專(zhuān)利名稱(chēng)：渦輪和渦輪機(jī)械的密封件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在渦輪和渦輪機(jī)械中，用于密封件靜止和回轉(zhuǎn)部件之間的密封件；特別是涉及密封件能力增強(qiáng)的刷子密封件和撓性桿的組合。
背景技術(shù)：
渦輪和渦輪機(jī)械的目前現(xiàn)有技術(shù)態(tài)狀的密封件包括刷子密封件和薄片密封件。二者的結(jié)構(gòu)都非常復(fù)雜和需要密集的勞動(dòng)，因此成本高。例如，刷子密封件的單個(gè)硬毛不是標(biāo)準(zhǔn)尺寸的。另外，它們用手安放，以某一直徑形成硬毛堆。對(duì)于不同直徑的刷子密封件還需要專(zhuān)用的工具。在蒸汽渦輪中使用刷子密封件會(huì)產(chǎn)生特殊的問(wèn)題，蒸汽渦輪具有大量的級(jí)，例如不同直徑的40-50級(jí)，和甚至根據(jù)密封件位置不同有另外的和變化的直徑。這樣，非常大量的不同尺寸的密封件需要成本大大提高。通過(guò)提供呈撓性條的刷子密封件，避免工具的問(wèn)題已解決了刷子密封件的這些問(wèn)題中的一些問(wèn)題。但是，這種密封件的壓力降能力常受限制。因此，需要在渦輪和渦輪機(jī)械中的靜止和轉(zhuǎn)動(dòng)部件之間的密封件，該密封件具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸的密封件結(jié)構(gòu)，很少或根本不依賴(lài)專(zhuān)用尺寸的工具，與通常的刷子密封件比較，壓力性能和剛度增強(qiáng)，并且在大多數(shù)情況下不需要專(zhuān)用尺寸的工具。
本發(fā)明概述在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，提供了流道的壓力密封件。該密封件包括彼此隔開(kāi)和基本上互相平行延伸，并且在空間上基本上平行的平面內(nèi)延伸的一對(duì)板；在包含該板和基本上平行于該板的平面之間的平面內(nèi)延伸的板之間，和包括多個(gè)頂端延伸至該板邊緣以外的硬毛的一個(gè)刷子密封件，和第一組多個(gè)一個(gè)疊靠在另一個(gè)上，在該一塊板和該刷子密封件之間的桿。該桿延伸至該板的邊緣以外，并在基本上平行于包含該板和該刷子密封件的平面的平面內(nèi)延伸，并且終止于該硬毛末梢一短距離處。
在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，提供了流道的壓力密封件。該密封件包括彼此隔開(kāi)，安裝在一個(gè)靜止部件上和向著一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件延伸的一對(duì)板；在安裝在該靜止部件上的板之間，并包括多個(gè)基本上向著該回轉(zhuǎn)部件延伸并與該回轉(zhuǎn)部件接合的硬毛的一個(gè)刷子密封件；和第一組多個(gè)在該壓力密封件的圓周方向上一個(gè)疊靠在另一個(gè)上，并安裝在該一塊板和該硬毛之間的靜止部件上的桿。該桿基本上向著該回轉(zhuǎn)部件延伸并且終止于該回轉(zhuǎn)部件的一短矩離處。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面制造的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的密封件的橫截面和部件剖開(kāi)的部分透視圖；圖2為圖1所示密封件的分解透視圖；和圖3為該密封件的橫截面圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明參見(jiàn)附圖，具體為圖1中表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面制造和在渦輪和渦輪機(jī)械中的靜止部件12和回轉(zhuǎn)部件14之間延伸的密封件10。這樣，該靜止部件可以包括安裝密封件轉(zhuǎn)子14的密封件10的膜片的一部分。該密封件10可由環(huán)形的扇形體構(gòu)成一例如圍繞轉(zhuǎn)子14的軸線(xiàn)，大約成60°延伸，形成圍繞該轉(zhuǎn)子的一個(gè)基本上的環(huán)形套筒的扇形體構(gòu)成。另一種方式是，該密封件10可由半圓形的扇形體或任何其他數(shù)目的扇形體或者甚至是整個(gè)圓周的形成。
該密封件10包括在該密封件的高壓側(cè)上的一個(gè)圍墻式前板16，下述的第一組多個(gè)桿18，形成一個(gè)硬毛堆22的多個(gè)硬毛20，在該密封件的下游側(cè)上的第二組桿24和一塊背板26。墊片30和32分別放置在第一組桿18和硬毛22，與硬毛22和第二組桿24之間。形成該硬毛堆22的單個(gè)的硬毛20可用通常的方式形成，使該硬毛的近端固定在一塊板或一個(gè)焊接件26上。一般，該單個(gè)硬毛的直徑為5密耳(mil)或更小，并以和轉(zhuǎn)子14的回轉(zhuǎn)方向成一個(gè)角度，從該焊接件或板26突出。即該硬毛以相對(duì)于穿過(guò)，該硬毛的近端的該轉(zhuǎn)子的半徑的一個(gè)銳角延伸。該角度沿該轉(zhuǎn)子14的回轉(zhuǎn)方向上敞開(kāi)。在該硬毛遠(yuǎn)端上的末梢34與回轉(zhuǎn)部件14的表面接合。
該第一和第二組桿18和24分別作成基本上相同，因此一個(gè)組的說(shuō)明也是另一組的說(shuō)明。該桿的橫截面最好作成方格形(rectilinear)或正方形。如圖2所示，每個(gè)組的多個(gè)桿在圓周方向上一個(gè)疊靠在另一個(gè)上，如箭頭所示那樣。結(jié)果，該桿的側(cè)表面，特別是向著該桿的遠(yuǎn)端，基本上互相接觸。該桿可以從近端至遠(yuǎn)端作成錐度，以保證面對(duì)面的圓周接觸。然而，由于該扇形件的彎曲和在全部長(zhǎng)度上該桿的固定不變的方格形橫截面造成的該桿之間的空間，基本上不會(huì)對(duì)該桿的承壓能力有不利影響，因此，有錐度的桿不是必需的。另外，通過(guò)在全部長(zhǎng)度上形成橫截面為固定不變的方格形或方形的桿，不會(huì)損害以低成本制造不同直徑的密封件的能力。
該桿18和24可以與在每一個(gè)圓周位置上該硬毛的角度相應(yīng)的角度從其近端延伸至其遠(yuǎn)端；或者，該桿可以相對(duì)于該硬毛較大或較小的角度和互相不同的角度延伸。又如圖1和3所示，該桿的遠(yuǎn)端的末端還可使該回轉(zhuǎn)部件的表面變短，從而可排除在渦輪起動(dòng)或停車(chē)過(guò)程中，即回轉(zhuǎn)偏移過(guò)程中與該回轉(zhuǎn)部件接觸。該桿的橫截面的最大尺寸，即寬度和深度尺寸在該硬毛直徑的15～60倍范圍，最好為大約20倍的范圍內(nèi)。該桿最好由金屬合金(例如Haynes 25合金)制成。該桿還由墊片30和32與硬毛隔開(kāi)。然而，該桿有一定程度的撓性，該撓性比硬毛堆22的硬毛20的撓性小很多。即該桿在流動(dòng)方向上結(jié)構(gòu)剛性比硬毛20大；但撓性程度小得多。該墊片30和32可部分地支承該硬毛堆的硬毛。如圖1中的焊接40所示該硬毛值，墊片和二組桿可以一個(gè)焊接在另一個(gè)上和可焊接在前板和背板上。
前圍墻16和背板26也可以用帶構(gòu)成，即可加工的板構(gòu)成。這樣，當(dāng)需要和希望時(shí)，可以容易和廉價(jià)地制成直徑變化的前圍墻16和背板26。通過(guò)彎曲作業(yè)，不需要對(duì)每一個(gè)直徑使用專(zhuān)用的工具，可以容易地構(gòu)成直徑變化的前圍墻，背板，桿，墊片和硬毛堆的組件。另外，撓性的桿有一定的剛性，可使該桿承受作用在該密封件兩端的大部分壓力差。該硬毛堆的硬毛為轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性以及精密密封件能力提供必要的撓性。相鄰的桿之間的空間以及該桿的遠(yuǎn)端與轉(zhuǎn)子表面之間的空間形成圍繞著該桿的旁通流動(dòng)，從而使大部分壓力降由該桿承受，而剩余的壓力降由硬毛承受。
圖3表示密封件的另一種形式，它包括多個(gè)刷子硬毛90和二組桿；每一組桿又包含多個(gè)桿92。如先前的實(shí)施例一樣，該密封件包括一個(gè)前圍墻94和一個(gè)背板96。刷子密封件90放置在該圍墻94和背板96之間。如在先前實(shí)施例中一樣，在每一對(duì)相鄰的刷子密封件90之間，多個(gè)桿92在圓周上互相接觸。二組桿由墊片98與相鄰的刷子密封件90隔開(kāi)。該桿92，刷子密封件90和墊片98與先前所述和圖1與圖2所示的相應(yīng)部件相同，并且一個(gè)固定在另一個(gè)上，并利用焊接100，沿著壓力密封件的近側(cè)固定該圍墻94和背板96。
雖然已結(jié)合目前認(rèn)為是最實(shí)際和優(yōu)選的實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但應(yīng)理解。本發(fā)明不是僅限于所述的實(shí)施例，相反，它涵蓋在所附權(quán)利要求書(shū)的精神和范圍內(nèi)所包括的各種改造和等價(jià)的結(jié)構(gòu)。
部件清單密封件 10靜止部件12回轉(zhuǎn)部件14前圍墻或板 16第一組桿18硬毛20硬毛堆 22第二組桿24板或焊接件 26墊片30和32末梢34刷子硬毛90桿 92前圍墻 94背板9權(quán)利要求
1.一種流道壓力密封件，包括一對(duì)互相間隔，并基本上互相平行延伸和在間隔的基本上平行的平面內(nèi)延伸的板(16，26)；在所述板之間的一個(gè)刷子密封件(22)，該密封件在包含所述板的兩平面之間的和基本上平行于該兩包含所述板的平面中延伸，并包括若干硬毛(20)，該硬毛的末梢(34)伸至該板的邊緣之外；和一個(gè)疊靠在另一個(gè)上，在一塊板(16)和所述刷子密封件之間的第一組多個(gè)桿(18)；所述桿伸至所述板的邊緣之外，并在基本上平行于包含所述板和所述刷子零封件的該兩平面的平面延伸，并且所述第一組桿終止于該刷子毛的末梢一短距離處。
2.如權(quán)利要求1所述的壓力密封件，其特征為，所述硬毛(20)的撓性比該桿的撓性大。
3.如權(quán)利要求1所述的壓力密封件，其特征為，每一個(gè)桿(18)的橫截面尺寸超過(guò)每一個(gè)硬毛(20)的橫截面尺寸大約20倍。
4.如權(quán)利要求1所述的壓力密封件，其特征為，該桿(18)的橫截面基本上為方格形，可使這些桿互相并排疊靠，并且其平的側(cè)面與相鄰桿的平的側(cè)面接觸。
5.如權(quán)利要求1所述的壓力密封件，其特征為，包括在所述硬毛和所述桿之間的墊片(30)。
6.如權(quán)利要求1所述的壓力密封件，其特征為，包括在另一塊板(26)和刷子密封件之間，一個(gè)疊靠在另一個(gè)上的第二組多個(gè)桿(24)，該第二組桿伸至所述板的邊緣之外，并且在基本上平行于包含所述板、所述刷子密封件和所述第一組桿的平面的平面內(nèi)延伸，并且所述末組桿終止于該轉(zhuǎn)動(dòng)部件的一短距離處。
7.如權(quán)利要求6所述的壓力密封件，其特征為，包括在所述硬毛和所述第二組桿之間的墊片(32)。
8.如權(quán)利要求1所述的壓力密封件，其特征為，靠近與該首次提到的邊緣相對(duì)的所述板的第二個(gè)邊緣的所述硬毛(20)，桿(18，24)和板(16，26)互相焊接。
9.如權(quán)利要求1所述的壓力密封件，其特征為，與靜止部件(12)和回轉(zhuǎn)部件(14)組合，所述板(16，26)，刷子密封件(22)和桿(18，24)形成圍繞該回轉(zhuǎn)部件軸線(xiàn)的一個(gè)弧形扇形體的一部分；所述硬毛(20)和所述桿，以相對(duì)于圍繞該軸線(xiàn)的半徑的銳角，從該靜止部件伸出，該銳角沿該回轉(zhuǎn)部件的回轉(zhuǎn)方向敞開(kāi)。
10.如權(quán)利要求1所述的壓力密封件，其特征為，沿著橫跨該桿的流道的壓力降比橫跨該硬毛的壓力降大。
全文摘要
在渦輪或渦輪機(jī)械的高低壓區(qū)域之間的密封件包括弧形的扇形體，該扇形體具有在一個(gè)或二個(gè)側(cè)面上以多個(gè)互相靠近和互相接觸的桿(18，24)為側(cè)面的一個(gè)刷子密封件(22)。墊片(32，30)將該刷子密封件的硬毛(20)與多排桿隔開(kāi)。該桿的橫截面尺寸為該硬毛直徑的20～60倍。該桿的終端使該回轉(zhuǎn)部件(14)變短，同時(shí)該硬毛的末梢(34)與該回轉(zhuǎn)部件接合。該桿承受大部分壓力差，而該硬毛承受該密封件兩端的剩余的壓力差。
文檔編號(hào)F01D11/02GK1936278SQ200610154368
公開(kāi)日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2006年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月22日
發(fā)明者M·W·科瓦茨克 申請(qǐng)人:通用電氣公司