飞行器涡轮发动机控制阀中的动态密封的制作方法

本发明涉及用于连续或振荡旋转运动的动态密封的领域，并且本发明旨在用于飞行器涡轮发动机控制阀。控制阀可以是蝶阀、排气阀等。

背景技术：

1、飞行器涡轮发动机包括多个流体回路，该多个流体回路包括阀。阀技术包括控制阀。

2、诸如图1和图2所示的控制阀10是包括环形主体12的阀，在该环形主体中，闭塞器可以旋转地运动或以更复杂的运动学进行运动。在这些图所示的示例中，控制阀10是蝶阀，即该控制阀的闭塞器由蝶形件14形成。主体12包括主轴线a或回转轴线，该主轴线或回转轴线对应于流体流过阀的轴线。蝶形件14具有与主体12的内部形状互补的圆盘形状。因此，蝶形件14的外直径大致等于主体12的内直径。蝶阀可在由主体12限定的内部通道18的闭塞位置和该通道18的最大释放位置之间运动，在该闭塞位置，蝶阀例如沿垂直于轴线a的平面延伸。图1和图2示出了处于中间位置的蝶形件14。

3、蝶形件14由杆16承载，该杆横向地延伸到主体12内部的通道18，并且该杆限定蝶形件的旋转轴线b。该杆16穿过孔20，这些孔20通向通道18并形成在主体12中，并且该杆由轴承22引导而在这些孔中旋转。

4、穿过主体12的杆16在该区域中会产生泄漏的风险。主体12内部的流体的压力通常高于主体12外部的压力，并且流入主体的流体可能穿过孔20逸出(箭头f1)。因此，有必要在孔20中设置密封装置，用于安装杆16。

5、在目前的技术中，密封装置由弹性体o型环形成，弹性体o型环安装在孔20中的环形凹槽中并与杆16配合。弹性体o型环在阀10的运行过程中提供了围绕杆16的动态密封。

6、在一些应用中，这种解决方案可能不是有效的或者不够充分。在飞行器涡轮发动机中尤其是这种情况，在飞行器涡轮发动机中，阀10可以用于流体在非常高的压力和/或非常高的温度(例如约600℃)下循环的回路中。

7、文献us-a-3,979,104描述了一种蝶阀，该蝶阀包括主体，在该主体内部安装有闭塞器，使得该闭塞器可以通过杆围绕轴线旋转。该杆穿过主体中的孔并由轴承引导。密封系统安装在这些孔中，并且该密封系统包括两个波纹管。每个波纹管的轴向变形行程可以通过独立于杆并围绕杆安装的部件的轴向支撑来限定。该文献中所描述的技术具有复杂、需要许多部件以及体积庞大的缺点。

8、本发明提出了该问题的解决方案，使得控制阀能够在高压和/或高温的极端条件下使用。

技术实现思路

1、本发明提出了一种控制阀，特别是用于飞行器涡轮发动机的控制阀，所述控制阀包括：

2、-环形主体，所述环形主体具有主轴线并限定用于流体流动的内部通道，

3、-闭塞器，所述闭塞器能在主体内部围绕旋转轴线在通道的闭塞位置和所述通道的释放位置之间运动，

4、-杆，所述杆用于支撑闭塞器并使闭塞器旋转，所述杆限定所述旋转轴线并穿过所述主体的孔，

5、-引导元件，所述引导元件用于引导安装在所述孔中的杆，以及

6、-密封装置，所述密封装置安装在围绕杆的所述孔中的每一个孔中，

7、其中，安装在所述孔中的每一个孔中的密封装置包括：

8、-管状波纹管，所述管状波纹管围绕杆安装，所述管状波纹管能特别地沿旋转轴线弹性变形，

9、-环，所述环围绕杆和管状波纹管安装并至少部分地容纳在所述孔中的一个孔中，环包括第一轴向端部，所述第一轴向端部固定到管状波纹管的第一轴向端部并轴向地支承在主体的第一环形肩部上，以及

10、-垫圈，所述垫圈围绕杆安装，所述垫圈插入在管状波纹管的第二轴向端部和杆的第二环形肩部之间，垫圈的外直径小于环的内直径，所述环包括能够轴向地支承在杆的所述第二肩部上以限定管状波纹管的轴向变形行程的第二轴向端部，所述管状波纹管轴向地预装载，从而保持垫圈轴向地抵靠所述第二肩部。

11、因此，根据本发明的控制阀配备有完善的密封装置，即使在上述极端条件下，该密封装置也能确保在阀运行期间具有最佳的动态密封。

12、管状波纹管能沿轴向方向弹性变形，并且有利地可以沿轴向方向预装载，以保持垫圈与杆的第二肩部密封接触。当杆旋转时，第二肩部在该垫圈上滑动，在杆的第二肩部和密封装置的垫圈之间的该区域中确保动态密封。在与垫圈相对的一侧，管状波纹管保持环与主体的第一肩部密封接触。这种支撑在该区域中提供了静态密封。管状波纹管围绕杆延伸，在两个端部处提供的动态密封和静态密封使得能够防止流体从管状波纹管的内部泄漏到外部。因此，管状波纹管的内部可以与主体的内部流体连通，并且管状波纹管的外部可以与阀的外部流体连通。

13、最后，环围绕管状波纹管延伸并保护管状波纹管。环置靠在第一肩部上并形成杆的第二肩部的支撑点，以限制和控制杆的位移行程和管状波纹管的变形。

14、根据本发明的控制阀可以是蝶阀、排气阀等。

15、根据本发明的阀可以包括以下被单独采用或被彼此结合采用的特征中的一个或多个：

16、-所述闭塞器是蝶形件；

17、-所述闭塞器或蝶形件是圆盘形状的；

18、-所述闭塞器或蝶形件能在主体内部围绕垂直于所述主轴线的旋转轴线运动；

19、-所述引导元件是导向轴承；轴承是平面轴承或滚动轴承；

20、-所述杆穿过主体中沿直径相对的孔；

21、-管状波纹管的第一端部通过刚性的、不可拆卸的连接而附接到环的第一端部；所述连接例如通过焊接、钎焊等获得；

22、-环的第一端部包括内环形边缘，所述内环形边缘的第一环形面用作管状波纹管的第一端部的支承附接面，所述内环形边缘的相对的第二环形面用作主体的所述第一肩部上的支承面；

23、-管状波纹管的第二端部通过刚性的、不可拆卸的连接而附接到环形的杯形件，所述杯形件围绕杆延伸并形成用于支承所述垫圈的支座；所述连接例如通过焊接、钎焊等获得；

24、-垫圈通过化学连接或机械连接附接到杯形件；

25、-杯形件包括轴向环形边缘，所述轴向环形边缘径向地插入在垫圈和管状波纹管的第二端部之间；

26、-螺旋形的弹簧围绕杆安装并安装在管状波纹管内，所述弹簧轴向地插入在主体的所述第一肩部和所述垫圈之间；

27、-弹簧分别轴向地支承在所述第一肩部和所述杯形件上；

28、-环特别地通过收缩配合、胶合或钎焊而连接在所述孔中；这使得能够在密封装置和阀的主体之间形成额外的静态密封；

29、-垫圈由可能已经经过或可能没有经过功能化处理的矿物材料、有机材料或金属材料制成，和/或管状波纹管由金属合金、或有机材料或复合材料制成，和/或环由金属合金制成，和/或杯形件由金属合金制成；垫圈例如由石墨制成；

30、-所述孔中的每一个孔包括两个同轴的圆柱形容置部，其中，位于闭塞器的一侧的第一容置部被构造成接纳所述引导元件中的一个引导元件，第二容置部被构造成接纳所述密封装置，主体的所述第一肩部位于第一容置部和第二容置部的接合处。

31、本发明还涉及一种飞行器涡轮发动机，所述飞行器涡轮发动机包括至少一个如上所述的控制阀。