用于涡轮机的柔性分层密封件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于涡轮机的柔性分层密封件。更具体而言，本申请提供用于减少涡轮机的相邻未对准构件之间的泄漏的具有改善的柔性的密封组件。该密封组件包括由柔性可渗透材料形成的第一外部垫片和由基本上不可渗透的材料形成的第二外部垫片。至少第二外部垫片构造成用于与相邻构件的密封槽密封接合。该密封组件还可包括定位在第一和第二外部垫片之间的内部垫片和填充层中的至少一者。该密封组件可为充分柔性的以解决该相邻构件之间的未对准，充分刚硬以满足组装要求，并且充分可靠以满足与涡轮机相关的操作要求。提供包括该密封组件的涡轮机。

【技术实现步骤摘要】

本申请大体涉及具有用于减少泄漏的改善的柔性的密封件，且更具体而言，涉及用于减少涡轮机的相邻固定构件之间的泄漏的垫片密封件。
技术介绍
涡轮机构件之间的热燃烧气体和/或冷却流的渗透大体导致减少的功率输出和更低的效率。例如，热燃烧气体可通过围绕热气体路径提供加压压缩机空气而被遏制在涡轮内。典型地，在相邻定子构件(诸如护罩、喷嘴、和隔板)之间到热气体路径中的高压冷却流的泄漏可导致有害的附加损失。这种附加损失可降低效率且要求喷燃温度的提高，且因此需要N0X (在低温下产生的C0，仅在部分负载下发生)的增多和发动机燃气涡轮效率的降低，以与没有这种定子-定子泄漏环境相比维持期望的功率水平。涡轮效率因此可通过减少或消除定子-定子泄漏位置而得到改善。由于相邻定子构件具有不同形状的表面且可在高温条件下不同地膨胀，从而导致构件之间的未对准，故利用密封件来防止定子-定子构件接合处之间的泄漏是复杂的。此夕卜，该密封件必须通过制造、组装和安装限制，满足与涡轮机相关的可靠性约束，且耐受在涡轮机中产生的相对高的力和温度。目前，涡轮机典型地使用基于编织金属织物的密封件，其包括不可渗透的外部垫片，该外部垫片定位在相邻定子构件之间以限制冷却流在其间的泄漏。这种织物密封件通常具有多孔编织丝网(Wire mesh)织物层，该编织丝网织物层围绕金属垫片缠绕，该金属垫片在任一侧上具有弯曲的“谢泼德钩(sh印herds hook)”。然而，涉及形成“谢泼德钩”和组装织物/金属密封件的制造变动可导致密封件不充分降低或基本上消除相邻涡轮机构件之间(诸如定子-定子接合处)的泄漏速率。类似地，一些织物密封件可趋向于在安装或组装期间在构件之间的空间或间隙内变得卷曲或者以其他方式塑性变形，并且因此比预期低效地发挥作用。因此，通过利用柔性密封件减少或基本上消除涡轮机构件之间(诸如相邻定子构件之间，且更具体而言，在未对准的涡轮机构件之间)的泄漏将是合乎需要的。因此，期望提供用在重载燃气涡轮发动机中的定子构件与其他构件之间的改善的密封组件，其具有充分柔性，以便在使用期间和在构件之间存在任何未对准时提供充分的密封。还期望这种密封件为基本上耐热且耐磨的(即，长的构件寿命)并且满足与涡轮机相关的制造、组装、安装和可靠性要求。
技术实现思路
根据本公开的一个方面，公开了用于密封相邻涡轮机构件之间间隙的密封组件。该密封组件包括:由基本上可渗透的材料组成的第一外部垫片；和可操作地联接至该第一外部垫片的第二外部垫片。该第二外部垫片由基本上不可渗透的材料组成。该第一外部垫片构造在顶部位置并且该第二外部垫片构造在邻近该密封组件的低压表面的底部位置。该第一外部垫片和该第二外部垫片构造成跨过该间隙并接合该相邻涡轮机构件中的各个，以基本上密封其间的该间隙。根据本公开的另一方面，公开了用于密封相邻涡轮机构件之间间隙的另一密封组件。该密封组件包括第一外部垫片、第二外部垫片和定位在该第一和第二外部垫片之间的内部垫片和填充层中的至少一者。该第一外部垫片由对处于在涡轮机构件中产生的压力下的气体、液体和固体中的至少一者而言可渗透的柔性材料组成。该第二外部垫片由对处于在涡轮机构件中产生的压力下的气体、液体和固体中的至少一者而言基本上不可渗透的材料组成。该第一外部垫片、第二外部垫片和内部垫片和填充层中的至少一者可操作地联接至彼此。该第一外部垫片构造在顶部位置并且该第二外部垫片构造在邻近该密封组件的低压表面的底部位置。至少该第二外部垫片构造成跨过该间隙并接合该相邻涡轮机构件中的各个，以基本上密封其间的该间隙。根据本公开的另一方面，公开了涡轮机。该涡轮机包括用于密封相邻涡轮机构件之间间隙的密封组件。该涡轮机包括第一定子、第二定子和定位在该第一定子与第二定子之间的密封组件。该密封组件包括第一外部垫片和第二外部垫片。该第一外部垫片由对处于在该第一定子和第二定子中产生的压力下的流体流而言可渗透的柔性材料组成。该第二外部垫片可操作地联接至该第一外部垫片并且由处于在该第一定子和第二定子中产生的压力下的流体流而言基本上不可渗透的材料组成。该第一外部垫片构造在顶部位置并且该第二外部垫片构造在邻近该密封组件的低压表面的底部位置。该第一外部垫片和第二外部垫片构造成用于跨过第一定子与第二定子之间的间隙并接合第一定子和第二定子中的各个，以基本上密封其间的间隙。技术方案1:一种用于密封相邻涡轮机构件之间间隙的密封组件，所述组件包括: 第一外部垫片，其由基本上可渗透的材料组成；和 第二外部垫片，其可操作地联接至所述第一外部垫片，所述第二外部垫片由基本上不可渗透的材料组成， 其中，所述第一外部垫片构造在顶部位置并且所述第二外部垫片构造在邻近所述密封组件的低压表面的底部位置，并且 其中，所述第一外部垫片和所述第二外部垫片构造成跨过所述间隙并接合所述相邻涡轮机构件中的各个，以基本上密封其间的所述间隙。技术方案2:根据技术方案1所述的密封组件，其特征在于，所述第一外部垫片由丝网编织结构组成。技术方案3:根据技术方案1所述的密封组件，其特征在于，所述第一外部垫片由带网编织结构组成。技术方案4:根据技术方案1所述的密封组件，其特征在于，所述第一外部垫片由组合的丝网和带网编织结构组成。技术方案5:根据技术方案1所述的密封组件，其特征在于，所述第二外部垫片由实心材料组成。技术方案6:根据技术方案5所述的密封组件，其特征在于，所述第二外部垫片由实心金属材料组成。技术方案7:根据技术方案1所述的密封组件，其特征在于，还包括定位在所述第一外部垫片与所述第二外部垫片之间的一个或更多个居中层。技术方案8:根据技术方案7所述的密封组件，其特征在于，所述密封组件包括定位在所述第一外部垫片与所述第二外部垫片之间的内部垫片和填充层中的至少一者，并且其中，内部垫片和填充层中的所述至少一者可操作地联接至所述第一外部垫片和所述第二外部垫片中的至少一者。技术方案9:根据技术方案8所述的密封组件，其特征在于，该至少一个内部垫片为基本上实心的。技术方案10:根据技术方案8所述的密封组件，其特征在于，该至少一个填充层包括丝网编织织物、平坦带网编织织物、蜂巢结构、波状垫片和顺应性垫片中的至少一者。技术方案11:根据技术方案7所述的密封组件，其特征在于，所述密封组件包括: 第一内部垫片，其邻近第一填充层并且定位在所述第一外部垫片与所述第一填充层之间；和 第二内部垫片，其邻近第二填充层并且定位在所述第二外部垫片与所述第二填充层之间。技术方案12:根据技术方案11所述的密封组件，其特征在于，所述密封组件包括定位在至少两个填充层之间的至少一个内部垫片，并且其中，所述至少一个内部垫片邻近所述至少两个填充层中的至少一个。技术方案13:根据技术方案1所述的密封组件，其特征在于，所述密封组件限定宽度和厚度，其中，所述第一和第二外部垫片至少沿所述密封组件的宽度延伸。技术方案14:一种用于密封相邻涡轮机构件之间间隙的密封组件，所述组件包括: 第一外部垫片，其由对处于在所述涡轮机构件中产生的压力下的气体、液体和固体中的至少一者而言可渗透的柔性材料组成； 第二外部垫片，其由对处于在所述涡轮机构件中产生的压力下的气体、液体和固体中的至少一者而言基本上不可渗透的材料组成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于密封相邻涡轮机构件之间间隙的密封组件，所述组件包括：第一外部垫片，其由基本上可渗透的材料组成；和第二外部垫片，其可操作地联接至所述第一外部垫片，所述第二外部垫片由基本上不可渗透的材料组成，其中，所述第一外部垫片构造在顶部位置并且所述第二外部垫片构造在邻近所述密封组件的低压表面的底部位置，并且其中，所述第一外部垫片和所述第二外部垫片构造成跨过所述间隙并接合所述相邻涡轮机构件中的各个，以基本上密封其间的所述间隙。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：NN萨拉瓦特，VJ摩根，DW韦伯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US