用于涡轮机的密封组件

相关申请的交叉引用

本申请要求于2022年5月26日提交的第202211030221号印度临时专利申请的权益，其全部内容并入本文。

技术领域

本公开涉及涡轮机发动机密封件和用于与涡轮机发动机密封件一起使用的自润滑界面材料。

背景技术

涡轮机通常包括转子组件、压缩机和涡轮。转子组件可以包括风扇，该风扇具有从旋转轴径向向外延伸的风扇叶片阵列。将动力和旋转运动从涡轮传递到压缩机和转子组件两者的旋转轴使用多个轴承组件被纵向支撑。已知的轴承组件包括被支撑在一对座圈内的一个或多个滚动元件。为了保持转子临界速度余量，转子组件通常由三个轴承组件支撑：一个推力轴承组件和两个滚子轴承组件。推力轴承组件支撑转子轴并使其轴向和径向运动最小化，而滚子轴承组件支撑转子轴的径向运动。

通常，这些轴承组件被封闭在围绕轴承组件径向设置的外壳内。外壳形成贮槽(sump)或隔室，容纳用于润滑轴承组件的润滑剂(例如，油)。这种润滑剂还可以润滑齿轮和其他密封件。外壳和转子轴之间的间隙允许转子轴相对于外壳旋转。轴承密封系统通常包括两个这样的间隙：一个在上游端，另一个在下游端。在这方面，设置在每个间隙中的密封件阻止润滑剂从容纳润滑剂的贮槽中逸出。此外，贮槽周围的空气通常可以处于比贮槽更高的压力以减少从贮槽泄漏的润滑剂的量。此外，一个或多个间隙和对应的密封件通常定位在贮槽的上游和/或下游，以在贮槽周围形成更高压力的区域。

密封件的各种部件可以在涡轮机发动机的操作期间以高速旋转，并且其他部件可以相对于涡轮机的外壳保持静止。例如，密封界面一侧的部件可以与涡轮机发动机的旋转轴一起旋转，而密封界面另一侧的部件可以相对于发动机外壳保持静止。密封界面相对侧的部件之间的高相对速度会产生大量的热量、摩擦和部件磨损。密封处的热量积聚和部件磨损要求定期更换密封部件，并对发动机进行例行维护。

因此，需要改进的密封组件，以减少密封界面处的热量积聚和磨损。

附图说明

图1示出了示例涡轮机发动机的示意性侧视图。

图2示出了包括密封组件的示例的涡轮机发动机的区段的示意性侧视图。

图3A示出了图2中描绘的非接触式密封组件的放大图。

图3B示出了包括接触式密封组件的涡轮机发动机的区段的示意性侧视图。

图4示出了根据另一个示例的密封组件的示意图。

图5示出了根据一个示例的包括自润滑垫的图4的密封组件的示意图。

图6示出了根据一个示例的包括插入件上的自润滑垫的图4的密封组件的示意图。

图7A示出了根据一个示例的自润滑垫。

图7B示出了处于压缩条件的图7A的自润滑垫。

图7C示出了弹性恢复到非压缩条件之后的图7B的自润滑垫。

图7D示出了图7A-7C的自润滑垫的多孔结构。

图8A示出了当相关联的涡轮机发动机处于静止条件时包括自润滑垫的密封组件的横截面视图。

图8B示出了当相关联的涡轮机发动机处于操作条件时图8A的密封组件的横截面视图。

图8C示出了当相关联的涡轮机发动机已经返回到静止条件时图8A和8B的密封组件的横截面视图。

图9示出了根据一个示例的包括自润滑垫的具有迷宫式密封件的密封组件。

图10示出了根据另一个示例的包括自润滑垫的具有径向碳的密封组件。

图11示出了根据另一个示例的包括自润滑垫的具有吸气面密封件的密封组件。

图12示出了根据一个示例的包括自润滑垫的涡轮机发动机的风扇区段。

图13示出了根据一个示例的包括自润滑垫的涡轮机发动机的压缩机区段。

具体实施方式

现在将详细参考优选实施例，其一个或多个示例在附图中示出。每个示例都是以解释的方式提供的，而不是对优选实施例的限制。事实上，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可以对所讨论的实施例进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一实施例一起使用以产生又一实施例。因此，本公开旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变化。

本文使用的词“示例性”是指“用作示例、实例或说明”。本文描述为“示例性”的任何实施方式不一定被解释为优于或好于其他实施方式。

术语“前”和“后”是指燃气涡轮发动机或运载器内的相对位置，并且是指燃气涡轮发动机或运载器的正常操作姿态。例如，对于燃气涡轮发动机，前是指更靠近发动机入口的位置，而后是指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。

如本文所用，术语“第一”和“第二”可以互换使用以将一个部件与另一个部件区分开来，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。

术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，“下游”是指流体向其流动的方向。

除非本文另有规定，否则术语“联接”、“固定”、“附接到”等是指直接联接、固定或附接，以及通过一个或多个中间部件或特征的间接联接、固定或附接。

术语“通信”、“正在通信”、“通信的”等是指直接通信以及诸如通过存储器系统或另一中间系统的间接通信。

除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代。

如本文在整个说明书和权利要求书中使用的，近似语言被应用于修饰任何可以允许变化而不导致与其相关的基本功能发生变化的定量表示。因此，由诸如“大约”、“近似”和“基本上”之类的一个或多个术语修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量该值的仪器的精度，或者用于构建或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可以指在1％、2％、4％、10％、15％或20％的余量内。

此处以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换，除非上下文或语言另有说明，否则这样的范围被识别并且包括包含在其中的所有子范围。例如，本文公开的所有范围均包括端点，并且端点可以彼此独立组合。

本文公开了涡轮机和与涡轮机一起使用的密封组件的示例。涡轮机可以包括沿着中心线轴线延伸的旋转轴和相对于中心线轴线在径向方向上定位在旋转轴的外部的固定外壳。密封组件可以包括至少部分地限定用于容纳冷却润滑剂的轴承隔室的贮槽外壳。密封组件还可以包括支撑旋转轴的轴承。此外，密封组件还可以包括至少部分地限定轴承隔室的贮槽密封件。密封组件的加压外壳可以定位在贮槽外壳的外部并且限定加压隔室以至少部分地包围贮槽外壳。此外，密封件可以定位在旋转轴和加压外壳之间以至少部分地限定加压隔室，从而包围贮槽外壳。

在某些示例中，包括自润滑格子材料的密封组件可以允许更高效的涡轮机。当涡轮机处于操作条件时，设置在密封组件的旋转部分和密封组件的静态部分之间的自润滑格子材料可以减少彼此旋转接触的各种密封组件部件的磨损。此外，使用自润滑格子材料可以减轻操作密封界面上的热量积聚。在一些示例中，自润滑格子可以渗透有润滑剂和/或冷却剂。例如，自润滑格子材料可以沉积在旋转转轮和静态密封元件之间，以便在涡轮机发动机操作时在转轮和密封元件之间形成润滑剂层。

应当理解，虽然本主题将在本文中大致参考燃气涡轮发动机进行描述，但是所公开的系统和方法通常可以用在任何合适类型的涡轮发动机(包括基于飞行器的涡轮发动机、陆基涡轮发动机和/或蒸汽涡轮发动机)内的轴承和/或密封件上。此外，虽然本主题大致参考涡轮发动机的高压线轴进行描述，但还应理解，所公开的系统和方法可以用于涡轮发动机内的任何线轴，例如，低压线轴或中压线轴。

现在参考附图，图1示出了涡轮机10的一个示例的横截面视图，涡轮机10在本文中也称为涡轮机发动机10。更具体地，图1描绘了根据本主题的各方面的配置为可以在飞行器内使用的燃气涡轮发动机的涡轮机10。所示燃气涡轮发动机具有纵向或中心线轴线12，本文也称为中心线，其延伸穿过其中用于参考目的。通常，发动机可以包括核心发动机14和定位在其上游的风扇区段16。核心发动机14通常可以包括限定环形入口20的基本上管状的外部外壳18。此外，外部外壳18可以进一步包围和支撑压缩机区段23。对于示例显示，压缩机区段23包括增压器压缩机22和高压压缩机24。增压器压缩机22通常将进入核心发动机14的空气(由箭头54指示)的压力增加到第一压力水平。高压压缩机24，例如多级轴流式压缩机，然后可以从增压器压缩机22接收加压空气(由箭头58指示)并进一步增加这种空气的压力。离开高压压缩机24的加压空气然后可以流向燃烧器26，在燃烧器26内燃料被喷射到加压空气流中，所得混合物在燃烧器26内燃烧。

对于所示的示例，外部外壳18可以进一步包围并支撑涡轮区段29。此外，对于所描绘的示例，涡轮区段29包括第一高压涡轮28和第二低压涡轮32。对于所示的示例，压缩机22、24中的一个或多个可以经由沿着中心线轴线12延伸的旋转轴31驱动地联接到涡轮28、32中的一个或多个。例如，高能燃烧产物60从燃烧器26沿着发动机的热气体路径被引导到高压涡轮28，用于经由第一高压驱动轴30驱动高压压缩机24。随后，燃烧产物60可以被引导到低压涡轮32，用于经由与高压驱动轴30大致同轴的第二低压驱动轴34驱动增压器压缩机22和风扇区段16。在驱动涡轮28和32中的每一个之后，燃烧产物60可以经由排气喷嘴36从核心发动机14排出以提供推进喷射推力。此外，旋转轴31可以由固定外壳39包围，该固定外壳39沿着中心线轴线12延伸并且相对于中心线轴线12在径向方向上定位在旋转轴31的外部。

此外，如图1所示，发动机的风扇区段16通常可以包括被环形风扇壳体40包围的可旋转的轴流式风扇转子组件38。本领域的普通技术人员应当理解，风扇壳体40可以通过多个基本上径向延伸、周向间隔开的出口导向轮叶42相对于核心发动机14被支撑。因此，风扇壳体40可以包围风扇转子组件38及其对应的风扇叶片44。此外，风扇壳体40的下游区段46可以在核心发动机14的外部分上方延伸，以便限定提供额外的推进喷射推力的次要或旁通气流导管48。

应当理解，在几个示例中，低压驱动轴34可以直接联接到风扇转子组件38以提供直接驱动配置。替代地，低压驱动轴34可以经由减速装置37(例如，减速齿轮或齿轮箱或传动装置)联接到风扇转子组件38以提供间接驱动或齿轮驱动配置。这种减速装置37也可以根据需要或要求设置在涡轮机发动机10内的任何其他合适的轴和/或线轴之间。

在涡轮机发动机10的操作期间，应当理解，初始气流(在图1中由箭头50指示)可以通过风扇壳体40的相关入口52进入涡轮机发动机10。对于所示示例，气流然后通过风扇叶片44并分流成移动通过旁通气流导管48的第一压缩气流(由箭头54指示)和进入增压器压缩机22的第二压缩气流(由箭头56指示)。在所描绘的示例中，第二压缩气流56的压力然后增加并进入高压压缩机24(如由箭头58指示)。在与燃料混合并在燃烧器26内燃烧后，燃烧产物60可以离开燃烧器26并流过高压涡轮28。此后，对于所示示例，燃烧产物60流过低压涡轮32并离开排气喷嘴36，以为发动机提供推力。

现在转向图2，涡轮机发动机10可以包括密封组件100，其定位在涡轮机发动机的静止部件和旋转部件之间。例如，密封组件100可以定位在上述高压压缩机24的静止部件和旋转部件之间。

密封组件100通常可以将贮槽外壳102与涡轮机发动机10的其余部分隔离。因此，密封组件100包括贮槽外壳102。贮槽外壳102包括旋转轴31和固定外壳39的至少一部分。例如，固定外壳39可以包括从固定外壳39延伸的各种中间部件或零件，以形成贮槽外壳102的一部分。此类中间部件零件可以联接到固定外壳39或与固定外壳39一体形成。类似地，旋转轴31也可以包括从旋转轴31延伸的各种中间部件以形成贮槽外壳。此外，贮槽外壳102至少部分地限定用于容纳冷却润滑剂(未示出)的轴承隔室120。例如，贮槽外壳102至少部分地径向包围冷却润滑剂和轴承118(如关于图3A更详细地描述的)。用于润滑轴承118的各种部件的冷却润滑剂(例如，油)可以循环通过轴承隔室120。密封组件100可以包括一个或多个贮槽密封件105(如参考图3和图4更详细地描述的)，其至少部分地限定用于容纳冷却润滑剂的轴承隔室120。

密封组件100还包括定位在贮槽外壳102的外部的加压外壳103。加压外壳103可以至少部分地包围贮槽外壳102。例如，如图所示，加压外壳103可以相对于涡轮机发动机10的中心线轴线12定位在前方和后方两者。加压外壳103可以包括旋转轴31和固定外壳39或从旋转轴31和/或固定外壳39延伸的中间部件的至少一部分。例如，加压外壳103可以至少部分地由高压驱动轴30和固定外壳39两者在贮槽外壳102的前方和后方形成。

对于所描绘的示例，加压外壳103限定加压隔室124以至少部分地包围贮槽外壳102。在示例性示例中，来自压缩机区段23(图1)、涡轮区段29(图1)和/或风扇区段16(图1)的引气可以将加压隔室124加压至相对大于轴承隔室120的压力的压力。因此，加压隔室124可以阻止或减少从贮槽外壳102泄漏穿过贮槽密封件105的任何冷却润滑剂的量。

此外，密封组件100可以包括一个或多个密封件以进一步部分地限定加压隔室124(例如关于图4-11更详细地描述的密封组件200、400、500和600)。例如，一个或多个密封元件可以定位在旋转轴31和固定外壳39之间。

现在参考图3A，根据本公开的各方面示出了贮槽外壳102的近视图。在所示示例中，密封组件100包括轴承118。轴承118可以与旋转轴31的外表面和固定外壳39的内表面接触。应当认识到，旋转轴31可以是关于图1描述的高压驱动轴30或低压驱动轴34或涡轮机10的任何其他旋转驱动轴。轴承118可以径向定位在形成贮槽壳体102的旋转轴31的部分和固定外壳39的部分之间。因此，轴承118可以定位在贮槽外壳102内。轴承118可以相对于发动机中的各种固定部件支撑旋转轴31。

在所描绘的示例中，轴承118可以是推力轴承。也就是说，轴承118可以支撑旋转轴31免受相对于中心线轴线12在轴向方向或者轴向和径向方向上的载荷。例如，轴承118可以包括围绕旋转轴31的外表面周向延伸的内座圈128。在所示示例中，外座圈130设置在内座圈128的径向外侧，并与固定外壳39(例如贮槽外壳102的内表面)配合。内座圈128和外座圈130可以具有分流座圈配置。对于所描绘的示例，内座圈128和外座圈130可以将至少一个滚珠轴承132夹在其间。优选地，内座圈128和外座圈130将至少三个滚珠轴承132夹在其间。

在附加示例中，轴承118可以是径向轴承。也就是说，轴承118可以支撑旋转轴31免受相对于中心线轴线12大致在径向方向上的载荷。在其他示例中，内座圈128和外座圈130可以在其间夹持至少一个圆柱、圆锥或其他形状的元件以形成轴承118。

仍然参考图3A，密封组件可以包括两个贮槽密封件105。第一贮槽密封件105和第二贮槽密封件105中的每一个可以定位在旋转轴31和固定外壳39之间以至少部分地限定用于容纳冷却润滑剂和轴承118的轴承隔室120。例如，第一贮槽密封件105可以定位在轴承118的前方，而第二贮槽密封件105可以定位在轴承118的后方。对于所示示例，第一贮槽密封件105可以是迷宫式密封件104，并且第二贮槽密封件105可以是碳密封件106。虽然，两个贮槽密封件105可以是任何合适类型的密封件，并且在其他示例中，密封系统可以包括另外的贮槽密封件105，例如三个或更多个。例如，在其他示例中，多个迷宫式密封件、碳密封件和/或流体动力学密封件可以以任何布置用于贮槽外壳102中。

图3A还更详细地示出了迷宫式密封件104和碳密封件106。对于所描绘的示例，迷宫式密封件104和碳密封件106(例如流体动力学密封件)是非接触式密封件，其在以高速操作时不需要静止部件和移动部件之间的接触。非接触式密封件通常比接触式密封件具有更长的使用寿命。此外，在其他示例中，贮槽密封件105中的一个或两个可以是接触式密封件。每种类型的密封件可以以不同的方式操作。对于所描绘的示例，迷宫式密封件104包括内表面136(联接到旋转轴31)和外表面138(联接到固定外壳39)。例如，在内表面136和外表面138之间延伸的曲折路径(未示出)阻止冷却润滑剂从贮槽外壳102中逸出。对于所示的示例性示例，迷宫式密封件104的外侧(即，加压隔室124中)的空气压力大于迷宫式密封件104的内侧(即，轴承隔室120中)的空气压力。在这方面，静止部件和旋转部件在它们之间的相对旋转期间可以被空气膜(有时称为气隙)隔开。

在一些示例中，碳密封件106可以是流体动力学或非接触式密封件，具有定位在静止部件和旋转部件之间的一个或多个沟槽140，如图3A所示。通常，流体动力学沟槽可以用作泵以在非接触式碳密封件106和旋转轴31之间形成空气膜。例如，随着旋转轴31旋转，流体剪切可以将径向间隙112中的空气引导到流体动力学沟槽中。随着空气被引导到流体动力学沟槽中，空气可以被压缩直到它离开流体动力学沟槽并且形成空气膜以将旋转轴31和非接触式碳密封件106隔开。空气膜可以在密封组件100的静止部件和非静止部件之间限定径向间隙112，如图3A所示。因此，旋转轴31可以骑在空气膜上而不是接触内密封表面108。

在一些示例中，碳密封件106靠近旋转轴31的发夹构件146并与之密封接合。在这方面，当旋转轴31静止或以低速旋转时，发夹构件146可以接触碳密封件106。尽管应当认识到碳密封件106可以与旋转轴31的任何其他部分或部件密封接合。然而，对于所示流体动力学碳密封件106，当旋转轴31以足够的速度旋转时，碳密封件106从旋转轴31和/或发夹构件146升起。

现在参考图3B，示出了根据本公开的另一个方面的密封组件100的贮槽外壳102。应该注意的是，除非另有说明，否则图3A的密封组件100的描述适用于图3B的密封组件100的相似部分，因此相似部分将用相似数字标识。

图3B的贮槽外壳102特别示出了具有三个贮槽密封件105的贮槽外壳102。贮槽外壳102通常可以配置为图3A的贮槽外壳102。例如，贮槽外壳102可以包括旋转轴31的一部分、固定外壳39的一部分，并且包围轴承118。此外，贮槽密封件105和贮槽外壳102至少部分地限定轴承隔室120。

在所示示例中，贮槽密封件105中的一个是接触式唇形密封件107。因此，内表面136和外表面138可以接触以便密封贮槽外壳102。此外，弹簧157可以在外表面138和固定外壳39之间处于压缩状态，以保持内表面136和外表面138之间的接触。所示示例还包括配置为接触式碳密封件的碳密封件106。因此，碳密封件106包括与旋转轴31密封接合的碳元件150。对于所描绘的示例，碳元件150可以接合旋转轴31的发夹构件146。此外，碳密封件106可以包括减少到达碳元件150的冷却润滑剂的量的卷回部(windback)152。此外，贮槽密封件105中的一个可以是开放式间隙密封件110。例如，外侧154(例如加压隔室124)上的压力可以大于轴承隔室120的压力，并因此减少冷却润滑剂泄漏通过开放式间隙密封件110。在进一步的示例中，贮槽密封件105中的一个可以是刷式密封件。在这样的示例中，刷式密封件可以包含在旋转轴31和固定外壳39之间密封接合的多个刷毛(例如碳刷毛)。

因为密封组件的部件可以在涡轮机发动机的操作期间相对于彼此以高速旋转，所以会引起热量产生和机械磨损。必须消散产生的热量以支持发动机操作和避免在发动机操作期间烧掉润滑剂，以及防止发动机部件热膨胀。这一挑战可以通过减少在发动机的操作期间产生的热量的量，进而减少必须消散的热量的量来解决。此外，发动机部件的磨损会导致操作性能随时间推移而下降，并且最大限度地减少发动机部件的磨损会增加发动机在需要修理和维护之前可以操作的时间。这两个问题都可以通过向密封部件的旋转界面添加冷却剂和润滑剂和/或为相对于彼此以高速旋转的发动机的那些部分选择低摩擦材料来解决。然而，可能难以确保润滑剂保留在密封部件之间的旋转界面中。此外，相对于彼此以高速旋转的密封组件的部件之间改进的一致性可以减少磨损和热量产生。满足这些需要的密封组件和用于密封组件的部件在下面更详细地讨论。

可以与上文讨论的涡轮机发动机一起使用的另一个示例密封组件200在图4至图6中示出。应该注意的是，除非另有说明，否则图2、3A和3B的密封组件100的描述适用于图4至图6的密封组件200的相似部分，因此相似部分将用相似数字标识。

密封组件200，如图4所示，可以定位在旋转轴31的部件和固定外壳39的部件之间，并且可以包括围绕旋转轴31周向设置的转轮202和静态地联接到固定外壳39的密封元件204。

在包括密封组件200的涡轮机发动机10的操作期间，旋转轴31的旋转引起连接到旋转轴31的转轮202的对应旋转。转轮202相对于密封元件204沿着界面210旋转。在一些示例中，界面210可以形成两个室(例如上述的轴承隔室120和加压隔室124)之间的边界，因此在一些示例中，界面210可以阻止流体在两个室之间的流动。

在一些示例中，例如图4中所示的示例，密封组件200可以是流体动力学密封件。在此类示例中，密封元件204和/或转轮202可以具有流体动力学特征，例如流体动力学沟槽216。流体动力学沟槽216以与上述非接触式流体动力学密封件101中的流体动力学沟槽基本上相同的方式起作用以产生沿着转轮202和密封元件204之间的界面210的气垫。当旋转轴31和连接的转轮202相对于密封元件204和固定外壳39旋转时，气垫阻止密封元件204和转轮202接触，同时阻止例如冷却剂等流体在由密封件隔开的两个室(例如轴承隔室120和加压隔室124)之间流动。尽管图4示出了具有流体动力学沟槽216的转轮，应当理解，在其他示例中，例如下面描述的那些，密封组件200可以包括接触式密封件而不是非收缩流体动力学密封件，并且在这样的示例中，流体动力学沟槽216可以省略。

在其他示例中，密封组件200可以是接触式密封件，例如上面讨论的那些。在此类示例中，界面210由转轮202的第一表面212(图5)和密封元件204的第二表面214之间的接触形成。当包括密封组件200的涡轮机发动机10处于操作条件时，转轮202的第一表面212可以相对于密封元件204的第二表面旋转。第一表面212和第二表面214之间的动态接触的摩擦可以导致密封元件204的第二表面214磨损和/或磨蚀直到它符合转轮202的第一表面212的表面特征。

由于沿着界面210的转轮202和密封元件204之间的高相对转速，特别是在包括接触式密封件的密封组件200的示例中，为转轮202和密封元件204选择既具有高导热性又沿着界面210形成低动态摩擦系数的材料可能是有利的。例如，在一个特定示例中，转轮202可以由钢或其他坚硬的不变形材料形成，并且密封元件204可以由碳形成。然而，应当理解，相对于转轮202的材料具有高导热性和低摩擦系数的其他材料可以用于密封元件204。

在其他示例中，例如图5中所示的示例，密封组件可以包括设置在密封元件204和转轮202之间的界面层218。在一些这样的示例中，界面层218可以设置在密封元件204的第二表面214上并且相对于密封元件204是静止的。在这样的示例中，界面210存在于界面层218和转轮202的第一表面212之间，如图5所示。然而，在其他示例中，界面层218可以设置在转轮202的第一表面212上并且相对于转轮是静止的。在此类示例中，界面210存在于界面层218和密封元件204的第二表面214之间。

在某些示例中，例如图6中描绘的示例，界面层218可以设置在可拆卸插入件220上。在一些这样的示例中，可拆卸插入件220可以定位在转轮202中的对应槽或沟槽222中，使得界面层218设置在插入件220和密封元件204之间。有利地，在这样的配置中，如果界面层218损坏，可以通过移除可拆卸插入件220并将新的可拆卸插入件220安装在沟槽222中来一起更换界面层218和可拆卸插入件220。应该理解的是，虽然图6示出了密封组件200，其具有设置在转轮202中的对应凹口或沟槽222内的可拆卸插入件220，但插入件也可以设置在密封元件204中的凹口或沟槽222内，其中界面层与转轮202的第一表面212(图5)接触。

虽然上述示例仅包括设置在转轮202和密封元件204之间的单个界面层218，但应当理解，在其他示例中，可以使用两个界面层218，其中第一界面层218设置在转轮202上，并且第二界面层218设置在密封元件204上。在此类示例中，设置在转轮202上的第一界面层218将相对于设置在密封元件204上的界面层218旋转，并与转轮202和旋转轴31一起。在这些示例中，界面210由第一和第二界面层218之间的接触区域形成。有利地，这样的示例允许密封组件的相对于彼此旋转的不同部件之间的接触仅沿着界面层218之间的相互接触区域发生，界面层218可以选自具有低引起磨损损坏趋势的材料，或者选自那些特别适合从界面210消散热量流的材料。

本文还公开了可压缩界面材料的示例，其适用于上面讨论的密封组件的界面层，例如密封组件200(图5)的界面层218。这样的示例碳密封元件可以与前面讨论的接触式或非接触式密封件一起使用，并且可以被设计成与转轮或密封元件移动接触。虽然下文将针对它们在密封组件200中的使用来讨论这种界面材料的使用，但应当理解，这些材料可以用于涡轮机发动机(例如涡轮机发动机10)中的任何其他接触式或非接触式密封件。

图7A至7D描绘了适用于上述密封组件200的自润滑格子元件300。在某些示例中，自润滑格子元件300可以是由碳基材料形成的可压缩自润滑格子元件。自润滑格子元件300可以包括多个单独的碳层302，并可以具有第一端304、第二端306以及初始厚度T1，初始厚度T1由当自润滑格子元件300处于未压缩状态时第一端304和第二端306之间的距离限定。如图7A所示，单独的碳层302可以以不同的取向布置，其中一些碳层302a在第一方向上定向，而其他碳层302b在垂直于第一方向的第二方向上定向。然而，要理解的是，在其他示例中，层可以以不同的相对取向布置。碳层302可以堆叠或组装以产生不同厚度的自润滑格子元件300，这取决于所需的应用。例如，虽然图7A示出了具有12个碳层302的自润滑格子元件300，但在其他示例中，自润滑格子元件300可以包括更多或更少数量的层，例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23或24层。

碳层302可以包括多孔碳基或含碳材料，例如石墨、石墨烯或其组合，并且可以通过增材制造或三维打印工艺制造。在一些示例中，碳层302可以单独打印并随后组装或编织到自润滑格子元件300中。在替代示例中，自润滑格子元件300可以作为整体结构打印，每个后续层都打印或制造在前面的层之上。在又一些示例中，自润滑格子元件300可以通过各种化学或物理气相沉积工艺生长。在一些示例中，自润滑格子元件300可以与密封组件200的其他部件分开形成，然后联接到转轮202或密封元件204。然而，应当理解，自润滑格子元件300可以直接打印或生长在转轮202或密封元件204的表面上。

单独的碳层302的碳基材料可以具有多孔微结构308，如图7D所示。多孔微结构可以包括固体材料310和孔隙312。该多孔微结构308使单独的碳层302(图7A)能够保留油或其他流体，并在压缩应力下变形，如下文更详细地讨论的。

在一些示例中，自润滑格子元件300的碳基材料的多孔微结构308可以使材料能够吸收和保留流体，例如冷却剂或润滑油。当自润滑格子元件300受到压缩力并从未压缩状态移动到压缩状态时，孔隙312可以收缩或关闭，排出或部分排出保留在其中的流体。当自润滑格子元件300从压缩力中释放并从压缩配置返回到未压缩状态时，孔隙312可以重新膨胀并吸收之前通过毛细作用排出的部分或全部流体。

如上所讨论的，自润滑格子元件300可以由碳或含碳材料(例如石墨或石墨烯或其组合)制成。在一些情况下，这些材料以及可以保留在碳垫材料的孔隙312中的冷却流体和/或润滑剂可以被选择用于高导热性。这允许热量更快速地流离发热界面，例如转轮202和密封元件204(参见图4至图6)和/或自润滑格子元件300之间的界面210。这是特别有利的，因为沿着这些界面的热量积聚会增加磨损并会导致润滑剂和/或冷却剂材料蒸发或烧掉，并且通过提高密封组件200从界面去除热量的能力，可以延长部件(例如转轮202和密封元件204)的寿命周期。

如图7A至7C所示，自润滑格子元件300可以是可弹性压缩的。具体地，如图7A所示的具有初始厚度T1的自润滑格子元件300可以暴露于施加到自润滑格子元件300的第一端304和第二端306中的一个或两个的压缩应力。压缩应力可以使自润滑格子元件300从未压缩状态变形到具有压缩厚度T2的压缩配置，如图7B所示。当压缩应力从自润滑格子元件300移除或释放时，自润滑格子元件300可以弹性膨胀回到具有厚度T1的未压缩状态，如图7C所示。

自润滑格子元件300可以用于接触式密封组件，例如先前描述的密封组件100和密封组件200。在这样的示例中，当发动机处于怠速条件时，自润滑格子元件300和密封组件的旋转部件(例如转轮202)是接触的，如图8A所示。当发动机处于操作条件时，轴(即，先前描述的旋转轴31)的旋转运动提供压缩力以将自润滑格子元件300从未压缩状态移动到压缩配置，如图8B所示。这导致自润滑格子元件300符合转轮202的表面特征，并导致流体(例如先前描述的冷却流体或润滑剂)从自润滑格子元件300的孔隙312排出，从而产生在自润滑格子元件300和转轮202之间的冷却剂和/或润滑剂液体膜314，如图8B所示。

在发动机操作期间在自润滑格子元件300和转轮202之间形成的冷却剂和/或润滑剂液体膜314可以在自润滑格子元件300和转轮202之间提供额外的润滑。自润滑格子元件300与转轮202表面的组合构造以及自润滑格子元件300与转轮202之间冷却剂和/或润滑剂液体膜314的形成可以降低在发动机操作期间由自润滑格子元件300和转轮202之间的相对运动产生的摩擦系数。进而，这可以减少密封元件204和转轮202的物理磨损，并且可以更好地消散密封元件204和转轮202之间的摩擦产生的热量。

当发动机关闭时，或当发动机转速降低时，自润滑格子元件300上的压缩力也可以降低，并且垫可以返回到未压缩状态，如图8C所示。这允许孔隙312(图7D)重新膨胀，并且形成液体膜314的冷却剂和/或润滑剂可以返回到自润滑格子元件300中，如图8C所示。

自润滑格子元件300也可以用在前面讨论的非接触式和/或流体动力学密封组件中。在此类示例中，当发动机处于静止或怠速条件时，自润滑格子元件300与转轮202接触，如图8A所示。当发动机处于操作条件时，轴(即，先前描述的旋转轴31)和流体动力学沟槽(例如图4所示的流体动力学沟槽216)的旋转运动产生转轮202和密封元件204之间的空气膜316，如图8B所示。

在一些示例中，空气膜316可以包括厚度范围从1密耳到20密耳的加压空气层。在特定示例中，加压空气层的厚度可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20密耳。在一些示例中，包括空气膜316的加压空气层的厚度可以根据发动机轴(例如，先前描述的旋转轴31)和转轮202的旋转速度而变化。例如，当转轮202以低转速运行时，空气膜316可以具有较小的厚度，而当转轮202以高转速操作时，空气膜316可以具有较大的厚度。

空气膜316又将自润滑格子元件300从非压缩配置压缩到压缩配置，如图8B中最佳所示。当自润滑格子元件300被空气膜316压缩时，孔隙312(图7D)可以被压缩，并且包含在孔隙312中的流体(例如先前讨论的润滑剂和/或冷却流体)可以从孔隙312排出。在此类示例中，润滑剂和/或冷却液体可以与空气膜316混合和/或形成不同于空气膜的液体润滑层。在一些具体的示例中，例如图8B中所示的示例，润滑剂和/或冷却液体可以在自润滑栅子元件300和转轮202之间的间隙中与空气混合，以形成空气和雾化的润滑剂和/或冷却液体层。

在自润滑格子元件300和转轮202之间形成的流体层可以在发动机操作期间在自润滑格子元件300和转轮202之间提供额外的润滑。自润滑格子元件300与转轮202表面的组合构造和流体膜的形成(该流体膜包括空气膜316以及自润滑格子元件300和转轮202之间的冷却剂和/或润滑剂液体膜314)可以降低在发动机操作期间由自润滑格子元件300和转轮202之间的相对运动产生的摩擦系数。进而，这可以降低密封元件204和转轮202的物理磨损和由密封元件204和转轮202之间的摩擦产生的热量。

当发动机关闭时，或当发动机转速降低时，转轮202和密封元件204之间的气隙可以减小到相应的较小厚度。当这种情况发生时，自润滑格子元件300上的压缩力也可以降低，并且垫可以返回到未压缩状态，如图8C所示。这允许孔隙312重新膨胀，并且形成液体膜314的冷却剂和/或润滑剂可以返回到自润滑格子元件300中，如图8C所示。

应当理解，虽然自润滑格子结构(例如上述自润滑格子元件300)的使用已经在用于涡轮机发动机的轴承隔室的密封件的上下文中进行了讨论，但这种自润滑格子结构也可以用于各种界面，这些界面具有两个部件，当发动机处于操作条件时，这两个部件会以高旋转速度相对于彼此移动。

虽然上文已经描述了用于自润滑格子元件300的碳、石墨和石墨烯材料的使用，但是应当理解，其他材料可能适用于自润滑格子元件300以代替这些碳基材料。例如，自润滑格子元件300可以包括多孔金属结构和/或金属泡沫。多孔金属结构可以由许多合适的材料形成，包括多孔金属(例如镍、钛、铝、钢及其组合)，以及复合金属材料。通常，多孔金属结构包括多个相互连接的孔隙或空隙。孔隙或空隙能够保留流体，例如润滑剂或冷却剂，并且可以在发动机处于操作条件时释放保留的流体的一部分。

在使用多孔金属材料用于自润滑格子元件300的示例中，润滑剂的外部源，例如来自贮槽外壳102的润滑剂进料，或来自与界面层218连通的贮存器的滴入进料，可以包括在内以向界面层218提供稳定供应的润滑剂材料。外部润滑剂源通常可以包括贮存器和一个或多个通道以将润滑剂输送到自润滑格子元件300。

应当理解，在自润滑格子元件300包括多孔金属结构的示例中，自润滑格子元件300可以以多种合适的方式形成。例如，自润滑格子元件300可以通过各种方法在发动机(例如涡轮机发动机10)内的所需位置增材制造，包括3维打印、金属冷喷涂、电沉积或适用于在现有部件(例如转轮202和/或密封组件200的密封元件204)上形成多孔金属结构的任何其他方法。

图9描绘了迷宫式密封组件400，其可以包括迷宫式密封件104和自润滑格子元件300。迷宫式密封件104可以基本上类似于先前描述和图2中所示的密封组件100的迷宫式密封件104，并且可以以基本上相同的方式起作用，除了如下所示。

如图9所示，密封组件400可以包括迷宫式密封件104，其具有形成界面402的内表面136和外表面138。内表面136和外表面138之间的界面402可以包括多个接触元件，例如第一接触元件404和第二接触元件406，其在加压隔室124和轴承隔室120之间限定曲折路径。在一些示例中，例如图9所示的示例，第一自润滑格子元件300可以定位在第一接触元件404和外表面138之间，并且第二自润滑格子元件300可以定位在第二接触元件406和内表面136之间。虽然图9示出了密封组件400，其包括沿着界面402设置的两个自润滑格子元件300，但应理解，在其他示例中，密封组件400可以省略第一或第二碳垫中的一个。在这样的示例中，单个自润滑格子元件300可以定位在第一接触元件404和外表面138之间或者单个自润滑格子元件300可以定位在第二接触元件406和内表面136之间。

当包括密封组件400的涡轮机发动机操作时，密封组件400的内表面136与旋转轴31一起旋转。这导致自润滑格子元件300的压缩以及冷却剂和/或润滑剂液体膜314的形成，如先前在上文中描述的和在图8A到8C中示出的。以此方式，内表面136和外表面138沿着界面402的接触产生的热量可以更容易地消散并且可以减少密封组件400的部件之间的磨损。

图10描绘了碳密封组件500，其可以包括碳密封件106和自润滑格子元件300。碳密封件106可以基本上类似于先前描述的和图3B中所示的密封组件100的碳密封件106，并且可以以基本上相同的方式起作用，除了如下所示。

如图10所示，密封组件500可以包括径向碳密封件106，其在碳元件504和旋转轴31之间具有界面502。界面502将加压隔室124和轴承隔室120隔开。在一些示例中，密封组件500可以进一步包括带沟槽的卷回部152以最小化加压隔室124和轴承隔室120之间的润滑剂和/或冷却流体的流动。第一自润滑格子元件300可以定位在碳元件504和旋转轴31之间。第二自润滑格架300也可以定位在旋转轴31和卷回部152之间。虽然图10示出了密封组件500，其包括沿着界面502设置的两个自润滑格子元件300，但是应当理解，在其他示例中，密封组件500可以省略所示的自润滑格子元件300中的一个。在这样的示例中，单个自润滑格子元件300可以定位在旋转轴31和碳元件504之间，或者单个自润滑格子元件300可以定位在旋转轴31和卷回部152之间。

当包括密封组件500的涡轮机发动机操作时，密封组件500的内表面与旋转轴31一起旋转。这导致自润滑格子元件300的压缩以及冷却剂和/或润滑剂液体膜314的形成，如上文先前描述的和图8A到8C中示出的。在一些示例中，自润滑格子元件300可以设置在旋转轴31上，并且自润滑格子元件300的压缩可以以与上文所述的和图8A到8C中示出的方式类似的方式导致在自润滑格子元件300和碳元件504之间形成冷却剂和/或润滑剂液体膜314。在其他示例中，自润滑格子元件300可以设置在碳元件504上，并且自润滑格子元件的压缩可以导致在自润滑格子元件和旋转轴31之间形成冷却剂和/或润滑剂液体膜314。

在旋转轴31和卷回部152之间具有碳密封件的那些示例中，自润滑格子元件300可以优选地沿着旋转轴31设置并且被配置为符合卷回部152的沟槽和/或以流体动力学效应变形。在此类示例中，在涡轮机发动机的操作期间自润滑格子元件300的压缩可以以上述方式导致在自润滑格子元件300和卷回部152之间形成润滑剂和/或冷却剂层。

图11描绘了吸气面密封组件600，其可以包括碳垫，例如自润滑格子元件300。吸气面密封组件600可以包括可旋转构件602，其可操作地连接到旋转涡轮机轴，例如如上所述的涡轮机发动机10的旋转轴31。吸气面密封组件600还可以包括静止构件604，其相对于涡轮机发动机的固定外壳(例如如上所述的涡轮机发动机10的固定外壳39)是静止的。如图11所示，可旋转构件602包括转轮606，静止构件604包括密封元件608。自润滑格子元件300设置在转轮606和密封元件608之间以形成密封界面610。

在一些示例中，吸气面密封组件600可以配置为接触式密封件，如图11所示。在这些示例中的一些示例中，自润滑格子元件300可以设置在密封元件608上并且可以在包括吸气面密封组件600的涡轮机发动机处于操作条件时与转轮606旋转物理接触。然而，应当理解，在吸气面密封组件600是接触式密封件的其他示例中，自润滑格子元件300可以设置在转轮606上并且在包括密封组件600的涡轮机发动机处于操作条件时与密封元件608旋转物理接触。如上文所述，与自润滑格子元件300的旋转物理接触可以对自润滑格子元件300施加压缩力，并在密封组件600的旋转部分和静止部分之间形成冷却剂和/或润滑剂液体膜314。

在其他示例中，吸气面密封组件600可以配置为非接触式密封件，例如上面描述的那些。在这样的示例中，转轮606或密封元件608可以包括一个或多个流体动力学特征或沟槽，例如上面描述的那些。在这些示例中的一些示例中，自润滑格子元件300可以设置在密封元件608上并且转轮606和密封元件608之间的相对旋转运动可以在转轮606和自润滑格子元件300之间形成空气膜。然而，应当理解，在其他示例中，自润滑格子元件300可以设置在转轮606上，并且转轮606和密封元件608之间的相对旋转运动可以在密封元件608和自润滑格子元件300之间形成空气膜。空气膜的形成还可以以上述方式导致自润滑格子元件300的压缩以及在吸气面密封组件600的旋转部分和静止部分之间形成混合空气和冷却剂和/或润滑剂液体膜314。

上述自润滑格子材料也可以用作涡轮机发动机10内其他位置的耐磨套筒和/或耐磨垫。例如，图12示出了设置在涡轮机发动机(例如上述涡轮机发动机10)的风扇叶片44和风扇壳体40之间的耐磨套筒组件700。耐磨套筒组件700可以包括沿着风扇壳体40的内表面704设置的自润滑格子元件702，在风扇叶片44和自润滑格子元件702之间形成间隙706。

自润滑格子元件702可以具有多孔结构，其可以保留诸如润滑剂和/或冷却剂的流体。当涡轮机发动机10处于操作条件时，自润滑格子元件702也可以通过风扇叶片44相对于涡轮机发动机10的发动机壳体40的运动而弹性压缩。当涡轮机发动机处于操作条件时，这种压缩可以排出或部分排出流体或流体的一部分。润滑剂和/或冷却剂在排出时可以在涡轮机发动机10的风扇叶片44和自润滑格子元件702之间、在由自润滑格子元件702和风扇叶片44限定的间隙706内形成流体层。因此，在发动机处于操作条件时，添加自润滑格子元件702可以减少热量产生和磨损，并且在风扇叶片44与旋转轴31一起旋转时，可以防止风扇叶片44意外接触到风扇壳体40内部。这可以减少磨损并改善风扇叶片44和风扇壳体40内部的寿命周期。

在另一个示例中，耐磨套筒组件可以定位在压缩机组件内，例如涡轮机发动机的压缩机22。如图13所示，耐磨套筒组件800可以包括自润滑格子元件802，其设置在压缩机22(图1)内、在涡轮机发动机10的核心发动机14的旋转轴31和外部外壳18之间。在一些示例中，例如图13所示的示例，自润滑格子元件802可以沿着核心发动机14(图1)的外部外壳18的内表面804设置。在替代实施例中，自润滑格子元件802也可以沿着旋转轴31的外表面806设置。

自润滑格子元件802可以具有多孔结构，其可以保留诸如润滑剂和/或冷却剂的流体。当涡轮机发动机10处于操作条件时，自润滑格子元件802也可以通过旋转轴31相对于核心发动机14的外部外壳18的运动而弹性压缩。当涡轮机发动机10处于操作条件时，这种压缩可以排出或部分排出流体或流体的一部分。润滑剂和/或冷却剂在排出时可以在涡轮机发动机10的旋转轴31和自润滑格子元件802之间，或在自润滑格子元件802和核心发动机14的外部外壳18的内表面804之间形成流体层。因此，添加自润滑格子元件802可以减少热量产生和磨损，并可以保护压缩机22的部件免受发动机外壳(如外部外壳18)的固定部分的意外接触。这可以减少磨损并改善涡轮机发动机10的压缩机区段的寿命周期。

在替代实施例中，先前描述的任何自润滑元件可以单独使用或彼此组合使用。也就是说，自润滑密封件可以与定位在涡轮机发动机的风扇叶片和/或压缩机处的任何数量的耐磨套筒组件一起使用，或者这些部件中的任何部件可以单独使用。

先前描述的各种密封组件和可压缩碳微结构格子元件可以各自用于在涡轮风扇发动机的操作期间改善远离密封界面的热传递，减少沿着密封界面的摩擦，并减少密封部件的磨损。很容易理解，这些密封组件和碳微结构格子元件可以单独使用或彼此组合使用。

鉴于所公开的实施例的原理可以应用到的许多可能的实施例，应该认识到所示出的实施例只是实施例的优选示例而不应该被视为限制实施例的范围。相反，实施例的范围由所附权利要求限定。

本公开的进一步方面由以下条项的主题提供：

一种涡轮机，包括沿着中心线延伸的旋转轴和相对于所述中心线在径向方向上定位在所述旋转轴的外部的固定外壳；和密封组件，所述密封组件包括静态地联接到所述旋转轴的转轮、静态地联接到所述固定外壳的密封元件以及设置在所述转轮与所述密封元件之间的自润滑格子元件；其中，当所述涡轮机处于操作条件时，所述转轮与所述旋转轴一起并相对于所述密封元件旋转，并且其中，所述自润滑格子元件具有多孔结构。

根据前述条项所述的涡轮机，其中，所述自润滑格子元件联接到所述密封元件，并且当所述涡轮机处于操作条件时，所述转轮相对于所述自润滑格子元件旋转。

根据任何前述条项所述的涡轮机，其中，所述自润滑格子元件联接到所述转轮，并且当所述涡轮机处于操作条件时，所述自润滑格子元件相对于所述密封元件旋转。

根据任何前述条项所述的涡轮机，其中，所述自润滑格子元件是第一自润滑格子元件，并且所述密封组件进一步包括第二自润滑格子元件，并且其中，所述第一自润滑格子元件联接到所述密封元件并且所述第二自润滑格子元件联接到所述转轮。

根据任何前述条项所述的涡轮机，其中，所述自润滑格子元件是可压缩自润滑格子元件，能够在所述涡轮机不处于操作条件时的非压缩状态和所述涡轮机处于所述操作条件时的压缩状态之间弹性变形。

根据任何前述条项所述的涡轮机，其中，当所述可压缩自润滑格子元件处于所述非压缩状态时，所述可压缩自润滑格子元件的所述多孔结构包含流体，并且当所述可压缩自润滑格子元件变形至所述压缩状态时，所述流体的至少一部分从所述可压缩自润滑格子元件的所述多孔结构排出。

根据任何前述条项所述的涡轮机，其中，当所述可压缩自润滑格子元件处于所述压缩状态时，所述流体在所述可压缩自润滑格子元件和所述密封元件之间形成流体层。

根据任何前述条项所述的涡轮机，其中，当所述可压缩自润滑格子元件处于所述压缩配置时，所述流体在所述可压缩自润滑格子元件和所述密封元件之间形成流体层。

根据任何前述条项所述的涡轮机，其中，所述流体是润滑剂或冷却剂。

根据任何前述条项所述的涡轮机，其中，所述自润滑格子元件包括石墨、石墨烯、碳或其组合。

根据任何前述条项所述的涡轮机，其中，所述自润滑格子元件包括选自镍、钛、铝、钢、它们的合金和它们的金属复合物的多孔金属。

根据任何前述条项所述的涡轮机，其中，所述密封组件进一步包括润滑剂源。

根据任何前述条项所述的涡轮机，其中，所述润滑剂源包括润滑剂贮存器和从所述润滑剂贮存器延伸到所述自润滑格子元件的通道。

根据任何前述条项所述的涡轮机，其中，所述密封元件形成为单独的部件，并且所述转轮或所述密封元件中的一个包括接收所述自润滑格子元件的槽。

根据任何前述条项所述的涡轮机，其中，所述密封组件是接触式密封组件，其中当所述涡轮机发动机处于操作条件时，所述自润滑格子元件与所述转轮和所述密封元件接触。

根据任何前述条项所述的涡轮机，其中，所述密封组件是非接触式密封组件，所述非接触式密封组件包括设置在所述转轮上的一个或多个流体动力学沟槽，其中，所述自润滑格子元件设置在所述密封元件上，并且当所述涡轮机发动机处于操作条件时，在所述自润滑格子元件和所述转轮之间形成空气膜。

根据任何前述条项所述的涡轮机，其中，所述密封组件是非接触式密封组件，所述非接触式密封组件包括设置在所述密封元件上的一个或多个流体动力学沟槽，其中，所述自润滑格子元件设置在所述转轮上，并且当所述涡轮机发动机处于操作条件时，在所述自润滑格子元件和所述密封元件之间形成空气膜。

一种用于涡轮机的密封组件，所述涡轮机包括沿着中心线轴线延伸的旋转轴和相对于所述中心线轴线在径向方向上定位在所述旋转轴的外部的固定外壳，所述密封组件包括：静态地联接到所述旋转轴的转轮；静态地联接到所述固定外壳的密封元件；和可压缩自润滑格子元件，所述可压缩自润滑格子元件包括联接到所述转轮的多孔结构并设置在所述转轮和所述密封元件之间，其中，当所述涡轮机处于操作条件时，所述转轮与所述旋转轴一起并相对于所述密封元件旋转，其中，所述转轮或所述密封元件中的一个包括一个或多个流体动力学沟槽，所述一个或多个流体动力学沟槽被配置为当所述涡轮机处于所述操作条件时在所述转轮和所述密封元件之间形成气隙，并且其中，所述密封元件和所述可压缩自润滑格子元件之间的所述气隙中的压力将所述可压缩自润滑格子元件从非压缩状态压缩到压缩状态。

根据任何前述条项所述的密封组件，其中，当所述涡轮机不处于操作条件时，所述可压缩自润滑格子元件与所述转轮接触。

根据任何前述条项所述的密封组件，其中，当所述可压缩自润滑格子元件处于所述非压缩状态时，所述可压缩自润滑格子元件的所述多孔结构包含液体，并且至少部分排出所述液体以形成包含所述液体和空气的混合膜，所述混合膜设置在所述可压缩自润滑格子元件和所述转轮之间。根据任何前述条项所述的密封组件，其中，所述液体是冷却剂或润滑剂。

根据任何前述条项所述的密封组件，其中，所述可压缩自润滑格子元件包括多孔石墨或石墨烯。

根据任何前述条项所述的密封组件，其中，所述可压缩自润滑格子元件在所述转轮和所述密封元件之间形成界面层。

根据任何前述条项所述的密封组件，其中，所述密封组件包括在涡轮机发动机的贮槽密封件中。

根据任何前述条项所述的密封组件，其中，所述密封组件包括在涡轮机发动机的迷宫式密封件中。

根据任何前述条项所述的密封组件，其中，所述密封组件包括在涡轮机发动机的吸气面密封件中。

根据任何前述条项所述的密封组件，其中，所述密封组件进一步包括卷回部，所述卷回部配置为减少所述转轮和所述密封元件之间的润滑剂的流动。

一种用于涡轮机的耐磨套筒，所述涡轮机包括沿着中心线轴线延伸的旋转轴和相对于所述中心线轴线在径向方向上定位在所述旋转轴的外部的固定外壳，所述耐磨套筒包括设置在所述涡轮机的所述旋转轴和所述固定外壳之间的自润滑格子元件；并且其中，所述自润滑格子元件包括多孔结构并且被配置为当所述涡轮机处于怠速状态时保留流体并且当所述涡轮机处于操作条件时释放所述流体的一部分。

根据任何前述条项所述的耐磨套筒，其中，所述流体是冷却剂或润滑剂。

根据任何前述条项所述的耐磨套筒，其中，所述涡轮机包括固定到所述旋转轴的多个风扇叶片，并且所述自润滑格子元件定位在所述风扇叶片的径向外侧和所述固定外壳的径向内侧。

根据任何前述条项所述的耐磨套筒，其中，所述涡轮机包括核心发动机，所述核心发动机具有设置在围绕所述旋转轴的核心发动机外壳内的压缩机区段，并且其中，所述自润滑元件设置在所述压缩机区段中、在所述旋转轴和所述核心发动机外壳之间。

一种用于涡轮机的密封组件，所述涡轮机包括沿着中心线延伸的旋转轴和相对于所述中心线在径向方向上定位在所述旋转轴的外部的固定外壳，所述密封组件包括固定地联接到所述旋转轴的转轮；固定地联接到所述固定外壳的密封元件；和设置在所述转轮和所述密封元件之间的自润滑格子元件，其中，当所述涡轮机处于操作条件时，所述转轮与所述旋转轴一起并相对于所述密封元件旋转；并且其中，所述自润滑格子元件具有多孔结构，当所述涡轮机处于操作条件时，所述多孔结构与所述转轮和所述密封元件接触。