用于旋转机器的适应性箔片密封件制造技术

本发明专利技术涉及用于旋转机器的适应性箔片密封件。具体而言，一种适应性箔片密封件（１０，３０）包括底部箔片（１１，３１）以及一个或多个上部箔片（１２，１３，３２），该底部箔片（１１，３１）构造成周向地围绕转子（２２，４２）的至少一部分定位，该一个或多个上部箔片（１２，１３，３２）构造成用以与定子（２１，４１）相配合以将底部箔片（１１，３１）定位成适应性地面对转子（２２，４２）并且位于定子（２１，４１）与转子（２２，４２）之间。还提出了一种适应性箔片密封组件以及一种旋转机器（２０，４０）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及用于旋转机器的密封件。更具体而言，本专利技术涉及用于最大限度 地减小流过旋转机器的流体泄漏的适应性箔片密封件(compliant foil seal)。
技术介绍
诸如燃气涡轮发动机的各种类型的旋转机器，是众所周知且广为使用的。旋转机 器的效率取决于旋转机器构件的内部公差。例如，松公差的旋转机器在内部构件之间可能 具有相对较差的配合，且因此会表现出较低的效率，例如在旋转机器内出现从高压区域至 低压区域的相对较高的流体泄漏。 为了将发生在旋转机器内的流体泄漏最大限度地减小至期望水平，在旋转机器中 采用了不同类型的间隙密封件。然而，在设计这些间隙密封件时，旋转机器的变化的工作状 态提出了一些难题。例如，当旋转机器的旋转轴旋转时，它们在高转速下会经受轻微的离心 生长。此外，在旋转期间，这些轴会经受由极限速度变化、温度波动、非同心对准，或其它因 素所造成的径向偏移。因此，间隙密封件应当适用于这些动态条件。 迷宫式密封件为间隙密封件，其通过使用紧密邻近于旋转轴的一系列齿或叶片来 分解压力。这些密封件是公知的，且较为可靠。然而，迷宫式密封件可容许很高的气体泄漏 率，并且通常不能容许旋转轴的偏移。 因此，需要一种用于最大限度地减小流过旋转机器的流体泄漏的新型和改进的适 应性箔片密封件。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，提供了一种适应性箔片密封件。该适应性箔片密封件 包括构造成周向地围绕转子定位的底部箔片，以及构造成与定子相配合以将底部箔片定位 成适应性地面对转子并且位于定子与转子之间的一个或多个上部箔片。 根据本专利技术的另一实施例，提供了一种适应性箔片密封组件。该适应性箔片密封 件包括设置成端对端且构造成环状地围绕转子定位的多个适应性箔片密封件。各个适应性 箔片密封件均包括构造成周向地围绕转子的至少一部分定位的底部箔片，以及构造成与定 子相配合以将底部箔片定位成适应性地面对转子并且位于定子与转子之间的一个或多个 上部箔片。 本专利技术的实施例还提供了一种旋转机器。该旋转机器包括定子、可旋转地收容在 定子中的转子，以及设置成端对端用以环状地围绕转子定位的多个适应性箔片密封件。各 个适应性箔片密封件均包括构造成周向地围绕转子的至少一部分定位的底部箔片，以及构 造成与定子相配合以将底部箔片定位成适应性地面对转子并且位于定子与转子之间的一 个或多个上部箔片。附图说明 当结合附图时，本文的上述及其它方面、特征和优点将根据如下详细描述将变得 更为明显，在附图中 图1为根据本专利技术的一个实施例的适应性箔片密封件的简图； 图2为旋转机器的示意性截面图，可用于示出其根据本专利技术的一个实施例的适应 性箔片密封件组件、定子以及转子；图3为根据本专利技术的另一实施例的适应性箔片密封件的简4为根据本专利技术的另一实施例的旋转机器的简图；以及图5为图4中所示的旋转机器的部分A的放大简图。零件清单10， 30适应性箔片密封件11，31底部箔片110自由端lll连接端12第一上部箔片120凸缘端13第二上部箔片20，40旋转机器21，41定子210,50凹部22，42转子220轴线PH高压PL低压32上部箔片320凸缘端43密封组件44部分具体实施例方式下文将参照附图来描述本文的优选实施例。在如下说明中，将不会详细描述众所 周知的功能或构造，以避免使公开内容在不必要的细节方面而变得不清楚。 图1示出了根据本专利技术的一个实施例的适应性箔片密封件10。在本专利技术的实施例 中，用语"适应性"是指箔片密封件10可在转子旋转期间与转子的偏移或径向生长等一致 地移动，以在其间保持所期望的间隙。如图1中所示，适应性箔片密封件10包括底部箔片 11、第一上部箔片12，以及连接到底部箔片11和第一上部箔片12上的第二上部箔片13。 在本专利技术的实施例中，底部箔片11、第一上部箔片12和第二上部箔片13可由抗 疲劳且具有较强机械强度的金属制成，如镍基钢、铍铜合金或铍青铜合金。在一些非限制性 实例中，底部箔片11、第一上部箔片12以及第二上部箔片13可由合金制成，如Ni基金属、ReneTM超合金(Rene为General Electric Company的商标)或Inconel 超合金(Inconel 为Special Metals Corporation的商标)片材，或容许箔片11至箔片13在高温下使用的 其它适合的合金。在一个非限制性实例中，箔片11-13由商品名为Inconel X-750(厂商为 Inco AlloysInternational，H皿tington，West Virginia)的市售合金制成。此夕卜，应当理 解的是，箔片11-13的材料可取决于适应性箔片密封件10的具体应用而变化。 在所示的实施例中，底部箔片11为平滑的，而第一上部箔片12和第二上部箔片13 为波状的。底部箔片11包括自由端110以及与自由端llO相反的连接端lll。连接端lll 向上弯曲，以连接到第二上部箔片13的一端(未标示)上，以便改善底部箔片11的刚度。 第二上部箔片13还包括与其连接到底部箔片11上的一端相反的另一端(未标示)，用以连 接到第一上部箔片12的一端上。第一上部箔片12还包括与其连接到第二上部箔片13上的 一端相反的凸缘端120。因此，适应性箔片密封件10为Z形。此外，在一个实例中，底部箔 片11的宽度可为大约10mm，而第一上部箔片12和第二上部箔片13的宽度可为大约15mm。 在本专利技术的实施例中，底部箔片11、第一上部箔片12以及第二上部箔片13可为整 体的。用语"整体"是指可通过一些公知的方法如模制、焊接和铆接来将箔片11-13形成为 一体，且箔片11-13可用作一个元件。也就是说，如图1中所示，第二上部箔片13可通过模 制、焊接或铆接而设置在底部箔片11和第一上部箔片12上。也可使用其它适合的附接方 法来使得箔片11-13形成为一体。在一些实施例中，箔片11-13可以分开或不可分开。 图2示出了旋转机器20的示意性截面图。如图2中所示，旋转机器20包括定子 21、可旋转地设置在定子21中的转子22，以及包括多个适应性箔片密封件10的密封组件 (未标示)，多个适应性箔片密封件10设置成端对端(类似于图4中所示的密封组件43) 且周向地围绕转子22的至少一部分。 应当注意，图2中的旋转机器20的实施例是示范性的。在一个非限制性实例中， 密封组件包括设置成端对端且周向地或环状地围绕整个转子22的五个适应性箔片密封件 10。 如图2中所示，底部箔片11面对转子22。定子21包括周向地设置于其上的凹部 210。第一上部箔片12的凸缘端120收容在凹部210中，以将箔片11-13保持在定子21与 转子22之间。在一些实施例中，凸缘端120可宽松地或可滑动地直接收容在凹部210中， 以便容许适应性箔片密封件10相对于转子22在径向上和轴向上都有一定的运动灵活性， 使得底部箔片11适应性地面对转子22，以在其间保持所期望的间距，从而在转子22旋转 期间进行主密封。作为备选，凸缘端120可固定在定子21上。在一个非限制性实例中，凸 缘端120焊接在定子21上。在所示的实施例中，第一上部箔片12可用作弹性元件如弹簧， 以改善适应性箔片密封件10的挠性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适应性箔片密封件（１０，３０），包括：　　构造成周向地围绕转子（２２，４２）的至少一部分定位的底部箔片（１１，３１）；以及　　构造成用以与定子（２１，４１）相配合以将所述底部箔片（１１，３１）定位成适应性地面对所述转子（２２，４２）并且位于所述定子（２１，４１）与所述转子（２２，４２）之间的一个或多个上部箔片（１２，１３，３２）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B方，CE沃尔夫，E赛文塞，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]