C形密封环制造技术

一种密封环（３０），包括轴向相对的第一环和第二环（３２，３４），它们通过一与之共同延伸的腹板（３６）连接在一起，在如此连接成一体的密封环中有一周向开口。这两个环截面呈弧形，带有径向的外密封面和内密封面（４０、４２、４４、４６）。腹板（３６）沿径向位于外密封面（４０，４４）和内密封面（４２、４６）之间。环（３２、３４）分别被置于相邻部件（２４、２６）的相应的槽中，以在其间产生密封效果并且容纳由热变形而产生的不同的径向和轴向位移。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及一种燃气轮机，尤其是指其中的密封件。在燃气轮机中，空气在压气机中被压缩，在燃烧室中和燃料混合，然后点火燃烧产生热的燃烧气体，燃烧气体流入几个透平级从而输出能量。压缩空气处于燃烧室的周围，并用来冷却其衬套，压缩空气同样也用来冷却发动机的其他零件。由于燃气轮机是由适当配合在一起的固定部件组成，部件之间必须要有各种类型的静密封以减少或防止压缩空气或热的燃烧气体不良的泄漏。密封件具有各种不同的横截面结构以专门密封各种不同的部件。例如，根据需要密封的各种具体情况，可以是W形、E形或简单的圆形截面。有些密封件呈全封闭的环形，或者是在某个位置有周边开口以消除不良的圆周应力。另一种类型的密封件是平直的片状，放置在相互邻接的部件之间的狭缝中。密封件会承受在相互邻接的部件之间的各种不同的热位移，包括径向位移、轴向位移或两种方向的位移。相对径向和轴向的偏移一般发生在燃烧室外衬的尾端和与之相互毗连的高压燃气喷嘴外圈的前端之间。在燃烧室产生的燃烧气体的高温下，外衬径向向外膨胀的程度要大于外圈。并且，两个部件之间的轴向间隙也会在工作过程中相当地扩大。因此，在这个位置应用某种形式的片状密封，也就是说一种填补径向狭缝的径向片状密封来调节各种径向位移，一种填补轴向缝隙的轴向片状密封来适于各种轴向位移。然而，由于这种片状密封的截面形状是直的并且在工作中会扭曲，其密封性能会打折扣。而且，一些密封件是分段的，因而会在各段之间密封性能会被破坏。因此，需要提供一种效果更好的密封件来密封燃气轮机固定零件之间不同径向和轴向的位移产生的高偏移。一种密封环，包括轴向相对的第一环和第二环，它们通过一与之共同延伸的腹板连接在一起，在如此连接成一体的密封环中有一周向开口；这两个环截面呈弧形，带有径向的外密封面和内密封面。腹板沿径向位于外密封面和内密封面之间。各环被置于相邻部件的相应的槽中，以在其间产生密封效果，容纳由热变形而产生的径向和轴向位移。依照较佳实施例及其进一步的目的和效果，下面结合附图对本专利技术作更具体的描述。附图说明图1是燃气轮机一部分的轴向剖面图，含有一本专利技术实施例的位于燃烧室外衬和涡轮喷嘴外圈之间的密封。图2是图1中所示的本专利技术实施例的环形密封的正面视图。图3是圆圈3所指的安装在外衬和外圈之间的密封的放大的轴向剖面图。图4是图3所示的环形密封的一部分的透视图。图1所示是燃气轮机10的一部分，它关于纵向或者说轴向的中心轴线12轴对称。燃气轮机包括一个多级的轴向压缩室(图中未示出)用来压缩空气14，空气14被引导入一环形燃烧室16，并在其内和燃料混合燃烧生成热燃烧气体18。燃烧室16位于一燃烧室壳体20里面，将燃气18排入下游的高压透平喷嘴22。喷嘴22的下游是高、低压力的透平级(未示出)，这些压力级从燃气中吸取能量为压气机提供能量，最主要的还是为推动飞行器前进提供推动力。燃烧室16包括一径向的外衬24，它形成燃烧气体18径向的外部边界。喷嘴22包括一径向的外圈26，它形成喷嘴内部的燃烧气体径向的外部边界，多个圆周布置的喷嘴叶片28自外圈26径向向内伸展形成燃烧气体的通道。燃烧室还包括环形的内壳，它与喷嘴的环形内圈相互接合，在燃烧气体18从燃烧室进入喷嘴时形成一径向的内部流道的边界。由于燃烧室和喷嘴是各自独立制作的部件，在燃气轮机中它们必须装配在一起并且适当密封以防止压缩空气14或燃烧气体18的泄漏。在工作中，一部分压缩空气14包围壳体20里的燃烧室，其压力大于里面的燃烧气体。为了防止压缩空气14泄漏进入燃烧室和喷嘴之间的燃气流道，在外衬24和外圈26之间安装一环形密封30。如果没有放置在外壳和外圈之间的环形密封30，发动机10的建造和运行都是很普通的。外衬和外圈的密封结合处承受由于在工作过程中热燃烧气体18产生的膨胀和收缩而引起的径向和轴向的相对较高的偏移。因此，依照本专利技术，密封30用来适应此位置较高的径向和轴向的偏移，它是用一相对简单而有效的设计来取得最大的密封效果。通过图2中单独所示和图3中的截面放大图，高偏移密封环30得以更明确地描述。本密封环包括相对的第一环和第二环32、34，它们通过与之共同延伸的隔膜或腹板36相互连接成一体，在此连接成一体的密封环中有一圆周的缺口或开口并处于一集体环路中，如图2所示。开口38在一定位置上阻止密封环的圆周伸展，从而防止产生不良的圆周应力。所述密封环可以在图3和图4中更加具体地说明。第一密封环32横截面呈弧形，带有径向的第一外部和内部密封面40、42，沿着密封环周边伸展。相类似地，第二环34横截面呈弧形，带有径向的第二外部和内部密封面44、46，同样沿着密封环周边伸展。腹板36在横截面中沿径向位于第一环和第二环的外和内密封面之间，它具有减少的惯性弯矩以保持密封环的弹性，使其在工作过程中在外衬24和外圈26之间产生不同的径向热位移时扭曲。例如，如图4所示，第一环和第二环最好相互在轴向上向外凸出，同时又相互轴向地向内凹进，并且沿径向并行排列或共同伸展。而且第一环和第二环轴向上是相互分开的，腹板36在它们之间伸展。在图4所示的最佳实施例中，腹板36和相对的两个密封环的第一内密封面和第二内密封面42，46结合为一体，而两环的外密封面40、44却不结合在一起，被轴向伸展的腹板36简单地轴向隔开。在最佳实施例中，第一和第二环的截面上呈半圆形，而腹板36的轴向横截面基本上是直的。第一环和第二环以及整个腹板最好是一层或多层的标准规格的无孔金属片的形式。图4中所示是叠在一起的两层或两组金属片，以使内层可以跨越图2所示的周向开口38伸展，从而与外层结合并跨接开口以提高密封效果，同时使得密封环30可以在圆周方向无阻碍地膨胀和收缩。如图3所示，带有第一环和第二环32、34的密封环30安装在外衬24和外圈26之间，第一环和第二环相互轴向平行并且相对发动机中心线的半径距离相等。腹板36最好径向上位于第一和第二内密封面42、46的外部，第一和第二外密封面40、44的内部，减少密封环30的惯性弯矩以提供其挠性。尽管有特殊的截面，然而密封环30是一除了圆周开口38之外的完整的密封环，并且在三个方向上自由活动。本专利技术密封圈的呈部分环行轨道的轴向横截面在适应径向和轴向两个方向的不同的高偏移时提供了外衬和外圈之间的有效的密封，而不是主要靠密封本身限制这些不同的位移，并且没有过载和应力。如图3所示，可以更具体地看出，外衬24形成一燃烧气体18通过的第一环形部件，并在其尾端有一轴向上的面对尾部的环座或凹槽48，它通过企口(tongue-and-groove)密封以滑动接触的方式容纳第一密封环32。相类似地，外圈26形成一和外衬24同轴装配的第二环形部件，它的前端有一沿轴向向前的第二环形座或槽50，它通过企口密封以滑动接触的方式容纳第二密封环34。外衬24和外圈26在第一和第二凹槽48、50处是轴向分开的，腹板36在它们之间轴向伸展。在工作中基本上是通过第一内密封面42与第一凹槽48周边的底部接触和通过第二内密封面46与第二凹槽50周边的底部接触来产生密封效果。介于两者之间的腹板36是无孔的，承受密封径向的各种不同的压力，提高第一和第二内密封面42、46和它们的座之间的密封接触效果。此外，第一和第二外密封面40、4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种密封环，包括轴向相对的第一环和第二环，它们通过一与之共同延伸的腹板连接在一起，在如此连接成一体的密封环中有一周向开口；所述的第一环截面呈弧形，带有径向的内密封面和外密封面；所述的第二环截面呈弧形，带有径向的内密封面和外密封面；所述的腹板沿径向布置在所述的第一环和第二环的外部和内部密封面之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：EH拉姆佩斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]