包括用于润滑刷式密封件的装置的用于涡轮发动机的密封组件.pdf

本发明主要涉及一种用于涡轮发动机的密封组件(10)，所述密封组件(10)包括：刷式密封件(1)，所述刷式密封件由包围芯部(1b)的多个密封硬毛(1a)形成；保持盖(3)，所述保持盖包括至少部分地容置所述刷式密封件(1)的部分(3a)；以及支撑盖(2)，所述支撑盖被放置成与所述刷式密封件(1)接触，以便将所述刷式密封件保持在抵靠所述保持盖(3)的适当位置，所述刷式密封件(1)位于所述保持盖(3)和所述支撑盖(2)之间，其特征在于，所述支撑盖(2)包括用于润滑所述刷式密封件(1)的硬毛(1a)的装置(4，5，6)，所述装置包括用于收集润滑油的开口(5)、连接至所述开口(5)的用于分配润滑油的凹槽(6)及用于使润滑油能够朝所述刷式密封件(1)的硬毛(1a)流动的至少一个通道(4)，所述至少一个通道被连接至所述凹槽(6)。

权利要求书
1.  用于涡轮发动机的密封组件(10)，包括：
-刷式密封件(1)，所述刷式密封件(1)由包围芯部(1b)的多个密封硬毛(1a)形成，
-保持帽(3)，所述保持帽(3)包括至少部分地容置刷式密封件(1)的部分(3a)，以及
-支撑盖(2)，所述支撑盖(2)被放置成与所述刷式密封件(1)接触，以便将所述刷式密封件(1)保持在抵靠所述保持帽(3)的适当位置，所述刷式密封件(1)位于所述保持帽(3)和所述支撑盖(2)之间，
其特征在于，所述支撑盖(2)包括用于润滑所述刷式密封件(1)的硬毛(1a)的装置(4，5，6)，所述装置(4，5，6)包括用于收集润滑油的开口(5)、连接至所述开口(5)的用于分配润滑油的凹槽(6)及用于使润滑油朝所述刷式密封件(1)的硬毛(1a)流动的至少一个通道(4)，所述至少一个通道(4)被连接至所述凹槽(6)。

2.  根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述润滑油分配凹槽(6)在所述支撑盖(2)的整个外周上延伸。

3.  根据权利要求1或2所述的组件，其特征在于，所述支撑盖(2)包括用于使润滑油朝所述刷式密封件(1)的硬毛(1a)流动的多个通道(4)，所述多个通道(4)具有可变的横截面和/或在所述支撑盖(2)的外周上的可变的角度分布，并且所述多个通道(4)被确定成具体地使得所有的通道(4)以相同的润滑油流量给刷式密封件(1)的硬毛(1a)提供润滑。

4.  根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述支撑盖(2)中的润滑油收集开口(5)在所述支撑盖(2)的至少四分之一的外周上延伸。

5.  根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述润滑油分配凹槽(6)具体地通过机加工而在所述支撑盖(2)的外周上径向地形成并且利用所述保持帽(3)来封闭以使润滑油能够在其中流动。

6.  根据权利要求1至4中任一项所述的组件，其特征在于，所述支撑盖(2)通过将第一部件(2a)和第二部件(2b)组装来形成，所述润滑油分配凹槽(6)具体地通过机加工而在所述第一部件(2a)和所述第二部件(2b)中的一个上形成并且通过所述第一部件(2a)和所述第二部件(2b)中的另一个来封闭以使润滑油能够在其中流动。

7.  根据权利要求1至4中任一项所述的组件，其特征在于，所述组件包括位于所述刷式密封件(1)和所述支撑盖(2)之间的环形封闭段(8)，所述润滑油分配凹槽(6)具体地通过机加工而在所述支撑盖(2)上形成并且利用所述封闭段(8)来封闭以使润滑油能够在其中流动。

8.  涡轮发动机，其特征在于，所述涡轮发动机包括根据前述权利要求中任一项所述的密封组件(10)。

9.  用于制造根据权利要求1至7中任一项所述的密封组件(10)的方法。

10.  根据权利要求9所述的方法，其特征在于，具体地通过在所述支撑盖(2)上冲孔来形成用于使润滑油朝刷式密封件(1)的硬毛(1a)流动的多个通道(4)，所述通道(4)的横截面和/或所述通道(4)在所述支撑盖(2)上的分布被确定成使得所有的通道(4)以相同的润滑油流量给所述刷式密封件(1)的硬毛(1a)提供润滑，以使能够均匀地润滑所述刷式密封件(1)。

说明书包括用于润滑刷式密封件的装置的用于涡轮发动机的密封组件
技术领域
本发明涉及涡轮发动机的领域并且更具体地涉及意在于涡轮发动机的两个室之间提供密封的密封系统的一般领域，所述密封系统具体地包括刷式密封件。
本发明涉及任何类型的陆地的或航空的涡轮发动机并且具体地涉及诸如涡轮喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机的航空涡轮发动机。更优选地，本发明应用于双本体旁路涡轮喷气发动机。
本发明因此更具体地涉及形成包括刷式密封件的用于涡轮发动机的密封组件和相关的涡轮发动机以及用于制造这种组件的方法。
背景技术
在涡轮发动机的领域中，存在用于在涡轮发动机的两个部件之间提供密封的多种类型的密封系统。
具体是“持久接触”密封系统和“非接触”密封系统。“持久接触”密封系统例如包括刷式密封件和分段径向密封件并且在正常操作中通过在涡轮发动机的两个部件之间具有持久接触来表征。除了在诸如高度失衡水平和涡轮发动机的严格操纵的具体事件期间应用的情况下，“非接触”密封系统例如包括迷宫式密封件并且通过涡轮发动机的部件之间的不接触来表征。
例如从专利US4,781,388、US5,480,162和US6,170,831中可知刷式密封件。该刷式密封件由多个硬毛或纤维组成，多个硬毛或纤维例如由碳、甚至金属或制成，该刷式密封件在其端部中的一个端部处被卷曲或焊接并且被保持在容置空间中并且在其自由端处与涡轮发动机的待密封的表面接触。这种刷式密封件使得可适应由密封设备遭受的间隙的变化。这是因为刷式密封件的硬毛可被设计成适应待密封的部件的变形的表面或不连续的表面。
刷式密封件的硬毛与涡轮发动机的待密封的部件的表面的接触使得可实现刷式密封件的密封功能。然而，该接触导致硬毛在该表面上的摩擦，这通常牵涉硬毛上的过早磨损。于是，磨损的硬毛因此不再能够提供用于刷式密封件的密封，使得其效力减小很多或甚至减小为零。
发明内容
因此，存在对改进在涡轮发动机的两个部件之间提供密封的刷式密封件的效力的需要。
具体地，存在对减小或甚至防止这种刷子的硬毛上的磨损的需要。
本发明的目的在于至少部分地满足上述的需要并且克服与根据现有技术的实施例有关的缺点。
因此，根据本发明的一个方面，本发明的主题是一种用于涡轮发动机的密封组件，所述密封组件包括：
-刷式密封件，所述刷式密封件由包围芯部的多个密封硬毛形成，
-保持帽，所述保持帽包括至少部分地容置所述刷式密封件的部分，以及
-支撑盖，所述支撑盖被放置成与所述刷式密封件接触，以便将所述刷式密封件保持在抵靠所述保持帽的适当位置，所述刷式密封件位于所述保持帽和所述支撑盖之间，
其特征在于，所述支撑盖包括用于润滑所述刷式密封件的硬毛的装置，所述装置包括用于收集润滑油的开口、连接至所述开口的用于分配润滑油的凹槽及用于使润滑油朝所述刷式密封件的硬毛流动的至少一个通道，所述至少一个通道被连接至所述凹槽。
利用本发明，可执行刷式密封件的硬毛的润滑(“浸润”)，从而限制或甚至防止硬毛的磨损并且尽可能长时间地保证刷式密封件的密封功能。因此，本发明能够延长使用在涡轮发动机中的刷式密封件的寿命。
根据本发明的密封组件还可包括一个或数个单独的或以任何技术可能的组合的以下特征。
刷式密封件可对涡轮发动机的待密封的任何部件(具体地，旋转轴的待密封的部件)的提供密封。
根据本发明的密封组件可位于涡轮发动机的需要密封的两个室之间，并且润滑油可有利地来自位于涡轮发动机的两个室中的密封组件位于的至少一个中的油。
润滑油分配凹槽可在所述支撑盖的整个外周上延伸。具体地，所述凹槽可绕旋转轴的旋转轴线360°延伸，刷式密封件的硬毛与所述旋转轴接触。
所述支撑盖可包括用于使润滑油朝所述刷式密封件的硬毛流动的多个通道，所述多个通道具有可变的横截面和/或在所述支撑盖的外周上的可变的角度分布，并且所述多个通道被确定成具体地使得所有的通道以相同的润滑油流量给刷式密封件的硬毛提供润滑。
按照这种方式，可具有刷式密封件的均匀润滑。所述通道的特征，具体地，其尺寸和分布，能够因此被确定成使得所述通道构成到刷式密封件的硬毛的具有均匀的油流量的润滑油供应点。
此外，当涡轮发动机运作时，油能够持久地容纳在根据本发明的密封组件位于其间的两个室中的至少一个室中，能够确保刷式密封件的润滑连续。
有利地，流动通道的尺寸被设置成使得穿过所述通道流出的润滑油的总流量与穿过支撑盖中的油收集开口进入的润滑油的总流量相等，使得所述盖不会比其填充更快地变空(在所述情况下，油不能从最高的通道流出)或反之亦然(在所述情况下，油将穿过收集开口溢出)。
支撑盖的润滑油收集开口可在所述支撑盖的至少四分之一的外周上延伸。
润滑油分配凹槽可具体地通过机加工而在所述支撑盖的外周上径向地形成并且利用所述保持帽来封闭以使润滑油能够在其内流动。
在一个变形中，支撑盖可由第一部件和第二部件的组装形成。润滑油分配凹槽于是可具体地通过机加工而在所述第一部件和所述第二部件中的一个上形成并且通过所述第一部件和所述第二部件中的另一个来封闭以时润滑油能够在其内流动。
在另一变形中，根据本发明的密封组件可包括位于刷式密封件和支撑盖之间的环形封闭段。润滑油分配凹槽可例如通过机加工而在支撑盖上形成，并且利用封闭段来封闭以使润滑油能够在其内流动。
根据本发明的另一方面，本发明的另一主题是一种涡轮发动机，所述涡轮发动机包括上文限定的密封组件。
此外，根据本发明的另一方面，本发明的另一主题是一种用于制造上文限定的密封组件的方法。
在根据本发明的方法中，用于使润滑油朝所述刷式密封件的硬毛流动的多个通道可具体地通过冲孔而在所述支撑盖上形成。所述通道的横截面和/或所述通道在所述支撑盖的外周上的分布可确定成使得所有的通道以相同的润滑油流量给所述刷式密封件的硬毛提供润滑，以使能够均匀地润滑所述刷式密封件。
根据本发明的涡轮发动机和制造方法可包括单独地或根据与其它特征的任何技术可能的组合的前述的任何一个特征。
附图说明
根据阅读本发明的非限制性的示例性实施例的以下详细说明并且查阅附图的示意图和局部视图，本发明可更好地被理解，在附图中：
-图1A沿轴向截面示出了根据本发明的密封组件，
-图1B沿径向截面示出了图1A的密封组件的支撑盖，
-图2A至图2D沿透视图和横截面描绘了根据本发明的密封组件的第一示例性实施例的不同的视图，
-图3A至图3E沿透视图和横截面描绘了根据本发明的密封组件的第二示例性实施例的不同的视图，
-图4A至图4D沿透视图和横截面描绘了根据本发明的密封组件的第三示例性实施例的不同的视图。
在所有的附图中，相同的附图标记可表示相同的或相似的元件。
另外，附图中描绘的不同部件不一定按均匀比例示出，以便使附图更易读。
具体实施方式
参考图1A，图1A沿轴向截面示出了根据本发明的用于涡轮发动机的密封组件10。
密封组件10包括由绕芯部1b设置的多个硬毛硬毛1a形成的刷式密封件1，多个硬毛1a例如由碳制成。刷式密封件1因此在涡轮发动机的两个室之间提供了密封，两个室中的至少一个包括意在充当用于密封组件10的润滑油的油。
刷式密封件1的硬毛1a沿旋转轴线X与旋转轴7接触，这导致硬毛1a在旋转轴7上的持久摩擦并且导致刷式密封件1的硬毛1a的过早磨损，从而降低刷式密封件1的密封能力。
如图1所示，密封组件10进一步包括保持帽3，保持帽3设置有用于至少部分地容置刷式密封件1的部分3a。部分3a可与保持帽3上的缺口(具体地，凹陷部)相应。
另外，密封组件10包括支撑盖2，支撑盖2被放置成与刷式密封件1接触，以便将刷式密封件1保持在抵靠保持帽3的适当位置，刷式密封件1位于保持帽3和支撑盖2之间。更具体地，支撑盖2将刷式密封件1压紧并保持在抵靠保持帽3的适当位置。
根据本发明，为了减少或甚至防止由于在旋转轴7上的摩擦而引起的刷式密封件1的硬毛1a上的磨损，支撑盖2包括用于润滑刷式密封件1的硬毛1a的装置。
如图1所示，这些润滑装置通过回收在室中的至少一个室内喷射并且沿箭头F的方向进入密封组件10的油来润滑刷式密封件1的硬毛1a，以便在刷式密封件1的硬毛1a处形成油膜H。
具体地，润滑装置包括用于收集润滑油的开口5、用于分配润滑油的凹槽6及用于使润滑油朝刷式密封件1的硬毛1a流动的多个通道4，凹槽6被连接至开口5，即，凹槽6与开口5流体连通，多个通道4都被连接至凹槽6，即，多个通道4都与凹槽6流体连通。
图1B沿径向截面示出了图1的密封组件10的支撑盖2。
如能够看到的，收集开口5在支撑盖2的顶部部分上例如在支撑盖2的四分之一外周上制造。另外，润滑油分配凹槽6例如在支撑盖2的整个外周上制造，即，绕旋转轴7的旋转轴线X360°的角度。一系列用于使润滑油朝刷式密封件1的硬毛1a流动的数个通道4也在支撑盖2的外周上制造。
通道4例如可通过支撑盖2的冲孔来制造。其尺寸、具体地，其直径(或横截面)以及其在支撑盖2上的分配能够被确定成使得从每个通道4朝刷式密封件1的硬毛1a流动的润滑油的流量是相同的，即，使得分配凹槽6可供应每个通道4从而使得通道4在整个刷式密封件1上提供均匀的润滑。因此，通道4的角度分布可以在支撑盖2的外周上为规律的或通常可变化的。同样地，通道4的横截面或直径可以是相同的或通常是不同的。
利用根据本发明的密封组件10，在涡轮发动机的靠近密封组件10的室中行进的油能够通过位于支撑盖2上的收集开口5沿箭头F的方向被捕获。于是，润滑油填充分配凹槽6，分配凹槽6本身将油分配在不同的通道4中，以便在刷式密封件1的硬毛1a上形成油膜H，于是刷式密封件1的硬毛1a被均匀地润滑。
此外，因为当涡轮发动机处于操作中时油在室中持久地行进，所以刷式密封件1的润滑能够被连续地提供。
图2A至图2D(图2A和图2C沿透视并且图2B和图2D沿横截面)描绘了根据本发明的密封组件10的第一示例性实施例。图2D描绘了图2C中的区域A的放大图。
在该示例中，如能够例如在图2A和图2C中看到的，润滑油分配凹槽6例如通过机加工而在支撑盖2的外周上径向地形成并且利用保持帽3来封闭，以使润滑油能够在凹槽6内流动。
图2B中描绘的区域D可具体地观察根据本发明的密封组件10的该第一示例性实施例的特殊性。如能够看到的，绕旋转轴7的轴线A360°延伸的凹槽6通过将保持帽3组装在支撑盖2上来封闭。因此通过与支撑盖2接触的保持帽3获得的封闭使得可将油填充给凹槽6。
在图2C中，能够看到(具体地通过支撑盖2的外周上的不同直径的冲孔) 用于使润滑油朝刷式密封件1的硬毛1a流动的通道4的设计，通道4被分布成以便通过尽可能均匀的油流来使刷式密封件1变湿。
在图2D中，能够看到润滑油从凹槽6流动到通道4和刷式密封件1的硬毛1a。
图3A至图3E描绘了根据本发明的密封组件10的第二示例性实施例(在图3A的情况下沿正视图、在图3B和图3D的情况下沿透视方向并且在图3C至图3E的情况下沿横截面)。图3E描绘了图3D中的区域B的放大图。
在该示例中，如具体地在图3B中能够看到的，支撑盖2通过将第一部件2a和第二部件2b组装来形成。
润滑油分配凹槽6例如通过机加工而在第一部件2a上形成并且通过第二部件2b来封闭以使润滑油能够在凹槽6内流动。
两个部件2a和2b被轴向地组装在一起，即，第二部件2b沿旋转轴7的旋转轴线X封闭支撑盖2的第一部件2a。
在以上的分别参考图2A至图2D和图3A至图3E描述的第一示例和第二示例中，使用保持帽3中的用于封闭分配凹槽6的孔或将支撑盖2分解成第一部件2a和第二部件2b能够使得以用于密封组件10的减少的空间需求将用于润滑刷式密封件1的硬毛1a的装置合并。
参考图4A至图4D，图4A至图4D示出了根据本发明的密封组件10的第三示例性实施例(在图4A和图4C的情况下沿透视方向并且在图4B和图4D的情况下沿轴向横截面)。图4D示出了图4D中的区域C的放大图。
在该示例中，如图4B和图4D中可见，密封组件10包括位于刷式密封件1和支撑盖2之间的环形封闭段8。润滑油分配凹槽6例如通过机加工而在支撑盖2上形成，并且然后利用封闭段8来封闭以使润滑油能够在其中流动。
压在支撑盖2和刷式密封件1上的封闭段8因此能够确保意在供应给通道4的润滑油绕旋转轴7的轴线X360°的分布。
显然，本发明并不限于刚才描述的示例性实施例。本领域技术人员能够对本发明做出多种修改。
除非另外说明，语句“包括”必须被理解为与“包括至少一个”同义。