[發(fā)明專利]旋轉(zhuǎn)機(jī)械抽吸密封組件及其裝配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410630279.1
• 申請日: 2014-11-11
• 公開（公告）號: CN104632297B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭小清;N.A.特恩奎斯特;M.D.麥克;R.A.比卡;A.M.薩特
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D11/16
• 分類號: F01D11/16
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 嚴(yán)志軍,肖日松

技術(shù)領(lǐng)域

本申請大體涉及旋轉(zhuǎn)機(jī)械，并且更具體地涉及用于密封旋轉(zhuǎn)機(jī)械的抽吸(aspirating)密封組件。

背景技術(shù)

至少一些旋轉(zhuǎn)機(jī)械(例如蒸汽渦輪發(fā)動機(jī))具有穿過其延伸的限定的流體流路。該流路以連續(xù)流關(guān)系包括流體入口、渦輪和流體出口。泄漏流路在一些已知的旋轉(zhuǎn)機(jī)械中存在于高壓區(qū)域和低壓區(qū)域之間的主流路的上游。一些旋轉(zhuǎn)機(jī)械在泄漏流路中使用多個(gè)密封組件，以有助于提高旋轉(zhuǎn)機(jī)械的操作效率。通常，已知的密封組件聯(lián)接在固定構(gòu)件和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件之間，以提供高壓區(qū)域與低壓區(qū)域之間的密封。

在一些已知的旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，可使用流體動力面密封件，以有助于降低加壓工藝流體的穿過固定構(gòu)件與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件之間的間隙的泄漏。流體動力面密封件大體包括旋轉(zhuǎn)環(huán)和固定(非旋轉(zhuǎn))環(huán)。在包含流體動力面密封件的至少一些已知的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的啟動時(shí)，旋轉(zhuǎn)環(huán)和固定環(huán)被離開彼此地偏置，直至壓力在機(jī)械內(nèi)積累并使固定環(huán)向旋轉(zhuǎn)環(huán)移動。在操作期間，形成在旋轉(zhuǎn)環(huán)中的流體動力凹槽產(chǎn)生流體動力力，該流體動力力導(dǎo)致固定環(huán)保持與旋轉(zhuǎn)環(huán)分離，使得在兩個(gè)環(huán)之間存在微小間隙。但是，如果作用在固定環(huán)上的高壓過強(qiáng)，則由凹槽產(chǎn)生的流體動力力可能不足以保持固定環(huán)不碰撞旋轉(zhuǎn)環(huán)并從而對旋轉(zhuǎn)機(jī)械造成嚴(yán)重?fù)p壞。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)方面中，提供了用于與旋轉(zhuǎn)機(jī)械一起使用的抽吸面密封件，該旋轉(zhuǎn)機(jī)械包括中心線軸線。抽吸面密封件包括旋轉(zhuǎn)密封環(huán)，該旋轉(zhuǎn)密封環(huán)包括徑向外表面，該徑向外表面包括傾斜部分。固定密封環(huán)緊接旋轉(zhuǎn)密封環(huán)聯(lián)接，使得第一間隙限定在它們之間。固定密封環(huán)能夠在打開位置與密封位置之間沿著中心線軸線移動，并且包括延伸跨過第一間隙的延伸部件。輔助密封件包括至少一個(gè)密封齒，該至少一個(gè)密封齒包括密封齒頂端。該至少一個(gè)密封齒從延伸部件徑向向內(nèi)延伸，使得第二間隙限定在密封齒頂端與傾斜部分之間。

在另一方面中，提供了旋轉(zhuǎn)機(jī)械。該旋轉(zhuǎn)機(jī)械包括殼體和限定中心線軸線的可旋轉(zhuǎn)軸。旋轉(zhuǎn)機(jī)械還包括密封系統(tǒng)，該密封系統(tǒng)包括聯(lián)接至軸的旋轉(zhuǎn)密封環(huán)，其中，旋轉(zhuǎn)密封環(huán)包括徑向外表面，該徑向外表面包括傾斜部分。密封系統(tǒng)還包括固定密封環(huán)，該固定密封環(huán)聯(lián)接至殼體，緊接旋轉(zhuǎn)密封環(huán)，使得第一間隙限定在它們之間。固定密封環(huán)能夠在打開位置與密封位置之間沿著中心線軸線移動，并且固定密封環(huán)包括延伸跨過第一間隙的延伸部件。密封系統(tǒng)還包括輔助密封件，該輔助密封件包括至少一個(gè)密封齒，該至少一個(gè)密封齒包括密封齒頂端。該至少一個(gè)密封齒從延伸部件徑向向內(nèi)延伸，使得第二間隙限定在密封齒頂端與傾斜部分之間。

在又一方面中，提供了組裝用于在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中使用的密封系統(tǒng)的方法。該方法包括將旋轉(zhuǎn)密封環(huán)聯(lián)接至限定中心線軸線的可旋轉(zhuǎn)軸，和緊接旋轉(zhuǎn)密封環(huán)聯(lián)接固定密封環(huán)，使得第一間隙限定在它們之間。固定密封環(huán)能夠在打開位置與密封位置之間沿著中心線軸線移動。固定密封環(huán)包括延伸跨過第一間隙的延伸部件。該方法還包括從旋轉(zhuǎn)密封環(huán)徑向向外形成輔助密封件。輔助密封件包括至少一個(gè)密封齒，該至少一個(gè)密封齒包括密封齒頂端。該至少一個(gè)密封齒從延伸部件徑向向內(nèi)延伸，使得第二間隙限定在密封齒頂端與傾斜部分之間。

技術(shù)方案1. 一種用于與旋轉(zhuǎn)機(jī)械一起使用的抽吸面密封件，旋轉(zhuǎn)機(jī)械包括中心線軸線，抽吸面密封件包括：旋轉(zhuǎn)密封環(huán)，其包括徑向外表面，徑向外表面包括傾斜部分；固定密封環(huán)，其聯(lián)接為緊接旋轉(zhuǎn)密封環(huán)，使得第一間隙限定在它們之間，其中，固定密封環(huán)能夠在打開位置與密封位置之間沿著中心線軸線移動，固定密封環(huán)包括延伸跨過第一間隙的延伸部件；和輔助密封件，其包括至少一個(gè)密封齒，至少一個(gè)密封齒包括密封齒頂端，至少一個(gè)密封齒從延伸部件徑向向內(nèi)延伸，使得第二間隙限定在密封齒頂端與傾斜部分之間。

技術(shù)方案2. 根據(jù)技術(shù)方案1所示的抽吸面密封件，其特征在于，輔助密封件構(gòu)造為約束工藝流體的穿過第一間隙的流，使得第一間隙的上游的高壓區(qū)域與第一間隙的下游的低壓區(qū)域之間的壓差導(dǎo)致固定密封環(huán)從第一位置到第二位置的軸向移動。

技術(shù)方案3. 根據(jù)技術(shù)方案2的抽吸面密封件，其特征在于，輔助密封件構(gòu)造為降低壓差，以有助于在從第一位置到第二位置的過渡期間降低固定密封環(huán)接近旋轉(zhuǎn)密封環(huán)的速度。

技術(shù)方案4. 根據(jù)技術(shù)方案1的抽吸面密封件，其特征在于，傾斜部分是基本弧形的。

技術(shù)方案5. 根據(jù)技術(shù)方案1的抽吸面密封件，其特征在于，當(dāng)固定密封部件處于第一位置時(shí)，第一間隙限定第一寬度且第二間隙限定比第一寬度短的第二寬度，并且其中，當(dāng)固定密封部件處于第二位置時(shí)，第一間隙限定第三寬度且第二間隙限定比第三寬度長的第四寬度。