專利名稱：用于回轉(zhuǎn)機械的密封組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明大體上涉及用于回轉(zhuǎn)機械的密封系統(tǒng)，更具體地說，涉及 一種用于在回轉(zhuǎn)機械的運行狀態(tài)期間最大限度地減小流體泄漏的適 應性密封組件。
背景技術：
各種類型的回轉(zhuǎn)機械是已知的，并且正在使用。典型地，回轉(zhuǎn)才幾 械的效率取決于發(fā)動機構件的內(nèi)部公差。例如，公差寬松的回轉(zhuǎn)機械 可能在內(nèi)部構件之間具有相對較差的配合，并因此可能呈現(xiàn)低效率，. 因為在裝置中發(fā)生了從高壓區(qū)域至低壓區(qū)域的相對較高的泄漏。密封系統(tǒng)在回轉(zhuǎn)機械中用于減少流過回轉(zhuǎn)機械的流體的泄漏。在 各種運行階段期間，密封系統(tǒng)時常遇到相對較高的溫度、熱梯度以及 構件的熱膨脹和收縮。在回轉(zhuǎn)機械的各種運行階段期間，間隙可能增 大或減小。例如，燃氣渦輪機上的級間密封件受到其性能的限制，因 為間隙從起動到穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)會發(fā)生變化。應用于這種位置的典型的 密封系統(tǒng)包括迷宮式密封和刷式密封。在迷宮式密封的情況下，間隙基于渦輪箍縮(turbinepinch)來設定，帶有預定的余量。然而，額外的 間隙可能降低回轉(zhuǎn)機械的效率和性能，因為跨越該密封件會發(fā)生額外 的泄漏。此外，在刷式密封的情況下，渦輪箍縮期間的持續(xù)時間和負 荷導致對密封件的顯著磨損，從而導致這種密封件的有限性能。因此，需要一種具有改進的密封性能和減少的損失的密封系統(tǒng)。 此外，還需要提供一種即使在出現(xiàn)大的回轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)子偏移的情況下也 能夠可靠工作的密封系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容簡要地說，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種密封組件。該 密封組件包括箔片和彈簧系統(tǒng)，箔片周向地圍繞旋轉(zhuǎn)構件布置，并且 構造成可給位于高壓側(cè)和低壓側(cè)之間的旋轉(zhuǎn)構件提供主要的密封，彈 簧系統(tǒng)鄰近箔片布置。該彈簧系統(tǒng)包括多個便于箔片表面跟隨旋轉(zhuǎn)構 件的偏移的特征，以及構造成在箔片和固定構件之間提供密封的密封 表面，其中所述多個特征給位于高壓側(cè)和低壓側(cè)之間的旋轉(zhuǎn)構件提供輔助密封。在另一實施例中，提供了一種密封組件。該密封組件包括環(huán)狀分 段構件，其具有多個以圓周陣列排列的弓形區(qū)段和多個聯(lián)接在所述多 個弓形區(qū)段上的箔片密封區(qū)段。各箔片密封區(qū)段包括通過連接機構而 聯(lián)接在密封區(qū)段上的箔片，以及彈簧系統(tǒng)，其鄰近箔片布置，并且包 括多個便于箔片表面跟隨旋轉(zhuǎn)構件的偏移的特征。在另一實施例中，提供了一種回轉(zhuǎn)機械。該回轉(zhuǎn)機械包括固定構 件、旋轉(zhuǎn)構件和密封組件。這種密封組件包括箔片和彈簧系統(tǒng)，箔片 周向地圍繞旋轉(zhuǎn)構件布置，并且構造成在箔片和旋轉(zhuǎn)構件之間保持所 需的間距，以給位于高壓側(cè)和低壓側(cè)之間的旋轉(zhuǎn)構件提供主要密封， 彈簧系統(tǒng)鄰近箔片布置，并且包括多個便于箔片表面跟隨旋轉(zhuǎn)構件的 偏移的特征，其中所述多個特征給位于高壓側(cè)和低壓側(cè)之間的旋轉(zhuǎn)構 件提供輔助密封，其中彈簧系統(tǒng)包括密封表面，其構造成在箔片和固 定構件之間提供密封。


當參照附圖閱讀以下詳細說明時，將更好地理解本發(fā)明的這些以 及其它特征、方面和優(yōu)勢，其中在所有附圖中相似的標號表示相似的部件，其中圖1顯示了根據(jù)本技術多方面的一種用于回轉(zhuǎn)機械的旋轉(zhuǎn)構件的 示范性密封組件。圖2顯示了根據(jù)本技術多方面的用于圖1的回轉(zhuǎn)機械的旋轉(zhuǎn)構件的密封組件的另 一示范性構造。圖3顯示了根據(jù)本技術多方面的用于圖1的回轉(zhuǎn)機械的旋轉(zhuǎn)構件 的密封組件的另 一示范性構造。圖4顯示了圖1的密封組件中所采用的彈簧系統(tǒng)的展開的箔片的示范性構造。圖5是根據(jù)本技術多方面的圖4的彈簧系統(tǒng)的示范性構造的概略圖。圖6是根據(jù)本技術多方面的圖4的彈簧系統(tǒng)的另一示范性構造的 和無略圖。圖7是根據(jù)本技術多方面的圖4的彈簧系統(tǒng)中所采用的示范性彈 簧元件的概略圖。圖8是根據(jù)本技術多方面的一種示范性箔片-彈簧模塊的概略圖， 其具有多個用于圖4的彈簧系統(tǒng)的圖7的彈簧元件。圖9是根據(jù)本技術多方由的圖4的彈簧系統(tǒng)的另一示范性構造的圖10是根據(jù)本技術多方面的圖4的彈簧系統(tǒng)的示范性構造的概 略圖。圖11是根據(jù)本技術多方面的圖1的旋轉(zhuǎn)構件的示范性構造的概 略圖，其具有圖10的彈簧系統(tǒng)。圖12顯示了根據(jù)本技術多方面的一種示范性箔片，其具有圖1 的密封組件中所采用的圖案。圖13是根據(jù)本技術多方面的用于環(huán)狀分段構件的分段密封件的 示范性構造的概略圖。圖14是根據(jù)本技術多方面的圖13的分段密封件的另一示范性構 造的概略圖。圖15顯示了根據(jù)本技術多方面的圖14的密封組件的密封區(qū)段的 示范性構造。圖16是根據(jù)本技術多方面的圖15的密封組件的示范性備選構造的才既略圖。圖n顯示了根據(jù)本技術多方面的圖15的密封區(qū)段的另一示范性構造。圖18顯示了根據(jù)本技術多方面的圖14的密封組件的密封區(qū)段的 示范性構造。圖19顯示了根據(jù)本技術多方面的圖18的密封區(qū)段的示范性備選 構造。圖20顯示了根據(jù)本技術多方面的圖18的密封區(qū)段的另一示范性 構造。圖21顯示了根據(jù)本技術多方面的圖14的密封系統(tǒng)的密封區(qū)段的 示范性構造。圖22顯示了根據(jù)本技術多方面的圖21的密封區(qū)段的另一示范性構造。圖23顯示了根據(jù)本技術多方面的圖21和圖22的密封區(qū)段的另 一示范性構造，其具有聯(lián)接在該廣封區(qū)段上的額外的箔片。圖24顯示了根據(jù)本技術多方面的圖14的密封系統(tǒng)的密封區(qū)段的 示范性構造。圖25顯示了根據(jù)本技術多方面的圖21的密封區(qū)段的示范性備選 構造。圖26顯示了根據(jù)本技術多方面的圖14的密封系統(tǒng)的密封區(qū)段的 示范性構造。圖27顯示了根據(jù)本技術多方面的一種示范性連接機構，其用于 將多個彈簧元件連接在圖26的密封區(qū)段上。圖28顯示了根據(jù)本技術多方面的另一示范性連接機構，其用于 將多個彈簧元件連接在圖26的密封區(qū)段上。圖29顯示了根據(jù)本技水多方面的另一示范性連接機構，其用于 將多個彈簧元件連接在圖26的密封區(qū)段上。圖30是根據(jù)本技術多方面的一種示范性包裝的概略圖，其用于8在運輸和存儲操作期間保護具有箔片密封的密封區(qū)段。圖31顯示了根據(jù)本技術多方面的一種示范性連接機構，其用于 將密封區(qū)段與環(huán)狀分段構件的區(qū)段連接起來。圖32顯示了根據(jù)本技術多方面的另一示范性連接機構，其用于將密封區(qū)段與環(huán)狀分段構件的'區(qū)段連接起來。元件列表10密封組件；12旋轉(zhuǎn)構件；14箔片；16高壓側(cè)；18低壓側(cè)；20彈簧系統(tǒng)；22外殼；24密封表面；26槽；30密封組件；32密封表面；34密封組件；36密封表面；42展開的箔片；44特征；46彈簧系統(tǒng)；48--50彈簧元件;52金屬片；54彈簧系統(tǒng)；60彈簧元件；62金屬條或管；66箔片-彈簧模塊； 70彈簧系統(tǒng)； 72彈簧元件； 76彈簧系統(tǒng)； 78金屬片； 80導線或桿件； 86箔片； 88槽；90分段密封件；92環(huán)狀分段構件；94弓形區(qū)4殳；100分段密封件；110帶分段設計的密封區(qū)段;112銷-槽裝置；114波箔片；120密封組件；122波箔片；130密封區(qū)段；132樞軸特征；140密封區(qū)段；142撓曲部分；150密封區(qū)段；152撓曲部分；154樞軸特征；156波箔片；160密封區(qū)段；162撓曲部分；164波箔片；170密封區(qū)段； 172折疊部分； 180密封區(qū)段； 182折疊部分； 184額外的箔片； 186密封區(qū)段； 190密封區(qū)段； 192對開管； 200密封區(qū)段； 202折疊部分； 204槽； 210密封區(qū)段； 212箔片-密封模塊; 214彈簧元件； 220連接4幾構； 222第一端； 224第二端； 226開槽的連接件； 230連接機構； 232彈簧元件； 234開槽的連接件； 240連接才幾構； 242開槽的連接件； 250包裝； 252密封區(qū)段； 254箔片密封； 256保護殼； 258安裝槽；260連接機構； 262密封區(qū)段； 264噴嘴部分； 266槽； 270連接機構； 272切向定向的槽;具體實施方式
如以下詳細所述，本發(fā)明的實施例用于^是供一種適應性密封組 件，其用于最大限度地減小在回轉(zhuǎn)機械運行狀態(tài)期間的流體泄漏。具 體地說，本技術提供了一種密封組件，其即使在回轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)子出現(xiàn) 大的偏移的情況下也能夠工作，并還可以用于需要分段結(jié)構的應用 中。現(xiàn)在參看附圖，圖1顯示了用于回轉(zhuǎn)機械的旋轉(zhuǎn)構件12的示范 性密封組件10。該密封組件10包括周向地圍繞旋轉(zhuǎn)構件12而布置的 箔片14,其構造成對位于高壓側(cè)16和低壓側(cè)18之間的旋轉(zhuǎn)構件12 提供主要密封。在此示范性實施例中，箔片14包括金屬片條。此外，密封組件IO還包括鄰近箔片14布置，并處于外殼22中 的彈簧系統(tǒng)20。該彈簧系統(tǒng)20包括多個便于箔片表面跟隨旋轉(zhuǎn)構件 12的偏移，并且便于給位于高壓側(cè)16和低壓側(cè)18之間的旋轉(zhuǎn)構件 12提供輔助密封的特征。另外，彈簧系統(tǒng)20包括密封表面24，其構 造成在箔片14和外殼22之間提供密封。然后外殼22裝配到回轉(zhuǎn)機 械的固定構件(未顯示)中。以下將更詳細地描述彈簧系統(tǒng)20的多個特 征和密封表面24。在運行中，由于旋轉(zhuǎn)構件12的旋轉(zhuǎn)和密封組件10兩側(cè)的壓力差 的存在，在旋轉(zhuǎn)構件12和箔片14之間形成了流體薄膜。流體薄膜便 于密封組件10的非接觸式操作，并且彈簧系統(tǒng)20便于箔片表面跟隨 旋轉(zhuǎn)構件12的偏移。本技術利用了箔片14和外殼22之間的輔助密封與彈簧系統(tǒng)20 的組合，以便于即使在出現(xiàn)大的轉(zhuǎn)子偏移的情況下也能工作。具體地 說，密封表面24包括附連在外殼22上的刷式密封區(qū)段。在此示范性 實施例中，刷式密封區(qū)段的刷毛自由端設置在箔片14上。在一個示 范性實施例中，刷式密封區(qū)段容納在外殼22中的外殼槽26內(nèi)。圖2顯示了用于回轉(zhuǎn)機械的旋轉(zhuǎn)構件12的密封組件的另一個示 范性構造30。在此示范性實施例中，密封組件30包括密封表面32， 其由附連在外殼22上的箔片組成。在此示范性實施例中，箔片的自 由端布置在箔片14上。上述密封表面24和32有利地提供了對箔片 14的密封和彈性支撐。然而，還可設想其它類型的密封表面。圖3顯示了用于回轉(zhuǎn)機械的旋轉(zhuǎn)構件12的密封組件IO的另一個 示范性構造34。在此示范性實施例中，密封組件34包括波紋管36， 以在箔片14和外殼22之間提供輔助密封。在此示范性實施例中，波 紋管36的上端38可焊接在密封外殼22上。此外，波紋管36的下端 40可焊接在箔片14上，或者與箔片14保持彈性接觸。圖4顯示了圖1的密封組件10中所采用的彈簧系統(tǒng)20的展開的 箔片的示范性構造42。如圖所示，該箔片42包括多個特征44,以便 于箔片表面跟隨旋轉(zhuǎn)構件12的偏移，并且對位于高壓側(cè)16和低壓側(cè) 18之間的旋轉(zhuǎn)構件12提供輔助密封。所述多個特征44可包括波箔片 (bump foil)、帶有一體結(jié)合的梁的箔片、帶有一體結(jié)合的彈性凸起特 征的箔片等。以下將參照圖5-U.詳細地所述描述特征44的示范性構 造。圖5是圖4的彈簧系統(tǒng)42的示范性構造46的概略圖。在此示范 性構造中，彈簧系統(tǒng)46包括多個成形于金屬片52上的彈簧元件，諸 如標號48和50所示。彈簧元件48和50由金屬片52上具有變化的 幾何形狀和尺寸的沖壓特征形成。應該注意的是，可選擇諸如48和 50的多個特征的幾何形狀和尺寸以獲得所需的彈簧剛度。圖6是圖4 的彈簧系統(tǒng)42的另 一個示范性構造54的概略圖。在所示的實施例中，彈簧系統(tǒng)54由多個片簧組成，這些片簧可具有變化的寬度和厚度， 以用于提供軸向變化的彈簧剛度、或周向地變化的彈簧剛度或其組 合。圖7是根據(jù)本技術多方面的圖4的彈簧系統(tǒng)42中所采用的示范 性彈簧元件60的概略圖。彈簧元件60包括具有多種形狀的周向地彎 曲的金屬片或管62。在此示范性實施例中，彈簧元件60包括周向地 彎曲的金屬條或管62,其具有C形橫截面。彈簧元件60構造成給旋 轉(zhuǎn)構件12提供輔助密封(見圖1)。在某些實施例中，密封組件IO(見 圖l)可包括多個鄰近箔片14(見圖1)布置的彈簧元件60。在一個備選 實施例中，密封組件10可包括以下參照圖8所述的多個箔片-彈簧才莫 塊。圖8是根據(jù)本技術多個方面的示范性箔片-彈簧模塊66的概略圖， 其具有多個用于圖4的彈簧系統(tǒng)42的圖7的彈簧元件60。如圖所示， 箔片-彈簧模塊66包括多個串聯(lián)聯(lián)接的彈簧元件60,以獲得所需的彈 簧剛度。此外，可為彈簧元件62設想多種形狀和尺寸60,以獲得所 需的彈簧剛度。圖9是圖4的彈簧系統(tǒng)42的另一示范性構造70的概 略圖。在此實施例中，彈簧系統(tǒng)70包括多個彈簧元件72,其由具有 橢圓形橫截面的周向地彎曲的金屬片或管組成。在一個備選實施例 中，彈簧元件72可包括對開管。然而，還可設想其它形狀的彈簧元 件72。圖10是圖4的彈簧系統(tǒng)42的示范性構造76的概略圖。彈簧系 統(tǒng)76包括交錯的金屬片層78和導線層或柔性桿層80。圖11是才艮據(jù) 本技術多方面的圖1的旋轉(zhuǎn)構件12的示范性構造82的概略圖，其具 有圖10的彈簧系統(tǒng)76。如圖所示，彈簧系統(tǒng)76包括交錯的金屬片層 78和導線層或桿層80。此外，最里面的金屬片層78與旋轉(zhuǎn)構件12 形成流體薄膜，其便于密封組件IO(見圖l)的非接觸式操作。如上所述，彈簧系統(tǒng)42可包括多個具有變化的幾何形狀和尺寸 的特征，從而給旋轉(zhuǎn)構件12(見圖l)提供輔助密封。在某些實施例中，箔片14可包括多個蝕刻在箔片'表面上的特征，其構造成可基本上防止空氣流過箔片14。圖12顯示了示范性箔片86，其具有圖1的密封 組件10中所采用的圖案88。如圖所示，箔片86包括多個位于箔片 86中，用于防止空氣流過箔片86的槽88。其它圖案的示例包括V形、 鏟形等。上述密封組件10可用于需要分段結(jié)構的應用中。例如，密封組 件可用于環(huán)狀分段構件，例如渦輪噴嘴、渦輪罩等。圖13-29顯示了 用于這種環(huán)狀分段構件的密封組件的示范性構造。圖13是用于環(huán)狀分段構件92的分段密封件的示范性構造90的 概略圖。如圖所示，環(huán)狀分段構件92包括多個以圓形陣列排列的弓 形區(qū)段，例如由標號94所示。此外，多個箔片密封區(qū)段96聯(lián)接在弓 形區(qū)段94上。如上所述，箔片區(qū)段96包括箔片14(見圖l)和彈簧系 統(tǒng)20(見圖1)。在此示范性實施例中，箔片14在一個周向末端處連接 在區(qū)段94上。圖14是圖13的分段密封件的另一個示范性構造100 的概略圖。在此示范性實施例中，箔片96在區(qū)段94的各個周向末端 處連接在區(qū)段94上。以下將參照圖15-29來描述箔片96到密封區(qū)段 94的連接。圖15顯示了圖14的密封組件100的密封區(qū)段96的示范性構造 110。在所示的實施例中，箔片14通過一種銷-槽裝置112而聯(lián)接在密 封區(qū)段96上。銷-槽裝置112便于箔片14的徑向運動。此外，如上所 述，彈簧系統(tǒng)20可由帶懸臂梁圖案的波箔片或彈簧箔片與輔助密封 件例如片簧的刷式密封件組合而成，或由帶組合彈簧/附著輔助密封件 的箔片組成。圖16是圖15 ^J密封組件110的示范性備選構造120的 概略圖。在此示范性實施例中，箔片14通過銷-槽裝置112(見圖16) 而聯(lián)接在密封區(qū)段96上。圖17顯示了圖15的密封區(qū)段96的另一個示范性構造130。如上 所述，箔片14通過銷-槽裝置112(見圖15)聯(lián)接在密封區(qū)段96上。另 外，在箔片14上添加了樞軸特征132，以用于提高箔片14的額外的適應性。同樣，如上所述，彈簧系統(tǒng)20可由帶懸臂梁圖案的波箔片 或彈簧箔片與輔助密封件例如片,簧的刷式密封件組合而成，或由帶組 合彈簧/附連輔助密封件的箔片組成。
圖18顯示了圖14的密封組件100的密封區(qū)段96的示范性構逸 140。如圖所示，箔片14通過多個定向在圓周方向上的撓曲部分142 而聯(lián)接在密封區(qū)段96上。多個撓曲部分142便于箔片14的徑向運動。 在此示范性實施例中，多個撓曲部分142包括適應梁(compliant beam)。 圖19顯示了圖18的密封區(qū)段140的示范性備選構造150。在此構造 中，箔片14通過多個具有樞軸特征154的撓曲部分152而聯(lián)接在密 封區(qū)段96上。此外，如上所述，彈簧系統(tǒng)20可由帶懸臂梁圖案的波 箔片或彈簧箔片與輔助密封件例如片簧的刷式密封件組合而成，或由 帶組合彈簧/附連輔助密封件的箔片組成。圖20顯示了圖18的密封區(qū) 段140的另一示范性構造160。在此示范性實施例中，箔片14通過多 個軸向方向上的撓曲部分162而聯(lián)接在密封區(qū)段96上。此外，布置 在周向方向上的波箔片164構造成提供輔助密封。
圖21顯示了圖14的密封系統(tǒng)100的密封區(qū)段96的示范性構造 170。在所示實施例中，箔片14通過多個布置在軸向方向上的折疊部 分172而聯(lián)接在密封區(qū)段96上。具體地說，多個折疊部分172用作 撓曲元件，以便于箔片14的徑向運動。圖22顯示了圖21的密封區(qū) 段170的另一示范性構造180。如圖所示，箔片14通過多個軸向方向 上的折疊部分172聯(lián)接在密封區(qū)段96上。另外，采用多個折疊部分 182將箔片14與密封區(qū)段96在圓周方向上聯(lián)接起來。此外，如圖23 的示范性構造186中所示，通過將額外的箔片184聯(lián)接到箔片14上， 可防止任何穿過折疊部分172和182的泄漏。利用折疊部分172和182 通過任何其它方法可將額外的箔片184焊接或連接在外殼96上。
圖24顯示了圖14的密封系統(tǒng)100的密封區(qū)段96的示范性構造 190。在此示范性實施例中，密封區(qū)段190包括多個布置在箔片14上 的縫隙192，用于減少箔片14的軸向剛度。圖25顯示了圖21的密封區(qū)段170的示范性備選構造200。在此示范性實施例中，箔片14通過 多個軸向方向上的折疊部分202聯(lián)接在密封區(qū)段96上。此外，將多 個折疊部分202設置在槽204中，從而基本上可防止穿過多個折疊部 分202的泄漏。
圖26顯示了圖14的密封系統(tǒng)100的密封區(qū)段％的示范性構造 210。在此實施例中，具有箔片和多個彈簧元件214的箔片-密封模塊 212聯(lián)接在密封區(qū)段96的底壁上。箔片-密封模塊212可通過焊接聯(lián): 接在密封區(qū)段96的底壁上。然而，還可設想其它連接機構。圖27顯 示了用于將多個彈簧元件214連接到圖26的密封區(qū)段210上的示范 性連接機構220。如圖所示，彈簧元件214在第一端222處通過焊接 或粘接而剛性地聯(lián)接在密封區(qū)段210上。此外，在第二端224處，彈 簧元件214布置在帶槽的連接件226中，具有足夠的間隙以容許由于 彈簧元件214的周向長度的增加而移動。圖28顯示了用于將多個彈 簧元件214連接到圖26的密封區(qū)段210上的另 一示范性連接機構230。 在此示范性構造中，定向在軸向方向上的多個彈簧232在其一端上通 過開槽的連接件234而聯(lián)接在密封區(qū)段210上，并且在其另一端處焊 接或粘接在密封區(qū)段210上。在某些實施例中，通過在金屬片中切出 指狀物，并且隨后使其彎曲形成波箔片，從而可形成彈簧元件232。
圖29顯示了用于將多個彈簧元件214連接到圖26的密封區(qū)段210 上的另一示范性連接機構240。在此示范性構造中，通過位于區(qū)段210 中間的開槽的連接件242分開并支撐多個彈簧元件214。多個彈簧元 件214的分開排列有利地容許彈簧元件214對密封區(qū)段主體和轉(zhuǎn)子的 相對更好的適應性。
圖30是示范性包裝250的概略圖，其用于在運輸和存儲操作期 間，保護具有箔片密封件254的密封區(qū)段252。如圖所示，在運輸和 存儲操作期間可將保護殼25^滑動到密封區(qū)段252上，以保護密封區(qū) 段252免受損傷?？稍趧偤靡惭b密封區(qū)段252之前才除去保護殼 256。在某些實施例中，可將密封件254滑進安裝槽258中，之后在其安裝之前可除去保護殼256。在某些實施例中，在安裝密封區(qū)段252 之后可除去保護殼256,將殼256保留在原位，同時回轉(zhuǎn)機械仍保持 打開。
上述密封組件的多個分段設計可用于需要分段結(jié)構的構件。這種 構件的示例包括燃氣渦輪機寧的渦輪噴嘴和渦輪罩組件。此外，分段 密封組件包括箔片和彈簧系統(tǒng)，其具有多個便于箔片表面跟隨旋轉(zhuǎn)構 件的偏移的特征。同樣，多個特征可包括如早前參照圖5-11所述的波 箔片、包含一體結(jié)合的梁的箔片或包含一體結(jié)合的彈性起伏特征的箔 片等。密封組件的分段構造可與分段構件例如渦輪噴嘴聯(lián)接在一起， 如以下參照圖31和圖32所述。
圖31顯示了用于將例如標號262所示的密封區(qū)段與環(huán)狀分段構 件的區(qū)段264連接起來的示范性連接機構260。在此示范性實施例中， 區(qū)段264包括噴嘴部分。如圖所示，利用軸向定向的槽266將密封區(qū) 段262聯(lián)接在噴嘴部分264上。同樣，各個密封區(qū)段262可基于不同 的分段概念進行設計，并可包括上述各種彈簧元件的圖案。圖32顯 示了用于將密封區(qū)段262與環(huán)狀分段構件的部分264連接起來的另一 示范性連接機構270。在此示范性實施例中，密封區(qū)段262通過切向 定向的槽272 ^:接在部分264上。
上述技術的各個方面可用于為構件例如為燃氣渦輪機級間位置 提供改進的密封。具體地說，上述密封系統(tǒng)可用于需要大直徑和/或具 有分段結(jié)構的應用中。有利的是，這種密封系統(tǒng)具有即使在出現(xiàn)大的 轉(zhuǎn)子偏移的情況下也能可靠工作的能力，并且具有改進的密封性能， 從而減少損失。
雖然在這里已經(jīng)顯示和描述了本發(fā)明的某些特征，但是本領域技 術人員將會想到許多改型和變體。因此，應該懂得，所附權利要求意 圖覆蓋所有屬于本發(fā)明的真實精神范圍內(nèi)的改型和變體。
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權利要求
1.一種密封組件(10)，包括箔片(14)，其周向地圍繞旋轉(zhuǎn)構件(12)布置，并且構造成給位于高壓側(cè)和低壓側(cè)(16，18)之間的所述旋轉(zhuǎn)構件(12)提供主要密封；和彈簧系統(tǒng)(20)，其鄰近所述箔片(14)布置，其中所述彈簧系統(tǒng)(20)包括多個特征(44)，以便于箔片表面跟隨所述旋轉(zhuǎn)構件(12)的偏移，其中，所述多個特征(44)給位于所述高壓側(cè)和低壓側(cè)(16，18)之間的旋轉(zhuǎn)構件(12)提供輔助密封；和密封表面(24)，其構造成在所述箔片(14)和固定構件之間提供密封。
2. 根據(jù)權利要求1所述的密封組件(IO)，其特征在于，所述多個 特征(44)包括布置在波箔片上的彈簧元件。
3. 根據(jù)權利要求2所述的密封組件(10),其特征在于，所述彈簧 元件(44)包括具有多種幾何形狀和尺寸的特征，以獲得所需的彈簧剛 度分布。
4. 根據(jù)權利要求3所述的密封組件(10)，其特征在于，所述彈簧 元件(10)包括周向地彎曲的禽屬條(6"或管，其具有布置在所述波箔片 上的多種橫截面形狀。
5，根據(jù)權利要求1所述的密封組件(IO),其特征在于，所述箔片 (14)包括特征圖案(88),其蝕刻在所述箔片表面上，并構造成基本上防 止空氣流過所述箔片(14)。
6. 根據(jù)權利要求1所述的密封組件(IO)，其特征在于，所述密封 表面(24)包括聯(lián)接在所述箔片(14)上的刷式密封區(qū)段。
7. 根據(jù)權利要求1所述的密封組件(IO),其特征在于，所述密封 表面(24)包括聯(lián)接在所述密封組件(10)的密封外殼(22)上的箔片(14)。
8. —種密封組件(90),包括環(huán)狀分段構件(92),其具有多個以圓周陣列排列的弓形區(qū)4更(94);和多個箔片密封區(qū)段(96)，其聯(lián)接在所述多個弓形區(qū)段(94)上，其中各箔片密封區(qū)段(96)包括通過連接機構而聯(lián)接在所述密封區(qū)段(96)上的箔片(86);和 鄰近所述箔片(86)布置的彈簧系統(tǒng)(20)，其包括多個特征(44)，以便于所述箔片表面跟隨旋轉(zhuǎn)構件(12)的偏移。
9. 一種回轉(zhuǎn)才幾械，包括 固定構件； 旋轉(zhuǎn)構件(12);和 密封組件(IO),包括箔片(14)，其周向地圍繞所述旋轉(zhuǎn)構件(12)布置，并且構造成在所 述箔片(14)和轉(zhuǎn)子(12)之間保持所需的間距，從而給位于高壓側(cè)和低壓 側(cè)(16，18)之間的所述旋轉(zhuǎn)構件(12)提供主要密封；和彈簧系統(tǒng)(20)，其鄰近所述箔片(14)布置，并且包括多個特征(44) 以便于所述箔片表面跟隨所述旋轉(zhuǎn)構件(12)的偏移，其中，所述多個 特征(44)給位于所述高壓側(cè)和低壓側(cè)(16，18)之間的所述旋轉(zhuǎn)構件(12) 提供輔助密封，其中，所述彈簧系統(tǒng)(20)包括構造成在所述箔片(14) 和所述固定構件之間提供密封的密封表面(2 4)。
10. 一種密封組件(IO),包扭箔片(14),其周向地圍繞旋轉(zhuǎn)構件(12)布置，并且構造成給位于高 壓側(cè)和低壓側(cè)(16，18)之間的所述旋轉(zhuǎn)構件(12)才是供主要密封；和彈簧系統(tǒng)(20)，其鄰近所述箔片(14)布置，其中，所述彈簧系統(tǒng)(20) 包括多個特征(44),以便于箔片表面跟隨所述旋轉(zhuǎn)構件(12)的偏移，其 中，所述多個特征(44)給位于所述高壓側(cè)和低壓側(cè)(16,18)之間的所述 旋轉(zhuǎn)構件(12)提供輔助密封；和多個刷式密封區(qū)段，其聯(lián)接在所述箔片(14)上，并且構造成在所述箔片(14)和固定構件之間提供密封。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于回轉(zhuǎn)機械的密封組件，具體而言，提供了一種密封組件(10)。該密封組件(10)包括周向地圍繞旋轉(zhuǎn)構件(12)布置的箔片(14)，以及鄰近箔片(14)布置的彈簧系統(tǒng)(20)，箔片(14)構造成給位于高壓側(cè)和低壓側(cè)(16，18)之間的旋轉(zhuǎn)構件(12)提供主要密封。該彈簧系統(tǒng)(20)包括多個特征(44)，以便于所述箔片表面跟隨所述旋轉(zhuǎn)構件(12)的偏移，其中多個特征(44)在箔片(14)和固定構件之間提供從高壓側(cè)至低壓側(cè)(16，18)的輔助密封。
文檔編號F16J15/16GK101324271SQ20081009967
公開日2008年12月17日 申請日期2008年6月13日 優(yōu)先權日2007年6月13日
發(fā)明者B·H·埃爾塔斯, B·方, C·E·沃爾夫, K·M·瓦拉達拉延, M·V·德雷克塞爾, M·塞爾希 申請人:通用電氣公司