涡轮机吸引式面密封组合件制造技术

技术编号:18931419 阅读:23 留言:0更新日期:2018-09-15 09:24
在涡轮机的可旋转部件与不可旋转部件之间的涡轮机的高压区域与低压区域之间的吸引式面密封件包括气体轴承可旋转表面和不可旋转表面,不可旋转表面安装在不可旋转部件上的环形滑块上。回缩构件使环形滑块回缩远离可旋转部件且使不可旋转表面回缩远离可旋转表面,且包括轴向设置在滑块与不可旋转发动机部件之间的沿圆周隔开的非卷曲弹簧。

Suction face seal assembly for turbine

The suction face seals between the high pressure region and the low pressure region of the turbine between the rotatable and non-rotatable parts of the turbine include the rotatable and non-rotatable surfaces of the gas bearing, and the non-rotatable surfaces are mounted on the ring slider of the non-rotatable parts. The retracting member retracts the annular slider away from the rotatable part and the non-rotatable surface away from the rotatable surface, and includes a non-curling spring arranged axially between the slider and the non-rotatable engine part separated by a circumference.

【技术实现步骤摘要】
涡轮机吸引式面密封组合件
本专利技术大体上涉及转子与定子组合件之间的吸引式面密封件,且更确切地说,涉及具有回缩弹簧的吸引式面密封件。
技术介绍
吸引式面密封件通过限制高压区与低压区之间的流动而最小化例如压缩空气或燃烧气体的流体的泄漏。吸引式面密封件通过补偿转子与定子之间可能存在的间隙的变化来控制泄漏。已公开供用于旋转机械中的此类密封件,旋转机械包括但不限于用于产生动力以及用于飞机和船舶推进的燃气涡轮发动机。经由燃气涡轮发动机密封组合件的流体泄漏可能会显著增大燃料消耗且不利地影响发动机效率。此外,流体泄漏可能引起其它组件损坏和/或增大总体发动机维护成本。由于密封组合件的位置和/或操作环境,至少一些已知密封组合件可能随时间推移而劣化。吸引式面密封件的一些实施例将转子配置为朝向相反的可旋转第一密封元件与不可旋转第二密封元件。所述可旋转第一密封元件附接到转子或为转子的整体部分。同样,此类密封件通常具有支撑所述不可旋转第二密封元件的定子,所述不可旋转第二密封元件附接到滑块或为滑块的整体部分。通常为螺旋弹簧的回缩弹簧用来在低功率条件或无功率条件期间分离所述旋转第一第二密封元件与所述非旋转第二密封元件或使其回缩。所述不可旋转第二密封元件安装在由定子支撑的滑块上。此类吸引式面密封件的实例公开于通用电气公司(GeneralElectricCompany)在印度提交的档案号为279249和280429的专利申请中,所述专利申请转让给受让人通用电气公司且以引用的方式并入。档案号279249标题为“抗锥旋吸引式面密封件(ANTI-CONINGASPIRATINGFACESEAL)”,且在印度于2016年4月14日以序列号2016/41013072提交。档案号280429标题为“吸引式面密封齿配置(ASPIRATINGFACESEALTOOTHCONFIGURATION)”,且在印度于2016年5月11日以序列号2016/41016504提交。颁予Brauer等人的在2004年1月13日发布且标题为“具有轴向延伸密封齿的吸引式面密封件(AspiratingFaceSealwithAxiallyExtendingSealTeeth)”的第6,676,369号美国专利公开一种燃气涡轮发动机吸引式面密封件,所述燃气涡轮发动机吸引式面密封件包括可旋转发动机部件和不可旋转发动机部件以及其间的泄漏路径。围绕中心线的环形大体平面的可旋转及不可旋转气体轴承表面(gasbearingfacesurface)分别以可操作方式与可旋转发动机部件及不可旋转发动机部件相关联。径向内齿圈和外齿圈跨越所述泄漏路径轴向延伸远离所述可旋转气体轴承表面和不可旋转气体轴承表面中的第一个且朝向气体轴承表面中的第二个。辅助密封件包括跨越泄漏路径从所述可旋转和不可旋转气体轴承表面中的第二个朝向可旋转和不可旋转气体轴承表面中的第一个径向延伸的环形限流器齿。卷曲弹簧用来分离气体轴承表面。已知密封设计还包括从定子轴向跨越气坝且从气坝径向向内延伸的吸引器齿,其中吸引器齿具有与转子隔开且在转子附近的尖端。还值得指出的是,吸引式面密封件技术使用例如“空气轴承”、“气坝”和“气流”的短语,其中应理解,词“空气”用来描述密封件的工作流体。吸引式面密封件的工作流体可以包括但不限于压缩空气、燃烧气体和/或蒸气。注意,吸引式面密封件为非接触式密封件,原因在于所述密封件的第一部分与第二部分并不意欲触碰,而可能在短时间周期期间经历摩擦。滑块具有滑动界面以引导安装在定子或支撑件上的非旋转密封部件。这些界面允许非旋转密封部件轴向平移,但防止刚性主体在径向方向上运动或在周向方向上旋转。这些滑动界面还允许少量倾斜以适应密封件的旋转部分与非旋转部分之间的未对准。这些滑动界面会经受磨损。需要减少或消除滑动界面的磨损。
技术实现思路
一种涡轮机吸引式面密封组合件包括吸引式面密封件,所述吸引式面密封件可操作用于限制高压空气在发动机的不可旋转部件与所述发动机的可旋转部件之间从所述发动机的相对较高压力区域泄漏到所述发动机的相对较低压力区域。所述可旋转发动机部件与所述不可旋转发动机部件分别包括气体轴承可旋转表面和不可旋转表面,所述不可旋转表面在轴向上可滑动地安装在所述不可旋转发动机部件上的环形滑块上,且回缩构件用于使所述环形滑块回缩远离所述可旋转部件且使所述不可旋转表面回缩远离所述可旋转表面。所述回缩构件包括多个沿圆周隔开的非卷曲或至少部分扁平的弹簧,且所述弹簧中的每一个轴向设置在所述滑块与所述不可旋转发动机部件之间。所述弹簧中的每一个可以大体上平坦或为片簧,且包括第一末端和第二末端以及其间的中间部分,所述第一末端与所述第二末端分别安装或附接到在所述不可旋转部件及所述滑块上或附接到所述不可旋转部件及所述滑块上的第一安装凸耳或突片及第二安装凸耳或突片。所述第一末端可以安装在托架上,所述托架安装到所述第一安装凸耳或突片上或附接至所述第一安装凸耳或突片。所述弹簧可以被布置或定向成用于在所述滑块接触或摩擦所述可旋转部件的情况下使所述滑块回缩。所述弹簧可以是片簧,该片簧包括第一末端和第二末端以及其间的大体上平坦且平直的中间部分,所述第一末端与所述第二末端可以分别安装或附接到第一安装凸耳或突片及第二安装凸耳或突片,所述第一安装凸耳或突片及第二安装凸耳或突片在所述不可旋转部件及所述滑块上或附接至所述不可旋转部件及所述滑块,且所述弹簧可以在所述可旋转部件的转子方向上围绕所述可旋转部件的中心线旋转轴线弹动(clock)。所述片簧可以具有在所述第一末端和所述第二末端以及所述中间部分中的恒定高度。所述片簧中的每一个可以包括在所述第一末端和所述第二末端中的螺栓孔,且所述第一末端和所述第二末端的厚度大于所述中间部分的厚度。所述密封组合件可以进一步包括在所述中间部分与所述第一末端和所述第二末端之间的厚到薄过渡区段。所述片簧可以包括为菱形的所述第一末端和所述第二末端,所述第一末端和所述第二末端的高度大于所述中间部分,且所述第一末端和所述第二末端以及所述中间部分具有均一厚度。所述片簧可以包括在所述中间部分中的带槽或栅格结构,所述带槽或栅格结构包括在所述中间部分中的狭槽,且所述中间部分的高度可以大于所述第一末端和所述第二末端。所述片簧可以包括所述中间部分为楔形且具有可变高度,且所述第一末端和所述第二末端以及所述中间部分具有均一厚度。所述密封组合件的实施例可以包括所述片簧中的每一个具有第一末端和第二末端以及其间的中间部分,所述第一末端和所述第二末端以及所述中间部分与第一安装凸耳或突片和所述不可旋转部件集成且成整体,且所述第一安装凸耳或突片在所述不可旋转部件上或附接到所述不可旋转部件。所述密封组合件可以进一步包括从所述第二末端向后延伸且位于所述第二末端中的螺栓孔径向向外处的定位突片。所述中间部分的一些实施例可以包括S形自由状态形状以及连接到轴向向后弧形区段的轴向向前弧形区段和其间的反曲点。所述弹簧可以是发夹式弹簧,其中所述中间部分为双支腿U形中间部分,该双支腿U形中间部分包括连接到所述第一末端的沿圆周延伸的前第一支腿和连接到所述第二末端的沿圆周延伸的后第二支腿。U形弯曲部设置在所述第一支腿与所述第二支腿之间且连接所述第一支腿与所述第二支腿。所述第一本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种涡轮机吸引式面密封组合件,包括:吸引式面密封件,其能操作用于限制高压空气在发动机的不可旋转部件与所述发动机的可旋转部件之间从所述发动机的相对较高压力区域泄漏到所述发动机的相对较低压力区域,所述可旋转发动机部件与所述不可旋转发动机部件分别包括气体轴承可旋转表面与不可旋转表面,所述不可旋转表面在轴向可滑动地安装在所述不可旋转发动机部件上的环形滑块上,回缩构件,其用于使所述环形滑块回缩远离所述可旋转部件且使所述不可旋转表面回缩远离所述可旋转表面,所述回缩构件包括多个沿圆周隔开的非卷曲弹簧,且所述弹簧中的每一个轴向设置在所述滑块与所述不可旋转发动机部件之间。

【技术特征摘要】
2017.03.06 US 15/4501301.一种涡轮机吸引式面密封组合件,包括:吸引式面密封件,其能操作用于限制高压空气在发动机的不可旋转部件与所述发动机的可旋转部件之间从所述发动机的相对较高压力区域泄漏到所述发动机的相对较低压力区域,所述可旋转发动机部件与所述不可旋转发动机部件分别包括气体轴承可旋转表面与不可旋转表面,所述不可旋转表面在轴向可滑动地安装在所述不可旋转发动机部件上的环形滑块上,回缩构件,其用于使所述环形滑块回缩远离所述可旋转部件且使所述不可旋转表面回缩远离所述可旋转表面,所述回缩构件包括多个沿圆周隔开的非卷曲弹簧,且所述弹簧中的每一个轴向设置在所述滑块与所述不可旋转发动机部件之间。2.根据权利要求1所述的密封组合件,其特征在于:所述弹簧中的每一个为片簧,所述片簧包括第一末端和第二末端以及其间的大体上平坦且平直的中间部分,所述第一末端与所述第二末端分别安装或附接到在所述不可旋转部件和所述滑块上或附接到所述不可旋转部件和所述滑块的第一安装凸耳或突片及第二安装凸耳或突片。3.根据权利要求2所述的密封组合件,其特征在于:其包括安装在托架上的所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员:BJ普伦格尔RA维斯林NEM吉布森RS贾尼格尔NA哈迪卡AA库尔卡尼
申请(专利权)人:通用电气公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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