在靜態(tài)渦輪部件之間的密封件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種在渦輪的靜態(tài)構(gòu)件(2,3)之間的密封件(1)，密封件由至少一個中間件(6)組成，其在其相對端部處具有端部件(7,8)，端部件(7,8)布置在靜態(tài)構(gòu)件(2,3)的相應(yīng)的槽(4,5)中，并且鄰近槽(4,5)的內(nèi)表面，所述中間件(6)由至少兩個部件(6'，6'')組成，并且所述中間件部件(6'，6'')經(jīng)由樞轉(zhuǎn)部(9)可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接于彼此。樞轉(zhuǎn)部(9)在橫截面上是環(huán)形環(huán)，其由至少兩個同軸相互配合且能夠相對于彼此滑動的圓筒元件形成，其中樞轉(zhuǎn)部(9)的內(nèi)表面卷繞有金屬織物材料(10)。本發(fā)明的優(yōu)點是更高的柔性，其由于樞轉(zhuǎn)而適應(yīng)渦輪構(gòu)件的更大的相對移動，并減少伴隨老化的磨損，同時保持良好的密封性能。
【專利說明】在靜態(tài)渦輪部件之間的密封件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在渦輪的靜態(tài)構(gòu)件之間的密封件。本發(fā)明尤其涉及一種所謂“狗骨密封件”，其由中間件組成，該中間件在兩個相對側(cè)面上具有相應(yīng)的凸部，凸部布置成使得緊密地支承在靜態(tài)構(gòu)件中的槽中。

【背景技術(shù)】
[0002]此類密封件在例如燃?xì)鉁u輪的領(lǐng)域中是眾所周知的。密封件用于在渦輪構(gòu)件的界面處相應(yīng)密封在渦輪的靜態(tài)構(gòu)件之間，例如用于密封導(dǎo)葉中的冷卻-空氣路徑，用于密封在一排導(dǎo)葉的單獨分段之間，或者作為在渦輪的外殼部件和一排導(dǎo)葉之間的周向密封件，或者用于密封燃燒器和渦輪之間的構(gòu)件界面。
[0003]該類型的密封件在例如US5，743，708中描述，并且特別關(guān)于圖17和圖18在那里顯示。那里的密封件僅僅由單個部件組成，該單個部件是平的金屬件，其在兩個相對的側(cè)面上具有相應(yīng)的實心凸部。如在橫截面中觀看的，密封件具有狹長的中心件，其具有在其端部中的各個處的圓形凸部。由于其橫截面形狀，故其被稱為“狗骨密封件”。在各種情況下，在相鄰的導(dǎo)葉平臺之間布置了第一排導(dǎo)葉，并且在那里用于密封冷卻-空氣路徑，用于冷卻導(dǎo)葉的外部平臺和內(nèi)部平臺的目的。
[0004]實心的圓形凸部均布置在相鄰的導(dǎo)葉平臺的槽中，在此期間它們緊密地支承抵靠槽的內(nèi)表面。在各種情況下，密封件在平臺的邊長上面延伸。密封主要是通過壓力差造成的，密封沿著槽的側(cè)表面上的線獲得，其中圓形凸部觸碰平的槽內(nèi)部。在該情況下，必須通過兩個槽中的凸部來確保密封。
[0005]該典型的常規(guī)狗骨密封件具有堅固設(shè)計，但不幸的是，對于渦輪構(gòu)件的相對軸向/徑向移動只有較低柔性。此外，作為附加的缺點，其具有在某些場合的過度的磨損和伴隨老化的密封性能的退化(密封件本身老化而增加了泄漏)。
[0006]在US-5，868，398中公開了該狗骨密封件類型的變型。其在這里也用于相鄰的導(dǎo)葉分段之間的密封。然而，密封件的側(cè)面處的凸部不是實心設(shè)計，而是通過平的金屬件的曲率來實現(xiàn)，彎曲部件設(shè)置到槽中。
[0007]該密封件也具有的缺點在于，在不充足的壓力差的情況下，凸部不充分緊密地支承，并且泄漏發(fā)生。
[0008]此外，如果渦輪的一個或兩個靜態(tài)部件軸向或徑向地轉(zhuǎn)移并且槽相對于彼此轉(zhuǎn)移，則不完全確保密封，這意味著密封不是足夠柔性的。
[0009]從US6，431，825B1知道了在兩個靜態(tài)渦輪部件之間的改進(jìn)的密封。該密封不依賴于壓力差的水平。其設(shè)有載體件，該載體件包括平的金屬件以及中間件和端部件，該端部件中的各個布置在靜態(tài)渦輪部件中的槽中。第二部件也包括平的金屬件，并且具有中間件和端部件，它們也布置在槽中，該第二部件附接于載體的中間件。端部件彈性地構(gòu)造，確保即使在槽的相對轉(zhuǎn)移的情況下，在端部件和槽的內(nèi)表面之間的密封接觸。
[0010]另外，用于密封在不同類型的靜態(tài)渦輪構(gòu)件之間的柔性密封件是已知的，例如膜密封件或織物密封件，但此類密封件不是非常堅固的。
[0011]文獻(xiàn)EP2530251A2描述了一種用以吸收容器的不同熱生長的鉸接密封件。鉸接密封件包括中間鋼琴式鉸接部分，其在于容器之間存在相對平移的情況下?lián)锨?、彎曲?或變平。
[0012]文獻(xiàn)US2005/0179215A1描述了一種呈“狗骨”形式的密封裝置，其由多個密封條組成，該多個密封條由片材制成并且經(jīng)由至少一個連接桿或連接棒連接，在兩個桿端焊接于密封條之前通過條中的孔插入該至少一個連接桿或連接棒。該連接桿使成層的密封條在兩端處連結(jié)，以便形成連結(jié)區(qū)段。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的是公開一種堅固的狗骨類型的密封件，其用于尤其用于渦輪的靜態(tài)構(gòu)件之間的密封，其與已知技術(shù)狀態(tài)的狗骨密封件相比具有相對于渦輪構(gòu)件的相對移動的更高柔性，并且與發(fā)動機架構(gòu)更好地配合。此外，其將減少伴隨老化的磨損，并且在操作期間保持良好的密封性能。
[0014]該目的以及其它目的通過根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求1的密封件來獲得。
[0015]在渦輪的靜態(tài)部件/構(gòu)件之間的所述密封件是一種狗骨類型的密封件。密封件由至少一個中間件組成，其在其相對端部處具有端部件，其中端部件布置在靜態(tài)部件/構(gòu)件的相應(yīng)槽中，并且鄰近槽的內(nèi)表面。密封件的中間件由至少兩個部件組成，該至少兩個部件經(jīng)由樞轉(zhuǎn)部可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接于彼此，而常規(guī)狗骨密封件由中間件組成，其在橫截面上是狹長的平的金屬件。本發(fā)明的特征在于，樞轉(zhuǎn)部在橫截面上是環(huán)形環(huán)，其由至少兩個同軸相互配合且能夠相對于彼此滑動的圓筒元件形成，并且所述樞轉(zhuǎn)部的內(nèi)表面卷繞有金屬織物材料。
[0016]公開的帶有此類適應(yīng)性狗骨設(shè)計的密封件的優(yōu)點在于，其由于中間件的兩個單獨的可旋轉(zhuǎn)部件而提供了渦輪構(gòu)件截面處的更高柔性，以在發(fā)動機操作期間適應(yīng)構(gòu)件之間的較大相對移動。另外，減少了伴隨老化的磨損，并且保持了良好的密封性能。金屬織物材料避免了在密封件本身和渦輪構(gòu)件之間的任何泄漏。
[0017]根據(jù)第一實施例，所述端部件是實心圓形凸部。這是非常堅固的設(shè)計。
[0018]根據(jù)密封件的第二實施例，所述端部件中的至少一個具有圓形彈性鉤狀形狀。端部件的彈性特征使后者強迫配合抵靠槽的表面，導(dǎo)致沿著端部件和槽之間的接觸線的密封。強迫接觸和密封大致不依賴壓力差。
[0019]根據(jù)另一實施例，密封件的所述端部件兩者具有圓形彈性鉤狀形狀，其中鉤狀物沿相反方向彎曲。
[0020]作為備選方案，密封件具有第二端部件，其具有直的固定端。在附加實施例中，第二端部件具有直的滑動端，其允許即使在構(gòu)件中的一個的較高移動的情況下也保持良好的密封性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]現(xiàn)在將借助于優(yōu)選實施例并參照附圖更完整地解釋本發(fā)明，其中:
圖1示意性地顯示了從現(xiàn)有技術(shù)知道的典型狗骨設(shè)計的橫截面； 圖2顯示了本發(fā)明的第一實施例的橫截面；
圖3顯示了本發(fā)明的第二實施例的橫截面；
圖4顯示了本發(fā)明的第三實施例的橫截面；
圖5顯示了本發(fā)明的第四實施例的橫截面，并且圖6顯示了本發(fā)明的第五實施例的橫截面。
[0022]相同的技術(shù)特征在所有附圖中利用相同的附圖標(biāo)記指出。
[0023]部件列表 I密封件
2，3渦輪的靜態(tài)構(gòu)件 4，5槽 6中間件
6’，6〃中間件部件
7, 8在中間件或中間件部件的相對端部處的端部件 9樞轉(zhuǎn)部 10金屬織物 a軸向方向 r徑向方向。

【具體實施方式】
[0024]本發(fā)明涉及在渦輪的靜態(tài)構(gòu)件之間的密封件。本發(fā)明尤其涉及所謂的“狗骨密封件”，其從現(xiàn)有技術(shù)中知道，并且適應(yīng)性設(shè)計針對其提出。
[0025]圖1示意性地顯示了從渦輪領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)知道的典型狗骨密封件設(shè)計的橫截面。該狗骨密封件I由平的金屬中間件6組成，平的金屬中間件6在其兩個相對的端部上具有相應(yīng)的實心圓形凸部作為端部件7，8。其布置在渦輪的相鄰靜態(tài)構(gòu)件2，3之間，例如相鄰的導(dǎo)葉平臺之間，并且在那里用于密封冷卻-空氣路徑，用于冷卻導(dǎo)葉的外部平臺和內(nèi)部平臺的目的。
[0026]實心的圓形凸部7，8均布置在相鄰的導(dǎo)葉平臺的槽4，5中，在此期間它們緊密地支承抵靠槽4，5的內(nèi)表面。
[0027]該典型的常規(guī)狗骨密封件具有堅固設(shè)計，但不幸的是，對于渦輪構(gòu)件2，3的相對軸向/徑向移動(如由圖1中的箭頭a，r所示)只有較低的柔性。此外，作為附加的缺點，其具有在某些場合的過度的磨損和伴隨老化的密封性能的退化(密封件本身老化而增加了泄漏)。
[0028]圖2顯示了本發(fā)明的第一實施例的橫截面。與根據(jù)圖1(現(xiàn)有技術(shù))的密封件相t匕，圖2中的密封件I由不同的中間件6組成。根據(jù)本發(fā)明，密封件I的中間件6由至少兩個部件6’，6〃組成，它們經(jīng)由樞轉(zhuǎn)部9連接。如附圖中所指示，樞轉(zhuǎn)部9是環(huán)形環(huán)。其是呈環(huán)形式的兩個圓筒的類型。樞轉(zhuǎn)部的內(nèi)部部分卷繞有金屬織物材料。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，中間件6’，6〃還具有在它們的相對端部上的相應(yīng)的實心凸部7，8，凸部7，8布置成使得緊密地支承在靜態(tài)構(gòu)件2，3中的相對的槽4，5中。這也是堅固的設(shè)計。
[0030]由于樞轉(zhuǎn)，故在發(fā)動機操作期間的渦輪構(gòu)件的較大相對移動可適應(yīng)成使得本公開的密封件提供了渦輪構(gòu)件界面處的更高柔性。例如，在燃燒器和燃?xì)鉁u輪(像高壓蒸汽渦輪或低壓蒸汽渦輪)之間的構(gòu)件界面是應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的密封件的適合位置。此外，將減少伴隨老化的磨損，并且將保持良好的密封性能。適應(yīng)性密封件減少了熱氣體路徑的泄漏，同時允許渦輪構(gòu)件的相對移動，并且這將導(dǎo)致改進(jìn)渦輪效率。
[0031]在圖3中顯示了本發(fā)明的第二實施例。其不同于第一實施例(參見圖2)之處在于，均布置在構(gòu)件2，3的槽4，5中的兩個中間件6’，6〃的端部件7，8具有圓形彈性鉤狀形狀(圓形端)，并且樞轉(zhuǎn)部9的形狀是不同的。鉤狀物(=端部件7，8)以相反的方向彎曲。樞轉(zhuǎn)部9由兩個環(huán)形圓筒形成了滑動和旋轉(zhuǎn)裝置，該兩個環(huán)形圓筒由連接于相鄰的構(gòu)件槽的較薄柔性臂支撐。端部件7，8的彈性特征使后者強迫配合抵靠槽4，5的表面，導(dǎo)致沿著端部件7，8和槽4，5之間的接觸線的密封。強迫接觸和密封大致不依賴壓力差。
[0032]圖4顯示了本發(fā)明的第三實施例。其不同于圖3之處在于，這里的密封件I包括具有直的滑動端的中間件部件6"的第二端部件8。該技術(shù)方案在存在構(gòu)件2，3中的一個的非常高的徑向移動的情況下是特別有用的，因為密封性能可被容易地保持。
[0033]在附加實施例(見圖6)中，中間件部件6"的第二端部件8具有直的固定端。
[0034]圖5和圖6顯示了實施例，其中金屬織物材料10卷繞在狗骨密封件的端部處(樞轉(zhuǎn)部9的內(nèi)部部分卷繞有金屬織物材料10)，以避免在密封件I本身和渦輪構(gòu)件槽4，5之間的任何泄漏。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的密封件可用于例如燃?xì)鉁u輪，用于現(xiàn)役燃?xì)鉁u輪升級和用于未來燃?xì)鉁u輪開發(fā)，而且用于蒸汽渦輪或任何其它發(fā)動機，其中期望柔性密封件。
[0036]雖然已經(jīng)參照其示例性實施例詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將顯而易見的是，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可做出各種變化，并且采用等同物。
【權(quán)利要求】
1.一種在渦輪的靜態(tài)構(gòu)件(2，3)之間的密封件(I)，所述密封件由至少一個中間件(6)組成，其在其相對端部處具有端部件(7，8)，所述端部件(7，8)布置在所述靜態(tài)構(gòu)件(2，3)中的相應(yīng)的槽(4，5)中，并且鄰近所述槽(4，5)的內(nèi)表面，所述中間件(6)由至少兩個部件(6’，6’’)組成，并且所述中間件部件(6’，6’’)經(jīng)由樞轉(zhuǎn)部(9)可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接于彼此，其特征在于，所述樞轉(zhuǎn)部(9)在橫截面上是環(huán)形環(huán)，其由至少兩個同軸相互配合且能夠相對于彼此滑動的圓筒元件形成，并且所述樞轉(zhuǎn)部(9)的內(nèi)表面卷繞有金屬織物材料(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封件(I)，其特征在于，所述端部件(7，8)是實心的圓形凸部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封件(I)，其特征在于，所述端部件(7，8)中的至少一個具有圓形彈性鉤狀形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的密封件(I)，其特征在于，所述端部件(7，8)兩者具有圓形彈性鉤狀形狀，其中所述鉤狀物沿相反的方向彎曲。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的密封件(I)，其特征在于，所述第二端部件(7，8)具有直的固定端。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的密封件(I)，其特征在于，所述第二端部件具有直的滑動端。
【文檔編號】F16J15/08GK104379877SQ201380031949
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月18日
【發(fā)明者】H.哈努曼塔恩, C.格奧加基斯 申請人:阿爾斯通技術(shù)有限公司