用于減少旋轉式機器中的泄漏的密封件制造技術

本發明專利技術涉及用于減少旋轉式機器中的泄漏的密封件。提供了一種用于旋轉式機器的密封組件。該密封組件包括設置在固定式殼體和轉子中間的多個密封裝置節段。各個節段包括至少一個板和密封元件。密封組件還包括形成于多個密封裝置節段之間的多個節段間間隙。另外，對于各個成對的相鄰密封裝置節段而言，至少一對相鄰板包括在節段間間隙處搭接另一個板的一個板。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術大體涉及用于減少泄漏的密封件，并且更具體而言，涉及用于減少旋轉式機器中的節段間間隙之間的泄漏的密封組件。
技術介紹
一般在工業旋轉式機器(例如燃氣輪機)中使用各種各樣的密封件來控制流過轉子和定子之間的空隙的冷卻空氣或吹掃空氣的量。例如，具有轉子接觸元件的刷式密封件(例如剛毛部件(bristle pack))用于提供緊空隙。但是，在渦輪啟動或停機期間，由于熱瞬變在剛毛和轉子之間導致的干涉，剛毛部件可經歷嚴重磨損。這個磨損會隨著時間的過去而積累，從而降低在穩態運行期間的密封件的泄漏性能。另一方面，通過以物理的方式使密封件移動遠離轉子，可回縮的刷式密封件會消除或減少由于在啟動或停機期間的熱干涉引起的密封件磨損。可回縮的刷式密封件可借助于片簧而被動地被促動，片簧對應于在渦輪啟動或停機期間跨過密封件的變化的壓差。可回縮的刷式密封件組裝在高空隙位置上，并且，隨著跨過旋轉式機器的壓差積聚(在啟動期間)，片簧會變形，從而使得密封件更靠近轉子。類似地，在停機期間，跨過密封件的下降的壓差使片簧回縮，從而使密封件移動遠離轉子。這個機構消除剛毛/轉子干涉(否則其可在啟動和停機期間出現)，并且在其運行壽命里維持密封件的泄漏性能。但是，這個類型的可回縮的刷式密封件會經歷通過節段間間隙的泄漏，這在高空隙位置上時可為特別高的。甚至在穩態運行期間，在密封件處于其低空隙位置上時，節段間間隙泄漏可高達總密封泄漏的三分之一。由于增大的二次流的原因，過多的泄漏會導致發動機性能的損失。因此，減少旋轉式機器中的密封組件的節段間間隙之間的泄漏將是合乎需要的。
技術實現思路
根據本專利技術的實施例，提供了一種用于旋轉式機器的密封組件。該密封組件包括設置在固定式殼體和轉子中間的多個密封裝置節段。各個節段包括至少一個板和密封元件。密封組件還包括形成于多個密封裝置節段之間的多個節段間間隙。另外，對于成對的相鄰密封裝置節段而言，成對的相鄰板中的至少一個包括在相應的節段間間隙處搭接另一個板的一個板。根據本專利技術的實施例，提供了一種減少旋轉式機器中的泄漏的方法。該方法包括獲得多個密封裝置節段，其中，各個節段包括至少一個板和密封元件。該方法還包括在旋轉式機器上設置多個密封裝置節段，使得由于在各個相應的節段間間隙處搭接成對的相鄰板而在節段間間隙處產生曲折流徑。根據本專利技術的實施例，提供了一種旋轉式機器。旋轉式機器包括沿周向在轉子周圍延伸的固定式殼體，轉子可繞著軸線旋轉。旋轉式機器還包括密封組件，該密封組件具有設置在固定式殼體和轉子中間的多個密封裝置節段。各個節段包括至少一個板和密封元件。旋轉式機器進一步包括形成于多個密封裝置節段之間的多個節段間間隙。對于成對的相鄰密封裝置節段而言，成對的相鄰板中的至少一個包括在相應的節段間間隙處搭接另一個板的一個板。附圖說明當參照附圖閱讀以下詳細描述時，本專利技術的這些和其它特征、方面和優點將變得更好理解，在附圖中，相同符號在所有圖中標示相同部件，其中 圖I是根據本專利技術的實施例的旋轉式機器的橫截面圖。圖2是根據本專利技術的實施例的旋轉式機器的渦輪區段的橫截面圖。圖3是根據本專利技術的實施例的旋轉式機器的密封組件的透視圖。圖4是根據本專利技術的實施例的在打開式密封位置上的旋轉式機器的密封組件的 另一個透視圖。圖5顯示根據本專利技術的實施例的在關閉式密封位置上的旋轉式機器的密封組件的另一個透視圖。圖6是根據本專利技術的另一個實施例的旋轉式機器的密封組件的透視圖。圖7是根據本專利技術的實施例的在旋轉式機器中的密封組件的透視圖，該密封組件具有中間板而沒有密封元件。圖8是根據本專利技術的實施例的減少旋轉式機器中的泄漏的方法的流程圖。具體實施例方式當介紹本專利技術的各種實施例的元件時，冠詞“一個”、“一種”、“該”和“所述”意圖指存在一個或多個該元件。用語“包括”、“包含”和“具有”意圖為包括性的，并且指可存在所列元件以外的另外的元件。運行參數的任何實例不排除公開實施例的其它參數。圖I是根據本專利技術的實施例的旋轉式機器10的實施例的橫截面圖。旋轉式機器10包括具有各種各樣的構件的燃氣輪機構件,一些構件出于簡單的原因而未顯不。在不出的實施例中，旋轉式機器10包括壓縮機區段12、燃燒器區段14和渦輪區段16。渦輪區段16包括固定式殼體18和繞著軸線22旋轉的旋轉元件20或轉子。活動葉片24附連到旋轉元件20上，而固定式葉片26附連到固定式殼體18上。活動葉片24和固定式葉片26交替地沿軸向方向布置。旋轉式機器還包括密封組件(如在圖2和3中顯示)，密封組件具有設置在固定式殼體18和旋轉元件20中間的多個密封裝置節段。存在可安裝密封組件的若干可能位置。這樣的位置的非限制性實例包括在帶護罩的活動葉片24和固定式殼體18之間的位置28、在旋轉元件20和固定式葉片26之間的位置30，或在旋轉元件20和固定式殼體18之間的端部填料密封位置32。本文描述的密封組件提供了使得密封裝置節段能夠沿徑向和沿周向兩者移動的結構，并且在節段間間隙處提供曲折路徑，從而潛在地減少泄漏和提高效率。本文描述的密封組件可用于任何適當的旋轉式機器，例如(但不限于)圖I的旋轉式機器10或任何燃氣輪機和蒸汽輪機、壓縮機和航空發動機。圖2是根據本專利技術的實施例的旋轉式機器的渦輪區段216的橫截面圖。在示出的實施例中，渦輪區段216包括可繞著軸線222旋轉的旋轉元件220和固定式殼體240，固定式殼體240相應地由上半部241和下半部242構成。渦輪區段216包括密封組件244，密封組件244具有多個密封裝置節段246。僅出于實例的目的，在圖2中顯示了六個密封裝置節段246，因為可使用其它數量的密封裝置節段。在圖2的實施例中，各個密封裝置節段246包括位于前板和后板之間的密封元件。如本文所用，前板指設置在期望在運行中定位在密封組件的較高壓力側的密封裝置節段246的一側的平板，而后板指設置在期望在運行中定位在密封組件的較低壓力側的密封裝置節段246的另一側的平板。雖然本文在圖3-5中出于說明的目的而描述了前板和后板，但是概念可類似地適用于對于每個密封裝置節段具有一個板或不止兩個板的實施例。如果采用剛毛部件之外的密封元件，例如迷宮式齒或蜂窩式密封件，則可存在板中的一個。另外，在圖6和圖7中顯示的一些實施例中，可存在第三或“中間”板。在節段間間隙248處，成對的前板或成對的后板中的至少一個包括搭接另一個板的一個板。在一個實施例中，密封裝置節段246具有弓形密封面，并且可在密封裝置節段246的兩端處包括斜面(未在圖2中顯示)，以易于組裝固定式殼體240的上半部241和下半部242。斜面是在節段間間隙248處、在前板和后板兩者的端部的角處的彎曲的表面或平的表面。下面參照圖3、4和5進一步論述密封組件244的細節。 圖3顯示了示例性密封組件344的透視圖，密封組件344用于促進減少圖1、2中顯示的旋轉元件和固定式殼體之間的軸向泄漏。密封組件344包括設置在固定式殼體和旋轉元件中間的多個密封裝置節段346和446。各個密封裝置節段包括前板354、454、后板356、456和位于前板和后板之間的密封元件(顯示為節段346的元件358和節段446的元件458)。密封元件358、458的非限制性實例包括刷式密封件、迷宮式密封件、葉式密封件、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于旋轉式機器的密封組件，所述密封組件包括：設置在固定式殼體和轉子中間的多個密封裝置節段，其中，所述節段中的各個包括至少一個板和密封元件，其中，多個節段間間隙形成于所述多個密封裝置節段之間，其中，對于成對的相鄰密封裝置節段而言，成對的相鄰板中的至少一個包括在相應的節段間間隙處搭接另一個板的一個板。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：O薩穆德拉拉，CE沃爾夫，RE丘普，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：發明
國別省市：