用于减少旋转式机器中的泄漏的密封件制造技术

本发明专利技术涉及用于减少旋转式机器中的泄漏的密封件。提供了一种用于旋转式机器的密封组件。该密封组件包括设置在固定式壳体和转子中间的多个密封装置节段。各个节段包括至少一个板和密封元件。密封组件还包括形成于多个密封装置节段之间的多个节段间间隙。另外，对于各个成对的相邻密封装置节段而言，至少一对相邻板包括在节段间间隙处搭接另一个板的一个板。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体涉及用于减少泄漏的密封件，并且更具体而言，涉及用于减少旋转式机器中的节段间间隙之间的泄漏的密封组件。
技术介绍
一般在工业旋转式机器(例如燃气轮机)中使用各种各样的密封件来控制流过转子和定子之间的空隙的冷却空气或吹扫空气的量。例如，具有转子接触元件的刷式密封件(例如刚毛部件(bristle pack))用于提供紧空隙。但是，在涡轮启动或停机期间，由于热瞬变在刚毛和转子之间导致的干涉，刚毛部件可经历严重磨损。这个磨损会随着时间的过去而积累，从而降低在稳态运行期间的密封件的泄漏性能。另一方面，通过以物理的方式使密封件移动远离转子，可回缩的刷式密封件会消除或减少由于在启动或停机期间的热干涉引起的密封件磨损。可回缩的刷式密封件可借助于片簧而被动地被促动，片簧对应于在涡轮启动或停机期间跨过密封件的变化的压差。可回缩的刷式密封件组装在高空隙位置上，并且，随着跨过旋转式机器的压差积聚(在启动期间)，片簧会变形，从而使得密封件更靠近转子。类似地，在停机期间，跨过密封件的下降的压差使片簧回缩，从而使密封件移动远离转子。这个机构消除刚毛/转子干涉(否则其可在启动和停机期间出现)，并且在其运行寿命里维持密封件的泄漏性能。但是，这个类型的可回缩的刷式密封件会经历通过节段间间隙的泄漏，这在高空隙位置上时可为特别高的。甚至在稳态运行期间，在密封件处于其低空隙位置上时，节段间间隙泄漏可高达总密封泄漏的三分之一。由于增大的二次流的原因，过多的泄漏会导致发动机性能的损失。因此，减少旋转式机器中的密封组件的节段间间隙之间的泄漏将是合乎需要的。
技术实现思路
根据本专利技术的实施例，提供了一种用于旋转式机器的密封组件。该密封组件包括设置在固定式壳体和转子中间的多个密封装置节段。各个节段包括至少一个板和密封元件。密封组件还包括形成于多个密封装置节段之间的多个节段间间隙。另外，对于成对的相邻密封装置节段而言，成对的相邻板中的至少一个包括在相应的节段间间隙处搭接另一个板的一个板。根据本专利技术的实施例，提供了一种减少旋转式机器中的泄漏的方法。该方法包括获得多个密封装置节段，其中，各个节段包括至少一个板和密封元件。该方法还包括在旋转式机器上设置多个密封装置节段，使得由于在各个相应的节段间间隙处搭接成对的相邻板而在节段间间隙处产生曲折流径。根据本专利技术的实施例，提供了一种旋转式机器。旋转式机器包括沿周向在转子周围延伸的固定式壳体，转子可绕着轴线旋转。旋转式机器还包括密封组件，该密封组件具有设置在固定式壳体和转子中间的多个密封装置节段。各个节段包括至少一个板和密封元件。旋转式机器进一步包括形成于多个密封装置节段之间的多个节段间间隙。对于成对的相邻密封装置节段而言，成对的相邻板中的至少一个包括在相应的节段间间隙处搭接另一个板的一个板。附图说明当参照附图阅读以下详细描述时，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在附图中，相同符号在所有图中标示相同部件，其中 图I是根据本专利技术的实施例的旋转式机器的横截面图。图2是根据本专利技术的实施例的旋转式机器的涡轮区段的横截面图。图3是根据本专利技术的实施例的旋转式机器的密封组件的透视图。图4是根据本专利技术的实施例的在打开式密封位置上的旋转式机器的密封组件的 另一个透视图。图5显示根据本专利技术的实施例的在关闭式密封位置上的旋转式机器的密封组件的另一个透视图。图6是根据本专利技术的另一个实施例的旋转式机器的密封组件的透视图。图7是根据本专利技术的实施例的在旋转式机器中的密封组件的透视图，该密封组件具有中间板而没有密封元件。图8是根据本专利技术的实施例的减少旋转式机器中的泄漏的方法的流程图。具体实施例方式当介绍本专利技术的各种实施例的元件时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”意图指存在一个或多个该元件。用语“包括”、“包含”和“具有”意图为包括性的，并且指可存在所列元件以外的另外的元件。运行参数的任何实例不排除公开实施例的其它参数。图I是根据本专利技术的实施例的旋转式机器10的实施例的横截面图。旋转式机器10包括具有各种各样的构件的燃气轮机构件,一些构件出于简单的原因而未显不。在不出的实施例中，旋转式机器10包括压缩机区段12、燃烧器区段14和涡轮区段16。涡轮区段16包括固定式壳体18和绕着轴线22旋转的旋转元件20或转子。活动叶片24附连到旋转元件20上，而固定式叶片26附连到固定式壳体18上。活动叶片24和固定式叶片26交替地沿轴向方向布置。旋转式机器还包括密封组件(如在图2和3中显示)，密封组件具有设置在固定式壳体18和旋转元件20中间的多个密封装置节段。存在可安装密封组件的若干可能位置。这样的位置的非限制性实例包括在带护罩的活动叶片24和固定式壳体18之间的位置28、在旋转元件20和固定式叶片26之间的位置30，或在旋转元件20和固定式壳体18之间的端部填料密封位置32。本文描述的密封组件提供了使得密封装置节段能够沿径向和沿周向两者移动的结构，并且在节段间间隙处提供曲折路径，从而潜在地减少泄漏和提高效率。本文描述的密封组件可用于任何适当的旋转式机器，例如(但不限于)图I的旋转式机器10或任何燃气轮机和蒸汽轮机、压缩机和航空发动机。图2是根据本专利技术的实施例的旋转式机器的涡轮区段216的横截面图。在示出的实施例中，涡轮区段216包括可绕着轴线222旋转的旋转元件220和固定式壳体240，固定式壳体240相应地由上半部241和下半部242构成。涡轮区段216包括密封组件244，密封组件244具有多个密封装置节段246。仅出于实例的目的，在图2中显示了六个密封装置节段246，因为可使用其它数量的密封装置节段。在图2的实施例中，各个密封装置节段246包括位于前板和后板之间的密封元件。如本文所用，前板指设置在期望在运行中定位在密封组件的较高压力侧的密封装置节段246的一侧的平板，而后板指设置在期望在运行中定位在密封组件的较低压力侧的密封装置节段246的另一侧的平板。虽然本文在图3-5中出于说明的目的而描述了前板和后板，但是概念可类似地适用于对于每个密封装置节段具有一个板或不止两个板的实施例。如果采用刚毛部件之外的密封元件，例如迷宫式齿或蜂窝式密封件，则可存在板中的一个。另外，在图6和图7中显示的一些实施例中，可存在第三或“中间”板。在节段间间隙248处，成对的前板或成对的后板中的至少一个包括搭接另一个板的一个板。在一个实施例中，密封装置节段246具有弓形密封面，并且可在密封装置节段246的两端处包括斜面(未在图2中显示)，以易于组装固定式壳体240的上半部241和下半部242。斜面是在节段间间隙248处、在前板和后板两者的端部的角处的弯曲的表面或平的表面。下面参照图3、4和5进一步论述密封组件244的细节。 图3显示了示例性密封组件344的透视图，密封组件344用于促进减少图1、2中显示的旋转元件和固定式壳体之间的轴向泄漏。密封组件344包括设置在固定式壳体和旋转元件中间的多个密封装置节段346和446。各个密封装置节段包括前板354、454、后板356、456和位于前板和后板之间的密封元件(显示为节段346的元件358和节段446的元件458)。密封元件358、458的非限制性实例包括刷式密封件、迷宫式密封件、叶式密封件、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于旋转式机器的密封组件，所述密封组件包括：设置在固定式壳体和转子中间的多个密封装置节段，其中，所述节段中的各个包括至少一个板和密封元件，其中，多个节段间间隙形成于所述多个密封装置节段之间，其中，对于成对的相邻密封装置节段而言，成对的相邻板中的至少一个包括在相应的节段间间隙处搭接另一个板的一个板。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：O萨穆德拉拉，CE沃尔夫，RE丘普，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：