風(fēng)扇。

【背景技術(shù)】
[0003]通常，支撐在固定殼體內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)的軸的渦輪機(jī)軸承包括設(shè)置在殼體中的滾動軸承，在該殼體中確保其潤滑。然而，任何朝向渦輪機(jī)的一些隔室的油的遷移均必須避免，因此必須保證在含油軸承殼體與鄰近空氣殼體之間的分離件處的密封性，所述鄰近空氣殼體必須不存在油。
[0004]為此，已經(jīng)提出了幾種解決方案，例如使用與各種實施模式關(guān)聯(lián)的碳分段的墊片。
[0005]圖1圖示使用這種分段的墊片的例子，所述分段的墊片也被稱為分段徑向密封件(SRS)，其具體包括具有碳段的靜密封環(huán)。在此附圖中，軸I可通過軸承可旋轉(zhuǎn)地支撐，所述軸承由殼體2支撐并包括滾動軸承3。根據(jù)渦輪機(jī)應(yīng)用中的自身已知設(shè)置，可旋轉(zhuǎn)地與軸I一體的套筒4夾入到滾動軸承3與軸I之間。滾動軸承3包括在殼體5中，其中空氣和油兩者均出現(xiàn)，用于以自身已知的方式確保對滾動軸承3的潤滑。
[0006]超過支撐軸承，軸I被所謂空氣殼體6圍繞，所述空氣殼體6應(yīng)保持無油，因為在渦輪機(jī)的一些隔室中上涌的任何油均將不利于正常運轉(zhuǎn)。因此，密封裝置10設(shè)置在軸I與殼體2之間,所述殼體2位于油殼體5與空氣殼體6之間的分隔區(qū)。
[0007]密封裝置10包括靜密封環(huán)7，所述靜密封環(huán)7包括碳段，所述碳段使用周向彈簧22把持在一起，此彈簧22使碳段緊靠套筒4。靜密封環(huán)7與旋轉(zhuǎn)表面8相連，所述旋轉(zhuǎn)表面8可以包括槽12以便于升高。此旋轉(zhuǎn)表面8相對于迷宮式油出口系統(tǒng)11延伸到圓柱形表面9，以防止油顆粒到達(dá)碳段。
[0008]靜密封環(huán)7通過周向彈簧22和軸向彈簧21保持在金屬支撐罩14 (或支撐件14)中，所述軸向彈簧21壓靠環(huán)18，所述環(huán)18通過停止接頭20固定在支撐件14中。支撐件14不通過利用O形圈19來拉緊而居中，所述O形圈19放置在支撐件14與起蓋子作用的殼體元件24之間，因此使墊片裝置10的靜部分與渦輪機(jī)的殼體2相連。
[0009]在碳段7與旋轉(zhuǎn)表面8的各自配合圓柱形表面16和17之間獲得動態(tài)緊密性。在碳段7與支撐件14的靜表面23之間獲得靜態(tài)緊密性，所述靜表面23位于迷宮式油出口環(huán)11處，以避免任何徑向泄露。因此，為了成功地提供滿意的動態(tài)緊密性和靜態(tài)緊密性，應(yīng)安裝靜密封環(huán)7，以在使用過程中保持相對于轉(zhuǎn)子的高同心度和相對于靜表面23的垂直度。
[0010]然而，如圖1中所示，來自現(xiàn)有技術(shù)的，用于分段的墊片的已知組件通常不能夠滿足這些要求，尤其是對于本發(fā)明所針對的應(yīng)用。特別地，考慮到用于支撐件14的選擇材料(即，通常為鋼鐵)由于摩擦力而基本地膨脹選擇用于殼體元件24的材料(S卩，通常地用于最近引擎的鋁)的膨脹大小的一半，可能難以獲得緊密性。因此，可以圍繞O形圈19創(chuàng)建球形接頭的移動，所述O形圈通過消除摩擦表面之間的接觸來擴(kuò)大徑向間隙的開口并降低因此獲得的緊密效果。
[0011]此外，國際申請WO 2012/022550 A2描述密封裝置的另一例子，所述密封裝置放置在渦輪壓縮機(jī)的兩個零件之間，可在不同的壓力下獲得在兩個殼體之間的分離件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]因此，需要用于渦輪機(jī)軸承的墊片裝置的分段的墊片的新組件來能夠改進(jìn)裝置在使用過程中的緊密性。特別需要設(shè)計分段的墊片的組件，所述組件關(guān)于渦輪機(jī)部件的材料的選擇適于現(xiàn)有的要求。
[0013]本發(fā)明目的在于至少部分地克服與現(xiàn)有技術(shù)實施例有關(guān)的要求和缺點。
[0014]因此，根據(jù)其一個方面的本發(fā)明的一個目的在于提供具有兩個彈性密封件的渦輪機(jī)的墊片裝置。所述軸承包括安裝在與軸一體的套筒與殼體之間的滾動軸承。套筒具有旋轉(zhuǎn)表面，殼體包括起用于墊片裝置的蓋子作用的殼體元件。墊片裝置可將滾動軸承的油殼體從渦輪機(jī)的空氣殼體中分離。其包括:
[0015]-分段的墊片，其特別包括一個或多個碳段，其密封件與套筒的旋轉(zhuǎn)表面聯(lián)合安裝，以特別確保該裝置的最大密封性，
[0016]-用于固定分段的墊片的支撐罩，該罩安裝在套筒與殼體元件之間，支撐罩包括容納第一彈性密封件的第一槽，所述第一彈性密封件用于使在殼體元件上的支撐罩居中，特別地用于使支撐罩的軸線與殼體元件的軸線對齊。
[0017]用于渦輪機(jī)軸承的墊片裝置的特征在于，支撐罩包括容納第二彈性密封件的第二槽，所述第二彈性密封件用于使在殼體元件上的支撐罩居中。
[0018]由本發(fā)明所提供的方案可以使已知現(xiàn)有技術(shù)的方案的各種缺點可被避免，同時確保搜索用于在空氣殼體與油殼體之間的密封性。例如，利用本發(fā)明，因為在渦輪機(jī)部件的材料之間的關(guān)于膨脹方面的現(xiàn)有差異，可以克服與徑向間隙開口有關(guān)的困難。而且，在殼體元件上的支撐罩通過兩個彈簧密封件的居中可以使殼體振動被阻尼，并因此減少分段的墊片的碳段的軸向磨損。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的墊片裝置可以進(jìn)一步包括一個或多個以下特征，所述特征單獨被采納或根據(jù)任何可能的技術(shù)組合進(jìn)行采納。
[0020]第一槽和第二槽可以是相同的，特別是具有相同的尺寸和形狀。
[0021]第一槽和第二槽有利地形成在部分支撐罩上，所述支撐罩面朝殼體元件定位。
[0022]支撐罩可包括超過兩個的槽，各所述槽容納用于使在殼體元件上的支撐罩居中的彈性密封件，特別地至少三個、至少四個或甚至五個槽，各所述槽容納彈性密封件。
[0023]第一彈性密封件和第二彈性密封件可以具有相同的尺寸。特別地，第一彈性密封件和第二彈性密封件可以具有相同的直徑。
[0024]第一彈性密封件和第二彈性密封件有利地接觸殼體元件。
[0025]第一彈性密封件和第二彈性密封件可以是任何類型，特別地是O形圈。
[0026]第一彈性密封件和第二彈性密封件可選擇為當(dāng)渦輪機(jī)在使用過程中，由于壓碎彈性密封件，尤其是O形圈的設(shè)計要求，在殼體元件與彈性密封件之間的最大徑向縫隙開口在最大容許值和最小容許值的范圍內(nèi)。當(dāng)組裝具有最大容許壓碎值的墊片裝置時，可以安裝第一彈性密封件和第二彈性密封件。
[0027]第一槽和第二槽可以彼此分隔開一段距離，所述距離大于、小于或等于第一槽和第二槽中的至少一個的寬度，尤其是第一槽和第二槽中每一個的寬度。
[0028]第一槽與第二槽之間的空隙可以是最大的，以使在殼體元件上的支撐罩的居中最佳。
[0029]第一彈性密封件和第二彈性密封件可以由任何類型的彈性材料，尤其是彈性體材料制成。
[0030]套筒的旋轉(zhuǎn)表面可以通過圓柱形表面延伸，支撐罩相對于圓柱形表面可以包括迷宮式油出口系統(tǒng)。
[0031]分段罩可以包括具有一套一個或多個碳段的密封環(huán)，所述碳段通過周向彈簧固定在一起和/或通過壓靠停止接頭，尤其是類型或表面接頭的)嵌固環(huán)的一個或多個軸向彈簧來壓靠支撐罩。
[0032]根據(jù)其另外一個方面，本發(fā)明的另外一個客體是為了提供一種渦輪機(jī)，所述渦輪機(jī)的特征在于，其包括例如以前所定義的墊片裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]通過閱讀不受限的其示例性實施例的以下詳細(xì)描述，以及通過審核附圖的示意性和部分附圖，將更好地理解本發(fā)明，其中:
[0034]-圖1表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，通過穿過軸的旋轉(zhuǎn)軸線的平面，包括殼體墊片裝置的部分渦輪機(jī)軸承的截面圖；以及
[0035]-圖2表示類似于圖1的那個但包括根據(jù)本發(fā)明的墊片裝置的渦輪機(jī)軸承的放大視圖。
[0036]在所有的附圖中，相同的參考標(biāo)記可以指示相同的或類似的元件。
[0037]而且，為了使附圖更易于閱讀，在附圖中所表示的不同零件沒有必要均以等分標(biāo)尺進(jìn)行繪制。

【具體實施方式】
[0038]在下文中參考圖2描述關(guān)于用于渦輪機(jī)軸承的墊片裝置10的本發(fā)明的示例性實施例。
[0039]渦輪機(jī)軸承類似于圖1中所示的軸承。
[0040]因此，該軸承包括安裝在與軸1一體的套筒4與殼體2之間的球軸承3，套筒4具有旋轉(zhuǎn)表面8，殼體2包括作為墊片裝置10的蓋的殼體元件24。墊片裝置10可以將油殼體5與球軸承3分離，以及將空氣殼體6與渦輪機(jī)分離。
[0041]另外一個方面，根據(jù)本發(fā)明，在圖2中所示的密封裝置10與圖1中所示的不同之處在于其包括具有兩個凹槽25的支撐罩14，每個凹槽25均容納一彈性密封件19。
[0042]更準(zhǔn)確說，墊片裝置10包括分段的墊片7，分段的墊片7由碳段的靜密封環(huán)構(gòu)成，所述碳段由周向彈簧22固定在一起，分段的墊片7與套筒4的旋轉(zhuǎn)表面8相連地安裝，以確保墊片裝置10的大部分密封度。該墊片裝置10還包括用于固定分段的墊片7的支撐罩14(或支撐件14)，此支撐件14安裝在套筒4與殼體元件24之間。
[0043]支撐件14包括25，所述第一和第二槽分別容納第一和第二彈性密封件19，所述第一和第二彈性密封件19使支撐件14能夠在殼體元件24上對中。
[0044]優(yōu)選地，如圖2中所示，第一和第二槽25可以是相同的，第一和第二彈性密封件19可以是由彈性體材料制成的具有相同直徑的0形圈。
[0045]為了獲得最佳對中，即獲得支撐件14的軸線與殼體元件24的軸線的最佳對齊，兩個0形圈19可以盡可能地相互分隔開。換句話說，分離第一和第二槽25的距離0可盡可能大，尤其是等于或大于第一和第二槽25的寬度I。
[0046]支撐件14在殼體元件24上的對中可更容易地完成，甚至在寒冷時可完成，支撐件14例如能夠根據(jù)由130裝置的系統(tǒng)所限定的取的裝置安裝在其孔中。
[0047]當(dāng)然，本發(fā)明不受限于僅僅所描述的示例性實施例。本發(fā)明的技術(shù)人員可以對其實施各種修正。
[0048]特別是，支撐件14可以包括超過兩個槽25，每個槽25均與彈性密封件19相連。槽25和/或彈性密封件19可以相同或不同。
[0049]除非另外指明，術(shù)語“包括一個”應(yīng)理解為“包括至少一個”的同義詞。
【權(quán)利要求】
1.一種用于渦輪機(jī)軸承的墊片裝置(10)，所述軸承包括安裝在與軸(I) 一體的套筒(4)與殼體(2)之間的球軸承(3)，所述套筒(4)具有旋轉(zhuǎn)表面(8)，所述殼體(2)包括用作所述墊片裝置(10)的蓋的殼體元件(24)，所述墊片裝置(10)可將油殼體(5)與所述球軸承(3)分離，以及將空氣殼體(6)與所述渦輪機(jī)分離，所述墊片裝置(10)包括: -分段的墊片(7)，所述分段的墊片與所述套筒(4)的旋轉(zhuǎn)表面(8)相連地安裝，用于提供所述裝置(10)的大部分密封性， -用于固定所述分段的墊片(7)的支撐罩(14)，所述罩安裝在所述套筒(4)與所述殼體元件(24)之間，所述支撐罩(14)包括一第一槽(25)，該第一槽(25)容納一用于使所述支撐罩(14)在所述殼體元件(24)上對中的第一彈性密封件(19)， 其特征在于，所述支撐罩(14)包括一第二槽(25)，該第二槽(25)容納一用于使所述支撐罩(14)在所述殼體元件(24)上對中的第二彈性密封件(19)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一和第二槽(25)是相同的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述第一和第二彈性密封件(19)具有相同的尺寸，尤其是具有相同的直徑。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于，所述第一和第二彈性密封件(19)是O形圈。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于，所述第一和第二槽(25)彼此分隔開一距離(D)，所述距離(D)等于或大于所述第一和第二槽(25)中至少一個的寬度(W)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于，所述第一和第二彈性密封件(19)由彈性材料制成。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于，所述套筒(4)的旋轉(zhuǎn)表面(8)通過一圓柱形表面(9)延伸,所述支撐罩(14)相對于所述圓柱形表面(9)包括一迷宮式油出口系統(tǒng)(11)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于，所述分段的墊片(7)包括一密封環(huán)，該密封環(huán)具有一組一個或多個碳段。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述一個或多個碳段被一周向彈簧(22)固定在一起和/或通過一個或多個壓在停止接頭(20)上的軸向彈簧(21)壓靠所述支撐罩(14)。
10.一種渦輪機(jī)，其特征在于，其包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項所述的墊片裝置(10)。
【文檔編號】F16J15/447GK104411922SQ201380036014
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2013年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月6日
【發(fā)明者】喬納森·鮑里斯·巴普蒂斯塔 申請人:斯奈克瑪