[發(fā)明專(zhuān)利]可縮進(jìn)的密封系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210158261.7
• 申請(qǐng)日: 2012-05-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102777217A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: O·薩穆德拉拉;S·庫(kù)馬;G·克倫;K·S·沙
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類(lèi)號(hào): F01D11/02
• 分類(lèi)號(hào): F01D11/02
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強(qiáng);譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)大體涉及渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，并且更具體而言，涉及用于針對(duì)可預(yù)測(cè)的運(yùn)行在瞬態(tài)事件期間在密封件壽命內(nèi)限制密封件周?chē)哪Σ亮Φ膲毫ζ胶馐娇煽s進(jìn)的密封系統(tǒng)。

背景技術(shù)

刷式密封件常常用來(lái)消除或最大程度地減小通過(guò)可定位在彼此的附近的部件或構(gòu)件之間的間隙的空氣泄漏。例如，刷式密封件定位在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，例如用于動(dòng)力發(fā)生的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)等。典型地，刷式密封件最大程度地減小在密封件的相反的側(cè)部上處于不同的壓力的區(qū)域之間的泄漏。作為一個(gè)具體實(shí)例，刷式密封件可用來(lái)最大程度地減小通過(guò)諸如定子的固定構(gòu)件和諸如轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件之間的間隙(或空隙)的空氣泄漏。刷式密封件是接觸式密封件，其具有接觸轉(zhuǎn)子表面的剛毛，以便與諸如迷宮密封件等的非接觸式密封件相比，允許有緊密的空隙和減小的泄漏。

但是，由于在例如渦輪啟動(dòng)或停機(jī)期間的熱瞬態(tài)在剛毛和轉(zhuǎn)子之間引起的干涉的原因，刷式密封件的剛毛可經(jīng)受相當(dāng)大的磨損。這個(gè)磨損可在多次啟動(dòng)/停機(jī)循環(huán)中積聚，而降低密封件在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間的泄漏性能。剛毛的磨損一般與渦輪效率和動(dòng)力輸出的整體下降相關(guān)。

通過(guò)在物理上將密封件移離轉(zhuǎn)子，可縮進(jìn)的刷式密封件可消除在啟動(dòng)或停機(jī)期間由于熱干涉而引起的磨損。借助于響應(yīng)于跨過(guò)密封件的不定的壓差的片簧等，可縮進(jìn)的刷式密封件可被動(dòng)地起動(dòng)。可縮進(jìn)的刷式密封件可定位在大空隙位置上，使得在啟動(dòng)期間的不斷增大的壓差使片簧變形，而使密封件移動(dòng)得更靠近轉(zhuǎn)子。類(lèi)似地，在停機(jī)期間，不斷下降的壓差會(huì)導(dǎo)致片簧縮進(jìn)，以便將密封件移離轉(zhuǎn)子。因而可縮進(jìn)的刷式密封件消除或減小了剛毛/轉(zhuǎn)子干涉，以便提供增加的構(gòu)件壽命。

可縮進(jìn)的刷式密封件通常安裝在加工到定子中的匹配槽口中。匹配槽口的兩個(gè)鉤在可縮進(jìn)的密封件移向轉(zhuǎn)子和移離轉(zhuǎn)子的期間對(duì)片簧變形提供剛性支承。跨過(guò)密封件的壓差抵靠著后部支承鉤加載密封件，以便形成防止通過(guò)支承鉤的偏置泄漏的氣體接頭。但是，在可縮進(jìn)的刷式密封件的工作壽命中，在密封件/鉤接觸表面處的摩擦系數(shù)可由于匹配部件的氧化和腐蝕的原因以及由于部件之間的微振磨損或滑動(dòng)磨損所引起的表面光潔度變化的原因而改變。因此，密封件封閉和縮進(jìn)行為可隨著時(shí)間的過(guò)去而改變。這樣的變化可導(dǎo)致密封件在啟動(dòng)期間無(wú)法完全封閉到期望的小空隙位置或在停機(jī)期間在定子和轉(zhuǎn)子之間發(fā)生熱干涉之前無(wú)法縮進(jìn)。前者可導(dǎo)致顯著的性能降低，而后者則可導(dǎo)致過(guò)度的密封件磨損或損害。

因而期望有一種消除或減小摩擦力對(duì)密封件運(yùn)動(dòng)的影響的改進(jìn)的可縮進(jìn)的密封系統(tǒng)。這種改進(jìn)應(yīng)當(dāng)對(duì)整個(gè)密封系統(tǒng)提供可預(yù)測(cè)性、可靠性和增加的壽命。鑒于此，可在長(zhǎng)時(shí)間里改進(jìn)總的泄漏性能，以提高總的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)效率和動(dòng)力輸出。

發(fā)明內(nèi)容

因而本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓側(cè)和低壓側(cè)之間使用的可縮進(jìn)的密封系統(tǒng)。該可縮進(jìn)的密封系統(tǒng)可包括定位在固定構(gòu)件的槽口中的密封件、定位在密封件的周?chē)膲毫ζ胶庋ǎ约芭c壓力平衡穴和高壓側(cè)處于連通的管道。

本申請(qǐng)進(jìn)一步提供了一種減小在密封件的頸部和渦輪的固定構(gòu)件的鉤之間的接觸表面處的摩擦的方法。該方法可包括以下步驟：將壓力平衡穴定位在接觸表面的周?chē)皇箟毫ζ胶庋▋?nèi)的壓力和密封件的高壓側(cè)均衡；以及響應(yīng)于渦輪的瞬態(tài)運(yùn)行而沿著接觸表面移動(dòng)密封件。

本申請(qǐng)進(jìn)一步提供了一種用于在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓側(cè)和低壓側(cè)之間使用的可縮進(jìn)的密封系統(tǒng)。該可縮進(jìn)的密封系統(tǒng)可包括：具有定位在固定構(gòu)件的槽口的成對(duì)的鉤的周?chē)念i部的刷式密封件；定位在頸部和成對(duì)的鉤中的一個(gè)的周?chē)膲毫ζ胶庋ǎ灰约芭c壓力平衡穴和高壓側(cè)處于連通的管道。

在審閱結(jié)合若干幅圖和所附權(quán)利要求而得到的以下詳細(xì)描述之后，本申請(qǐng)的這些和其它特征與改進(jìn)將對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員變得顯而易見(jiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1是燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。

圖2A是如可在本文中描述的可縮進(jìn)的密封系統(tǒng)的側(cè)視橫截面圖。

圖2B是圖2A的可縮進(jìn)的密封系統(tǒng)的透視圖。

圖3A是如可在本文中描述的可縮進(jìn)的密封系統(tǒng)的一個(gè)備選實(shí)施例的側(cè)視橫截面圖。

圖3B是圖3A的可縮進(jìn)的密封系統(tǒng)的透視圖。

圖4是如可在本文中描述的可縮進(jìn)的密封系統(tǒng)的一個(gè)備選實(shí)施例的側(cè)視橫截面圖。

圖5A是如可在本文中描述的可縮進(jìn)的密封系統(tǒng)的一個(gè)備選實(shí)施例的側(cè)視橫截面圖。

圖5B是圖5A的可縮進(jìn)的密封系統(tǒng)的一部分的透視圖。

圖6是如可在本文中描述的可縮進(jìn)的密封系統(tǒng)的一個(gè)備選實(shí)施例的側(cè)視橫截面圖。

部件列表

10????燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)

15?????壓縮機(jī)