用于涡轮发动机的密封组件制造技术

一种旋转机器包括定子和配置为相对于定子旋转的转子。转子与定子在转子

【技术实现步骤摘要】
用于涡轮发动机的密封组件
[0001]优先权信息
[0002]本申请要求于2022年6月10日提交的印度专利申请号202211033291的优先权。


[0003]本公开总体上涉及用于旋转机器的密封组件，并且更具体地，涉及一种用于旋转机器的模块化面密封件。

技术介绍

[0004]燃气涡轮发动机通常包括燃烧区段下游的涡轮区段，其可与压缩机区段一起旋转以旋转和操作燃气涡轮发动机以产生动力，例如推进推力。通常，涡轮区段限定与中压涡轮和/或低压涡轮串联流动布置的高压涡轮。高压涡轮包括燃烧区段和高压涡轮转子之间的入口或喷嘴导向轮叶。喷嘴导向轮叶通常用于加速离开燃烧区段的燃烧气体流以更紧密地匹配或超过沿着切向或周向方向的高压涡轮转子速度。此后，涡轮区段通常分别包括静止和旋转翼型件，或轮叶和叶片的连续排或者连续级。
[0005]此外，诸如燃气涡轮发动机的旋转机器在旋转部件(例如，转子)和相应的静止部件(例如，定子)之间具有密封件。这些密封件可有助于减少转子和定子之间的流体泄漏。密封件可以附加地或替代地帮助分离分别具有不同压力和/或温度的流体。密封件的密封性能不仅会影响流体的泄漏量和/或流体的分离，而且会影响旋转机器的整体操作和/或操作效率。
[0006]燃气涡轮发动机中的示例密封件是转子的非接触式薄膜骑乘吸气面密封件。然而，在燃气涡轮发动机的瞬态或极端持续振动期间，吸气面密封件可能会在转子和定子之间发生金属与金属的接触，从而导致刻痕、凹痕、划痕和裂纹，和/或一般地导致转子空气
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轴承磨损。这种损坏还会导致与低压涡轮锥轴匹配/对齐的转子无法使用。此外，金属对金属的损坏可能会潜在地导致可通过转子传播的裂纹。
附图说明
[0007]在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：
[0008]图1示出了根据本公开的实施例的包括燃气涡轮发动机的示例性旋转机器的示意性横截面视图；
[0009]图2A和2B分别示出了根据本公开的实施例的邻近涡轮发动机的转子设置的示例性密封组件的示意性立体图；
[0010]图3示出了根据本公开的实施例的示例性密封组件的示意性侧视图；
[0011]图4是图示了根据本公开的具有缩回板簧的吸气轴承面密封件的实施例的切开立体图；
[0012]图5是图示了螺栓连接到图4所示的吸气轴承面密封件的定子部分的板簧的第一
周向端的横截面视图；
[0013]图6示出了根据本公开的密封组件的示例性转子面的详细侧视图，特别是图示了根据本公开的实施例的用于密封组件的可移除插入件的凹槽；
[0014]图7示出了根据本公开的密封组件的示例性转子面的详细侧视图，特别是图示了根据本公开的实施例的定位在密封组件的凹槽中的密封组件的可移除插入件；
[0015]图8示出了根据本公开的实施例的密封组件的示例性可移除插入件的详细侧视图；
[0016]图9示出了根据本公开的实施例的密封组件的示例性可移除插入件的俯视图；
[0017]图10示出了根据本公开的实施例的密封组件的示例性分段可移除插入件的俯视图；
[0018]图11示出了根据本公开的实施例的邻近涡轮发动机的转子设置的示例性密封组件的多个示意性立体图，特别是图示了转子上的空气轴承表面与涡轮发动机的低压(LP)线轴椎体相匹配以尽量减少平坦度；和
[0019]图12A
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12D示出了根据本公开的实施例的密封组件的示例性位置的多个示意图。
[0020]在本说明书和附图中重复使用参考字符旨在表示本公开的相同或相似的特征或元件。
具体实施方式
[0021]现在将详细参考本公开的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。每个示例都是通过解释本公开而不是限制本公开的方式提供的。事实上，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可以对本公开进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一实施例一起使用以产生又一实施例。因此，本公开旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变化。
[0022]本文使用的词语“示例性”是指“用作示例、实例或说明”。本文所述为“示例性”的任何实施方式不一定被解释为优于或好于其他实施方式。此外，除非另有具体说明，否则本文所述的所有实施例都应被视为示例性的。
[0023]单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代，除非上下文另有明确规定。
[0024]在例如“A、B和C中的至少一个”的上下文中的术语“至少一个”是指仅A、仅B、仅C、或A、B和C的任意组合。
[0025]术语“涡轮机”是指包括一起产生扭矩输出的一个或多个压缩机、发热区段(例如，燃烧区段)和一个或多个涡轮的一种机器。
[0026]术语“燃气涡轮发动机”是指具有涡轮机作为其全部或部分动力源的发动机。示例性燃气涡轮发动机包括涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮喷气发动机、涡轮轴发动机等，以及这些发动机中的一个或多个的混合动力版本。
[0027]术语“燃烧区段”是指用于涡轮机的任何热添加系统。例如，术语燃烧区段可指包括爆燃燃烧组件、旋转爆震燃烧组件、脉冲爆震燃烧组件或其他适当的热添加组件中的一个或多个的区段。在某些示例性实施例中，燃烧区段可包括环形燃烧器、筒形燃烧器、管状燃烧器、驻涡燃烧器(TVC)或其他合适的燃烧系统，或其组合。
[0028]如本文所用，术语“转子”是指绕旋转轴线旋转的旋转机器(例如涡轮发动机)的任何部件。例如，转子可包括诸如涡轮发动机的旋转机器的轴或线轴。
[0029]如本文所用，术语“定子”是指诸如涡轮发动机的旋转机器的任何部件，其具有与旋转机器的转子同轴的配置和布置。定子可相对于转子的至少一部分沿径向轴线径向向内或径向向外设置。附加地或替代地，定子可轴向地邻近转子的至少一部分设置。
[0030]当与压缩机、涡轮、轴或线轴部件等一起使用时，术语“低”和“高”，或它们各自的比较级(例如，较低和较高，在适用的情况下)各自是指发动机内的相对速度，除非另有规定。例如，“低涡轮”或“低速涡轮”定义了配置为以低于发动机的“高涡轮”或“高速涡轮”的转速(例如最大允许转速)操作的部件。
[0031]术语“前”和“后”是指燃气涡轮发动机或运载器内的相对位置，并且是指燃气涡轮发动机或运载器的正常操作姿态。例如，对于燃气涡轮发动机，前是指更靠近发动机入口的位置，而后是指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。
[0032]术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体流自的方向，“下游”是指流体流向的方向。
[0033]如本文所用，术语“轴向”和“轴向地”是指基本平行于燃气涡轮发动机的中心线延伸的方向和方位。此外，术语“径向”和“径向地”是指基本垂直于燃气涡轮发动机的中心线延伸的方向和方位。此外，如本文所用，术语“周向”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转机器，其特征在于，包括：定子；转子，所述转子被配置为相对于所述定子旋转，所述转子与所述定子在转子
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定子界面处布置并且限定转子面；密封组件，所述密封组件在所述转子
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定子界面处，所述密封组件包括至少一个密封件和在所述转子
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定子界面处形成到所述转子中的凹槽；和可移除插入件，所述可移除插入件定位在所述密封组件的所述凹槽内并且限定所述转子面的至少一部分，其中，在所述旋转机器的操作期间，如果所述转子和所述定子在所述转子
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定子界面处产生不期望的接触，则所述可移除插入件被损坏以防止所述转子和所述定子损坏。2.根据权利要求1所述的旋转机器，其特征在于，其中所述密封组件的所述至少一个密封件被配置为吸气面密封件、流体轴承或气体轴承中的至少一个，所述至少一个密封件在所述转子上在所述转子
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定子界面处限定空气轴承表面，所述空气轴承表面包括所述凹槽，使得所述可移除插入件定位在所述空气轴承表面上的所述凹槽内。3.根据权利要求2所述的旋转机器，其特征在于，其中所述转子的转子凸缘与所述旋转机器的低压涡轮的锥体轴上的轴凸缘匹配，使得所述转子凸缘上的高点和所述轴凸缘上的低点经过识别和匹配，以最小化所述空气轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：纳伦德拉，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：