用于旋转机器的抽吸面密封组件制造技术

一种用于旋转机器的密封组件，包括与机器的旋转部件相对的密封支承面，和与密封支承面联接的滑动装置。滑动装置响应于旋转机器的加压而朝向旋转部件轴向移动。滑动装置包括交叉端口，并且密封支承件包括供给端口。供给端口延伸通过密封支承面，以在密封支承面和旋转部件之间形成膜支承件的空气静力学部分。密封支承面和/或旋转部件具有非平坦表面，该非平坦表面在旋转部件相对于密封支承面的面旋转运动期间，形成膜支承件的空气动力学部分。

Seal as-suction face for rotating machine

【技术实现步骤摘要】
用于旋转机器的抽吸面密封组件
本文描述的主题涉及旋转机器中的旋转部件和固定部件之间的密封组件。
技术介绍
许多旋转机器，例如燃气涡轮、蒸汽涡轮、飞行器发动机、超临界CO2涡轮、压缩机和其他旋转机器，在移动部件(例如，转子)和固定部件(例如，定子)之间具有密封件。这些密封件有助于减少转子和定子之间的流体泄漏。转子和定子之间泄漏的增加会显著地降低由旋转机器所产生的动力；从而降低了旋转机器的操作效率。在旋转部件和固定部件之间的一些已知密封件提供了横跨密封件的令人满意的压降。但是，可以对这些密封件进行改进，以便通过减少横跨密封件的流体泄漏来进一步增加横跨密封件的压降。
技术实现思路
在一个实施例中，提供了一种用于旋转机器的密封组件。密封组件被构造成定位在旋转机器的旋转部件和固定部件之间。密封组件包括密封支承件(bearing)和滑动装置，密封支承件具有与旋转机器的旋转部件相对的面，滑动装置与密封支承件联接。滑动装置被构造成定位在旋转机器中的第一流体压力体积(volume)与旋转机器中的不同的第二流体压力体积之间。滑动装置被构造成响应于旋转机器的加压而平行于旋转机器的旋转轴线并且朝向旋转机器的旋转部件轴向移动。滑动装置包括一个或多个交叉端口，并且密封支承件包括一个或多个供给端口。一个或多个供给端口延伸通过密封支承件的面，以便在密封支承件的面与旋转机器的旋转部件之间形成膜支承件的一个或多个空气静力学部分。密封支承件的面或旋转部件是非平坦表面，在旋转部件相对于密封支承件的面旋转运动期间，该非平坦表面在密封支承件的面和旋转机器的旋转部件之间形成膜支承件的一个或多个空气动力学部分。在一个实施例中，提供了一种用于旋转机器的密封组件。密封组件被构造成定位在旋转机器的旋转部件和固定部件之间。密封组件包括密封支承件和滑动装置，密封支承件具有与旋转机器的旋转部件相对的面，滑动装置与密封支承件联接。滑动装置被构造成定位在旋转机器中的第一流体压力体积与旋转机器中的不同的第二流体压力体积之间。滑动装置被构造成响应于旋转机器的加压而平行于旋转机器的旋转轴线并且朝向旋转机器的旋转部件轴向移动。滑动装置包括交叉端口，并且密封支承件或旋转部件中的一个或多个包括供给端口。一个或多个供给端口在密封支承件的面和旋转机器的旋转部件之间形成空气静力学膜支承件。供给端口形成通过旋转部件或密封支承件的面中的一个或多个的不同尺寸的开口。在一个实施例中，提供了一种用于旋转机器的密封组件。密封组件被构造成定位在旋转机器的旋转部件和固定部件之间。密封组件包括密封支承件和滑动装置，密封支承件具有与旋转机器的旋转部件相对的面，滑动装置与密封支承件联接，滑动装置被构造成定位在旋转机器中的第一流体压力体积与旋转机器中的不同的第二流体压力体积之间。滑动装置被构造成响应于旋转机器的加压而平行于旋转机器的旋转轴线并且朝向旋转机器的旋转部件轴向移动。滑动装置包括交叉端口，并且密封支承件包括供给端口，其中供给端口延伸通过密封支承件的面，以便在密封支承件的面上形成不同尺寸的开口。供给端口被构造成在密封支承件的面与旋转机器的旋转部件之间形成膜支承件的空气静力学部分。密封支承件的面是非平坦表面，在旋转部件相对于密封支承件的面旋转运动期间，该非平坦表面在密封支承件的面和旋转机器的旋转部件之间形成膜支承件的空气动力学部分。附图说明通过参考附图阅读以下非限制性实施例的描述，将更好地理解本专利技术主题，其中：图1示出了抽吸面(aspiratingface)密封组件的一个实施例的横截面视图；图2示出了图1所示的密封组件的操作；图3还示出了图1所示的密封组件的操作；图4示出了当旋转机器被加压时作用在图1所示的密封组件的部件上的力；图5示出了通过图1所示的密封组件形成的膜支承件的刚度曲线的实例；图6示出了在图1所示的滑动装置的密封支承(bearing)面上的空气动力学力产生特征的一个实例；图7示出了在图1所示的滑动装置的密封支承面上的空气动力学力产生特征的另一实例；图8示出了在图1所示的滑动装置的密封支承面上的空气动力学力产生特征的另一实例；图9示出了在图1所示的滑动装置的密封支轴面上的空气动力学力产生特征的另一实例；图10示出了具有不同直径的供给端口的操作的一个实例；图11示出了具有不同直径的供给端口的操作的另一个实例；图12示出了具有不同尺寸的供给端口的密封支承面的一个实施例；图13示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；图14示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；图15示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；图16示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；图17示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；图18示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；图19示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；图20示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；图21示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；图22示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；图23示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；图24示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；图25示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；和图26示出了用于防止或减少旋转机器的较高流体压力体积与旋转机器的较低流体压力体积之间的流体泄漏的方法的一个实施例的流程图。具体实施例本文所述的专利技术主题的一个或多个实施例提供了用于旋转机器的密封组件。密封组件是水膜(film-riding)混合式空气静力学-空气动力学密封件，用于密封燃气涡轮、蒸汽涡轮、飞行器发动机、超临界CO2涡轮、离心压缩机和其他旋转机器中的转子-定子周向间隙。如本文所使用的，术语“空气静力学(aerostatic)”和“空气动力学(aerodynamic)”用于指代在密封组件和转子之间形成的流体膜中的承载压力的类型。空气静力学力是由于加压而产生的流体膜力，因而本质上是与压力有关的。空气动力学力是流体膜中的力，其取决于转子旋转的速度。术语“空气流动学(aero)”或流体不应将本文描述的专利技术主题的所有实施例限制为空气作为工作流体。密封组件可与其他工作流体一起工作，例如氮气、氢气、超临界和气态CO2、和蒸汽。在一个实施例中，密封件包括形成360度组件以减少转子-定子泄漏的若干分段的组件。图1示出了抽吸面密封组件100的一个实施例的横截面视图。密封组件100是水膜面密封件，其在旋转机器(例如，涡轮机)中的较高流体压力侧或体积102(也可以称为外侧或体积)与较低流体压力侧或体积104(也可以称为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转机器，其特征在于，包括：/n旋转部件，所述旋转部件被构造成相对于固定部件围绕旋转轴线旋转；和/n抽吸密封组件，所述抽吸密封组件设置在所述旋转部件和所述固定部件之间，所述密封组件具有与密封支承件联接的滑动装置，所述滑动装置被构造成在(a)第一流体压力体积与(b)不同的第二流体压力体积之间产生压降，所述第一流体压力体积在所述滑动装置和所述旋转部件的径向外侧，所述第二流体压力体积沿着一个或多个径向方向在所述滑动装置与所述旋转部件之间在所述滑动装置的径向内侧，所述滑动装置被构造成响应于所述旋转机器的加压，朝向所述旋转部件的环形表面轴向移动所述密封支承件，并且在所述密封支承件与所述旋转部件的所述环形表面之间形成膜支承件，/n其中所述滑动装置或所述旋转部件中的一个或多个包括一个或多个起动器齿，所述一个或多个起动器齿被构造成限制流体泄漏路径，所述流体泄漏路径在所述第一流体压力体积与所述第二流体压力体积之间延伸并且在所述滑动装置与所述旋转部件之间延伸，所述一个或多个起动器齿被构造成响应于所述滑动装置朝向所述旋转部件的所述环形表面轴向移动，而减小所述流体泄漏路径的尺寸，/n其中所述滑动装置或所述旋转部件中的一个或多个包括一个或多个主密封齿，一个或多个主齿被构造成与所述滑动装置或所述旋转部件中的另一个接合，以响应于所述滑动装置朝向所述旋转部件的所述环形表面轴向移动，而横跨所述滑动装置与所述旋转部件之间的所述流体泄漏路径形成流体密封件。/n...

【技术特征摘要】
20181127 US 16/201,6691.一种旋转机器，其特征在于，包括：
旋转部件，所述旋转部件被构造成相对于固定部件围绕旋转轴线旋转；和
抽吸密封组件，所述抽吸密封组件设置在所述旋转部件和所述固定部件之间，所述密封组件具有与密封支承件联接的滑动装置，所述滑动装置被构造成在(a)第一流体压力体积与(b)不同的第二流体压力体积之间产生压降，所述第一流体压力体积在所述滑动装置和所述旋转部件的径向外侧，所述第二流体压力体积沿着一个或多个径向方向在所述滑动装置与所述旋转部件之间在所述滑动装置的径向内侧，所述滑动装置被构造成响应于所述旋转机器的加压，朝向所述旋转部件的环形表面轴向移动所述密封支承件，并且在所述密封支承件与所述旋转部件的所述环形表面之间形成膜支承件，
其中所述滑动装置或所述旋转部件中的一个或多个包括一个或多个起动器齿，所述一个或多个起动器齿被构造成限制流体泄漏路径，所述流体泄漏路径在所述第一流体压力体积与所述第二流体压力体积之间延伸并且在所述滑动装置与所述旋转部件之间延伸，所述一个或多个起动器齿被构造成响应于所述滑动装置朝向所述旋转部件的所述环形表面轴向移动，而减小所述流体泄漏路径的尺寸，
其中所述滑动装置或所述旋转部件中的一个或多个包括一个或多个主密封齿，一个或多个主齿被构造成与所述滑动装置或所述旋转部件中的另一个接合，以响应于所述滑动装置朝向所述旋转部件的所述环形表面轴向移动，而横跨所述滑动装置与所述旋转部件之间的所述流体泄漏路径形成流体密封件。


2.根据权利要求1所述的旋转机器，其特征在于，其中所述一个或多个主密封齿包括上游主齿和下游主齿，所述上游主齿在...

【专利技术属性】
技术研发人员：宣光·图厄·阮·陈，内森·埃文·麦柯迪·吉布森，罗德里戈·罗德里格斯·埃尔德蒙格尔，克里斯托弗·爱德华·乌尔夫，史蒂文·道格拉斯·约翰森，安东尼奥·古吉亚罗·巴伦西亚，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US