本公開內(nèi)容大體上涉及旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī),并且更具體地涉及結(jié)合旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)使用的渦輪密封件。
背景技術(shù):
大體上,旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)組件包括成串流關(guān)系聯(lián)接的壓縮機(jī)、燃燒器和渦輪。壓縮機(jī)壓縮來自空氣進(jìn)氣口的空氣,且隨后將壓縮空氣引導(dǎo)至燃燒器。從壓縮機(jī)接收到的壓縮空氣與燃料混合,且燃燒來產(chǎn)生引導(dǎo)到渦輪中的燃燒氣體。在渦輪中,燃燒氣體流動(dòng)穿過渦輪的渦輪葉片,從而驅(qū)動(dòng)渦輪葉片和渦輪葉片附接到其上的軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。軸的旋轉(zhuǎn)可進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)聯(lián)接到軸上的負(fù)載,如,發(fā)電機(jī)。
至少一些已知的旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)組件包括以圍繞旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的中心軸線的環(huán)形布置來定向的多個(gè)燃燒器。各個(gè)燃燒器將燃燒產(chǎn)物經(jīng)由相應(yīng)的過渡件引導(dǎo)到渦輪中。密封件可定位在多個(gè)燃燒器與渦輪之間,以密封燃燒氣體的流動(dòng)通路且減小其泄漏。也稱為浮動(dòng)密封件的密封件可在旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間振動(dòng),從而引起密封構(gòu)件的磨損和退化。隨著時(shí)間過去,磨損的密封件可允許燃燒氣體泄漏穿過過渡件,或甚至失效,從而引起旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)性能降低。至少一些已知的修理方法需要密封構(gòu)件的全部替換,這增加了旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)修理和維護(hù)的成本,且這僅可在旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)脫機(jī)時(shí)替換。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
一方面,提供了一種結(jié)合渦輪密封件使用的修理補(bǔ)片。修理補(bǔ)片包括具有第一側(cè)和相對(duì)的第二側(cè)的墊片,以及具有第一區(qū)段和第二區(qū)段的織物密封件??椢锩芊饧?lián)接到墊片上,使得織物密封件在墊片的徑向邊緣上折疊,使得第一區(qū)段大致覆蓋第一側(cè),且第二區(qū)段大致覆蓋第二側(cè)。第二區(qū)段包括延伸區(qū)段,其從第二側(cè)延伸,使得織物密封件的至少一部分在聯(lián)接到其上時(shí)重疊渦輪密封件的至少一部分。
另一方面,提供了一種結(jié)合渦輪使用的渦輪密封件。渦輪密封件包括框架、背襯條、第一墊片和第一織物密封件。第一織物密封件至少部分地包繞第一墊片,且第一墊片和第一織物密封件至少部分地聯(lián)接在框架與背襯條之間,其中框架的至少一部分沿周向延伸超過第一墊片和第一織物密封件。渦輪密封件還包括聯(lián)接到框架的這一部分附近的修理補(bǔ)片。修理補(bǔ)片包括具有第一側(cè)和相對(duì)的第二側(cè)的第二墊片,以及具有第一區(qū)段和第二區(qū)段的第二織物密封件。第二織物密封件聯(lián)接到第二墊片上,使得第二織物密封件在第二墊片的徑向邊緣上折疊,使得第一區(qū)段大致覆蓋第一側(cè),且第二區(qū)段大致覆蓋第二側(cè)。第二區(qū)段包括延伸區(qū)段,其從第二側(cè)延伸,使得第二織物密封件的至少一部分重疊第一織物密封件的至少一部分。
另一方面,提供了一種用于修理渦輪密封件的方法。該方法包括除去渦輪密封件的受損區(qū)域。渦輪密封件包括框架、背襯條、第一墊片,以及至少部分地包繞第一墊片的第一織物密封件,其中第一墊片和第一織物密封件至少部分地聯(lián)接在框架與背襯條之間,以及其中受損區(qū)域在框架的至少一部分附近沿周向延伸。該方法還包括將修理補(bǔ)片聯(lián)接到框架的這一部分附近。修理補(bǔ)片包括具有第一側(cè)和相對(duì)的第二側(cè)的第二墊片,以及具有第一區(qū)段和第二區(qū)段的第二織物密封件。第二織物密封件聯(lián)接到第二墊片上,使得第二織物密封件在第二墊片的徑向邊緣上折疊,使得第一區(qū)段大致覆蓋第一側(cè),且第二區(qū)段大致覆蓋第二側(cè)。第二區(qū)段包括延伸區(qū)段,其從第二側(cè)延伸,使得第二織物密封件的至少一部分重疊第一織物密封件的至少一部分。
技術(shù)方案1.一種結(jié)合渦輪密封件(116)使用的修理補(bǔ)片(200),所述修理補(bǔ)片包括:
包括第一側(cè)(212)和相對(duì)的第二側(cè)(214)的墊片(204);以及
包括第一區(qū)段(206)和第二區(qū)段(208)的織物密封件(202),所述織物密封件聯(lián)接到所述墊片上,使得所述織物密封件在所述墊片的徑向邊緣(210)上折疊使得所述第一區(qū)段大致覆蓋所述第一側(cè)并且所述第二區(qū)段大致覆蓋所述第二側(cè),所述第二區(qū)段包括延伸區(qū)段(218),所述延伸區(qū)段從所述第二側(cè)延伸使得所述織物密封件的至少一部分在聯(lián)接到其上時(shí)重疊所述渦輪密封件的至少一部分。
技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案1所述的修理補(bǔ)片(200),其特征在于,所述織物密封件經(jīng)由沿所述修理補(bǔ)片的周緣(222)延伸一定距離的焊接部(226)聯(lián)接到所述墊片上。
技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案1所述的修理補(bǔ)片(200),其特征在于,所述修理補(bǔ)片的聯(lián)接邊緣(224)限定為與所述周緣相對(duì),所述聯(lián)接邊緣包括各自從所述徑向邊緣成角地延伸的墊片邊緣和第一區(qū)段邊緣。
技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案3所述的修理補(bǔ)片(200),其特征在于,所述延伸區(qū)段包括大致平行于所述聯(lián)接邊緣延伸的邊緣。
技術(shù)方案5.根據(jù)技術(shù)方案1所述的修理補(bǔ)片(200),其特征在于,所述聯(lián)接邊緣以與所述周緣成大約30°到大約60°的范圍內(nèi)的角延伸。
技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案1所述的修理補(bǔ)片(200),其特征在于,所述聯(lián)接邊緣從所述周緣成大約45°角延伸。
技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案1所述的修理補(bǔ)片(200),其特征在于,所述墊片包括至少兩個(gè)墊片。
技術(shù)方案8.一種結(jié)合渦輪(106)使用的渦輪密封件(116),所述渦輪密封件包括:
框架(146);
背襯條(150);
第一墊片(162);
至少部分地包繞所述第一墊片的第一織物密封件(160),所述第一墊片和所述第一織物密封件至少部分地聯(lián)接在所述框架與所述背襯條之間,其中所述框架的至少一部分沿周向延伸超過所述第一墊片和所述第一織物密封件;以及
聯(lián)接到所述框架的所述部分附近的修理補(bǔ)片(200),所述修理補(bǔ)片包括:
包括第一側(cè)(212)和相對(duì)的第二側(cè)(214)的第二墊片(204);以及
包括第一區(qū)段(206)和第二區(qū)段(208)的第二織物密封件(202),所述第二織物密封件聯(lián)接到所述第二墊片上,使得所述第二織物密封件在所述第二墊片的徑向邊緣(210)上折疊使得所述第一區(qū)段大致覆蓋所述第一側(cè)并且所述第二區(qū)段大致覆蓋所述第二側(cè),所述第二區(qū)段包括延伸區(qū)段(218),所述延伸區(qū)段從所述第二側(cè)延伸使得所述第二織物密封件的至少一部分重疊所述第一織物密封件的至少一部分。
技術(shù)方案9.根據(jù)技術(shù)方案8所述的渦輪密封件(116),其特征在于,所述修理補(bǔ)片焊接(230)到所述框架的所述部分上。
技術(shù)方案10.根據(jù)技術(shù)方案8所述的渦輪密封件(116),其特征在于,所述延伸區(qū)段焊接(228)到所述第一墊片和所述第一織物密封件上。
技術(shù)方案11.根據(jù)技術(shù)方案10所述的渦輪密封件(116),其特征在于,所述焊接圍繞所述延伸區(qū)段的周邊(234)。
技術(shù)方案12.根據(jù)技術(shù)方案8所述的渦輪密封件(116),其特征在于,所述修理補(bǔ)片沿聯(lián)接邊緣(244)聯(lián)接到所述渦輪密封件上,所述聯(lián)接邊緣(244)限定成與所述修理補(bǔ)片的周緣(222)相對(duì),所述聯(lián)接邊緣從所述徑向邊緣成角地延伸。
技術(shù)方案13.根據(jù)技術(shù)方案12所述的渦輪密封件(116),其特征在于,所述聯(lián)接邊緣從所述周緣成大約45°延伸。
技術(shù)方案14.根據(jù)技術(shù)方案8所述的渦輪密封件(116),其特征在于,所述第二墊片包括至少兩個(gè)墊片。
技術(shù)方案15.根據(jù)技術(shù)方案8所述的渦輪密封件(116),其特征在于,所述渦輪密封件還包括沿所述第一織物密封件的內(nèi)部受損區(qū)域延伸一定距離的焊接部。
實(shí)施方案1.一種結(jié)合渦輪密封件使用的修理補(bǔ)片,所述修理補(bǔ)片包括:
包括第一側(cè)和相對(duì)的第二側(cè)的墊片;以及
包括第一區(qū)段和第二區(qū)段的織物密封件,所述織物密封件聯(lián)接到所述墊片上,使得所述織物密封件在所述墊片的徑向邊緣上折疊使得所述第一區(qū)段大致覆蓋所述第一側(cè)并且所述第二區(qū)段大致覆蓋所述第二側(cè),所述第二區(qū)段包括延伸區(qū)段,所述延伸區(qū)段從所述第二側(cè)延伸使得所述織物密封件的至少一部分在聯(lián)接到其上時(shí)重疊所述渦輪密封件的至少一部分。
實(shí)施方案2.根據(jù)實(shí)施方案1所述的修理補(bǔ)片,其特征在于,所述織物密封件經(jīng)由沿所述修理補(bǔ)片的周緣延伸一定距離的焊接部聯(lián)接到所述墊片上。
實(shí)施方案3.根據(jù)實(shí)施方案1所述的修理補(bǔ)片,其特征在于,所述修理補(bǔ)片的聯(lián)接邊緣限定為與所述周緣相對(duì),所述聯(lián)接邊緣包括各自從所述徑向邊緣成角地延伸的墊片邊緣和第一區(qū)段邊緣。
實(shí)施方案4.根據(jù)實(shí)施方案3所述的修理補(bǔ)片,其特征在于,所述延伸區(qū)段包括大致平行于所述聯(lián)接邊緣延伸的邊緣。
實(shí)施方案5.根據(jù)實(shí)施方案1所述的修理補(bǔ)片,其特征在于,所述聯(lián)接邊緣以與所述周緣成大約30°到大約60°的范圍內(nèi)的角延伸。
實(shí)施方案6.根據(jù)實(shí)施方案1所述的修理補(bǔ)片,其特征在于,所述墊片包括至少兩個(gè)墊片。
實(shí)施方案7.一種結(jié)合渦輪使用的渦輪密封件,所述渦輪密封件包括:
框架;
背襯條;
第一墊片;
至少部分地包繞所述第一墊片的第一織物密封件,所述第一墊片和所述第一織物密封件至少部分地聯(lián)接在所述框架與所述背襯條之間,其中所述框架的至少一部分沿周向延伸超過所述第一墊片和所述第一織物密封件;以及
聯(lián)接到所述框架的所述部分附近的修理補(bǔ)片,所述修理補(bǔ)片包括:
包括第一側(cè)和相對(duì)的第二側(cè)的第二墊片;以及
包括第一區(qū)段和第二區(qū)段的第二織物密封件,所述第二織物密封件聯(lián)接到所述第二墊片上,使得所述第二織物密封件在所述第二墊片的徑向邊緣上折疊使得所述第一區(qū)段大致覆蓋所述第一側(cè)且所述第二區(qū)段大致覆蓋所述第二側(cè),所述第二區(qū)段包括延伸區(qū)段,所述延伸區(qū)段從所述第二側(cè)延伸使得所述第二織物密封件的至少一部分重疊所述第一織物密封件的至少一部分。
實(shí)施方案8.根據(jù)實(shí)施方案7所述的渦輪密封件,其特征在于,所述修理補(bǔ)片焊接到所述框架的所述部分上。
實(shí)施方案9.根據(jù)實(shí)施方案7所述的渦輪密封件,其特征在于,所述延伸區(qū)段焊接到所述第一墊片和所述第一織物密封件上。
實(shí)施方案10.根據(jù)實(shí)施方案9所述的渦輪密封件,其特征在于,所述焊接圍繞所述延伸區(qū)段的周邊。
實(shí)施方案11.根據(jù)實(shí)施方案7所述的渦輪密封件,其特征在于,所述修理補(bǔ)片沿聯(lián)接邊緣聯(lián)接到所述渦輪密封件上,所述聯(lián)接邊緣限定成與所述修理補(bǔ)片的周緣相對(duì),所述聯(lián)接邊緣從所述徑向邊緣成角地延伸。
實(shí)施方案12.根據(jù)實(shí)施方案7所述的渦輪密封件,其特征在于,所述第二墊片包括至少兩個(gè)墊片。
實(shí)施方案13.根據(jù)實(shí)施方案7所述的渦輪密封件,其特征在于,所述渦輪密封件還包括沿所述第一織物密封件的內(nèi)部受損區(qū)域延伸一定距離的焊接部。
實(shí)施方案14.一種用于修理渦輪密封件的方法,所述方法包括;
除去所述渦輪密封件的受損區(qū)域,所述渦輪密封件包括框架、背襯條、第一墊片,以及至少部分地包繞所述第一墊片的第一織物密封件,所述第一墊片和所述第一織物密封件至少部分地聯(lián)接在所述框架與所述背襯條之間,并且所述受損區(qū)域沿周向延伸到所述框架的至少一部分附近;以及
將修理補(bǔ)片聯(lián)接到所述框架的所述部分附近,所述修理補(bǔ)片包括具有第一側(cè)和相對(duì)的第二側(cè)的第二墊片,以及具有第一區(qū)段和第二區(qū)段的第二織物密封件,所述第二織物密封件聯(lián)接到所述第二墊片上,使得所述第二織物密封件在所述第二墊片的徑向邊緣上折疊使得所述第一區(qū)段大致覆蓋所述第一側(cè)并且所述第二區(qū)段大致覆蓋所述第二側(cè),所述第二區(qū)段包括延伸區(qū)段,所述延伸區(qū)段從所述第二側(cè)延伸使得所述第二織物密封件的至少一部分重疊所述第一織物密封件的至少一部分。
實(shí)施方案15.根據(jù)實(shí)施方案14所述的方法,其特征在于,除去所述受損區(qū)域還包括除去所述第一墊片和所述第一織物密封件的至少一部分。
實(shí)施方案16.根據(jù)實(shí)施方案14所述的方法,其特征在于,除去所述受損區(qū)域還包括沿從所述徑向邊緣成角地延伸的線除去所述受損區(qū)域。
實(shí)施方案17.根據(jù)實(shí)施方案14所述的方法,其特征在于,將修理補(bǔ)片聯(lián)接到所述框架的所述部分附近包括將所述延伸區(qū)段焊接到所述第一墊片和所述第一織物密封件上。
實(shí)施方案18.根據(jù)實(shí)施方案14所述的方法,其特征在于,將修理補(bǔ)片聯(lián)接到所述框架的所述部分附近還包括將所述修理補(bǔ)片焊接到所述框架上。
實(shí)施方案19.根據(jù)實(shí)施方案14所述的方法,其特征在于,所述方法還包括經(jīng)由沿所述修理補(bǔ)片的周緣延伸一定距離的焊接部來將所述第二織物密封件聯(lián)接到所述第二墊片上。
實(shí)施方案20.根據(jù)實(shí)施方案14所述的方法,其特征在于,所述方法還包括焊接所述第一織物密封件的第二受損區(qū)域,其中所述第二受損區(qū)域位于所述第一織物密封件的內(nèi)部上。
附圖說明
圖1為示例性旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的框圖;
圖2為可結(jié)合圖1中所示的旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)使用的示例性密封組件的局部示意圖;
圖3為可結(jié)合圖2中所示的密封組件使用的示例性徑向密封件的透視圖;
圖4為沿線4-4截取的圖3中所示的徑向密封件的截面視圖;
圖5為沿區(qū)域5截取的圖4的一部分的放大視圖;
圖6為可結(jié)合圖2至圖5中所示的徑向密封件使用的示例性修理補(bǔ)片的分解視圖;
圖7為聯(lián)接到圖2至圖5中所示的徑向密封件上的圖6中所示的修理補(bǔ)片的示意圖;以及
圖8為修理如圖2至圖5中所示的徑向密封件的徑向密封件的示例性方法的流程圖。
零件清單:
100旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)
102壓縮機(jī)組件
104燃燒器組件
106渦輪組件
108轉(zhuǎn)子組件
110燃料噴嘴
112燃燒器
114過渡件
116密封組件
118進(jìn)氣口
120負(fù)載
122空氣
124壓縮空氣
126燃料
128混合物
130燃燒氣體
132排出氣體
134排氣出口
136徑向外密封件
138徑向內(nèi)密封件
140側(cè)密封件
142周向端
144內(nèi)部區(qū)域
146框架
148密封墊片組件
150背襯條
152固位器
154框架的第一端
156框架的第二端
158間隙
160織物密封件
162墊片
164織物密封件的第一區(qū)段
166織物密封件的第二區(qū)段
168徑向邊緣
170第一側(cè)
172第二側(cè)
174點(diǎn)焊
176偏移距離
178除去區(qū)域
180邊緣
172線
184轉(zhuǎn)角
186邊緣
188周緣
200修理補(bǔ)片
202織物密封件
204墊片
206織物密封件的第一區(qū)段
208織物密封件的第二區(qū)段
210徑向邊緣
212第一側(cè)
214第二側(cè)
216聯(lián)接區(qū)段
218延伸區(qū)段
220第二徑向邊緣
222第一周緣
224第二周緣
226焊接部(weld)
228焊接部
230焊接部
232焊接部
234周邊
236轉(zhuǎn)角
300方法
302除去
304聯(lián)接
306除去
308除去
310焊接
312焊接
314聯(lián)接
316焊接。
具體實(shí)施方式
除非另外指出,否則如本文中使用的近似語言如"大體上"、"大致"和"大約"指出了這樣修飾的用語可僅應(yīng)用于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的近似程度,而非絕對(duì)或完美的程度。近似語言可用于修飾可允許在不導(dǎo)致其涉及的基本功能的變化的情況下改變的任何數(shù)量表達(dá)。因此,由一個(gè)或多個(gè)用語如"大約"、"大概"和"大致"修飾的值不限于指定的準(zhǔn)確值。在至少一些情況中,近似語言可對(duì)應(yīng)于用于測(cè)量值的器具的精度。這里和說明書和權(quán)利要求的各處,可識(shí)別范圍極限。此范圍可組合和/或互換,且包括其中包含的所有子范圍,除非上下文或語言另外指出。
此外,除非另外指出,否則用語"第一"、"第二"等在本文中僅用作標(biāo)簽,且不旨在將順序、位置或?qū)哟我笫┘釉谶@些用語提到的項(xiàng)目上。此外,例如,提到的"第二"項(xiàng)目不需要或排除例如"第一"或較小數(shù)字項(xiàng)目或"第三"或較大數(shù)字項(xiàng)目的存在。
如本文使用的用語"軸向"和"軸向地"是指大致平行于旋轉(zhuǎn)機(jī)器的縱軸線延伸的方向和定向。此外,用語"徑向"和"徑向地"是指大致垂直于旋轉(zhuǎn)機(jī)器的縱軸線延伸的方向和定向。此外,如本文使用的用語"周向"和"周向地"是指圍繞旋轉(zhuǎn)機(jī)器的縱軸線弧形地延伸的方向和定向。此外,盡管參照了旋轉(zhuǎn)機(jī)器的構(gòu)件描述了本公開內(nèi)容的實(shí)施例,但應(yīng)當(dāng)理解的是,本公開內(nèi)容的范圍涵蓋允許實(shí)施例起到如本文所述的功能的任何適合的結(jié)構(gòu)的任何適合的構(gòu)件。
結(jié)合渦輪密封件使用的示例性修理補(bǔ)片和修理本文所述的渦輪密封件的方法克服了與旋轉(zhuǎn)機(jī)器內(nèi)的已知密封件修理相關(guān)聯(lián)的至少一些缺點(diǎn)。本文的實(shí)施例包括修理補(bǔ)片,其具有墊片,以及大致覆蓋墊片的織物密封件。在從渦輪密封件除去受損區(qū)域之后,修理補(bǔ)片聯(lián)接到其上??椢锩芊饧囊徊糠謴膲|片延伸,使得在修理補(bǔ)片聯(lián)接到渦輪密封件上時(shí),促進(jìn)了流體泄漏減小,同時(shí)保持渦輪密封件的剛度。在某些實(shí)施例中,修理補(bǔ)片聯(lián)接到渦輪密封件上,使得便于針對(duì)連接接頭的磨損減小,從而增加修理補(bǔ)片的壽命周期。在一些實(shí)施例中,修理補(bǔ)片便于渦輪密封件的標(biāo)準(zhǔn)修理,使得不替換整個(gè)渦輪密封件。在此實(shí)施例中,修理補(bǔ)片允許了渦輪密封件的修理,而非在出現(xiàn)破壞之后完全替換,且因此便于降低旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)修理和維護(hù)的成本。
圖1為旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的示例性實(shí)施例的框圖。旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)100包括壓縮機(jī)組件102。燃燒器組件104在壓縮機(jī)組件102下游且與壓縮機(jī)組件102流動(dòng)連通,且渦輪組件106在燃燒器組件104下游且與燃燒器組件104流動(dòng)連通。渦輪組件106經(jīng)由轉(zhuǎn)子組件108聯(lián)接到壓縮機(jī)組件102上。燃燒器組件104包括在燃燒器112上游且與燃燒器112流動(dòng)連通的燃料噴嘴110。渦輪組件106經(jīng)由過渡件114和一個(gè)或多個(gè)密封組件116聯(lián)接到燃燒器組件104上。此外,在示例性實(shí)施例中,旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)100包括進(jìn)氣口118和負(fù)載120。
在操作中,空氣112導(dǎo)送穿過進(jìn)氣口118且進(jìn)入壓縮機(jī)組件102。燃燒器組件102將空氣122壓縮至較高壓力和溫度,且朝燃燒器組件104排放壓縮空氣124。在燃燒器組件104處,壓縮空氣124與從燃料噴嘴110導(dǎo)送的燃料126混合,形成流入燃燒器112中的混合物128。混合物128在燃燒器112內(nèi)焚燒,以生成燃燒氣體130,其向下游導(dǎo)送穿過過渡件114和密封組件116進(jìn)入渦輪組件106。在燃燒氣體130沖擊渦輪組件106時(shí),熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械旋轉(zhuǎn)能,其用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子組件108,且例如,對(duì)外部機(jī)械負(fù)載120供能。燃燒氣體130的流從渦輪組件106經(jīng)由排氣出口134作為排出氣體132排放。
圖2為可用于旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)100(圖1中所示)中的示例性密封組件116的局部示意圖。在示例性實(shí)施例中,燃燒器112(圖1中所示)圍繞轉(zhuǎn)子組件108環(huán)形地間隔開,其中對(duì)應(yīng)的過渡件114在各個(gè)相應(yīng)燃燒器112與渦輪組件106(圖1中所示)之間延伸。此外,密封組件116以環(huán)形布置在各個(gè)過渡件114與渦輪組件106之間延伸。在示例性實(shí)施例中,密封組件116包括至少一個(gè)徑向外密封件或渦輪密封件136、至少一個(gè)徑向內(nèi)密封件或渦輪密封件138,以及至少一個(gè)側(cè)密封件140。
在操作中,燃燒器112內(nèi)生成的燃燒氣體130(圖1中所示)朝渦輪組件106導(dǎo)送。過渡件114接收流出燃燒器112的燃燒氣體130并且朝渦輪組件106內(nèi)的渦輪噴嘴(未示出)引導(dǎo)流出燃燒器112的燃燒氣體130。密封組件116大致阻止燃燒氣體130逸出旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100。更具體而言,密封組件116與各個(gè)過渡件114的至少一部分密封地接合,使得大致所有燃燒氣體130流入渦輪組件106中。例如,徑向外密封件136產(chǎn)生過渡件114與渦輪噴嘴的外徑之間的密封界面。類似地,徑向內(nèi)密封件138產(chǎn)生過渡件114與渦輪噴嘴的內(nèi)徑之間的密封界面。此外,側(cè)密封件140沿徑向方向產(chǎn)生兩個(gè)相鄰過渡件114之間的密封界面。在示例性實(shí)施例中,徑向外密封件136類似于徑向內(nèi)密封件138形成。作為備選,徑向外密封件136可不同于徑向內(nèi)密封件138形成。
在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100內(nèi),密封組件116可移動(dòng)或"浮動(dòng)",以適應(yīng)渦輪噴嘴的軸向和徑向移動(dòng)。具體而言,徑向外密封件136、徑向內(nèi)密封件138和側(cè)密封件140可獨(dú)立于彼此移動(dòng)。密封組件116內(nèi)的移動(dòng)可引起兩個(gè)徑向密封件136和138經(jīng)歷與過渡件114和/或側(cè)密封件140的磨蝕接觸引起的磨損。具體而言,徑向密封件136和/或138的周向端142可經(jīng)歷來自與側(cè)密封件140接觸的磨損。此外,徑向密封件136和/或138的內(nèi)部區(qū)域144可經(jīng)歷來自與過渡件114的接觸的磨損。取決于磨損量,徑向密封件136和/或138可需要在轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100內(nèi)替換和/或修理。
圖3為可結(jié)合密封組件116(圖2中所示)使用的示例性徑向密封件136和/或138的透視圖。圖4為沿切割線4-4(圖3中所示)截取的徑向密封件136和/或138的截面視圖。圖5為沿區(qū)域5截取的圖4的放大視圖。參看圖3至圖5,徑向密封件136和/或138包括密封座或框架146、密封墊片組件148、背襯條150和固位器152。密封墊片組件148聯(lián)接在框架146與背襯條150之間。具體而言,框架146具有大體上"l"形,具有在聯(lián)接到過渡件114上時(shí)朝渦輪組件106延伸的第一端154,以及沿徑向延伸且聯(lián)接到密封墊片組件148上的第二端156。限定在框架146與密封墊片組件148之間的間隙158尺寸確定成允許過渡件114的一部分聯(lián)接到其中。在框架的第二端156附近,背襯條150聯(lián)接到密封墊片組件148上。固位器152從背襯條150朝燃燒器112延伸,以便于沿過渡件114定位徑向密封件136和/或138。
密封墊片組件148包括織物密封件160和墊片162??椢锩芊饧?60具有分別圍繞墊片162的徑向邊緣168折疊在墊片162上的第一區(qū)段164和第二區(qū)段166,使得墊片162夾在第一區(qū)段164與第二區(qū)段166之間。具體而言,墊片162具有沿徑向延伸的第一側(cè)170和相對(duì)的沿徑向延伸的第二側(cè)172。第一區(qū)段164大致覆蓋第一側(cè)170,且第二區(qū)段166大致覆蓋第二側(cè)172??椢锩芊饧?60和墊片162經(jīng)由點(diǎn)焊174沿周向端142聯(lián)接在一起。在示例性實(shí)施例中,墊片162包括夾在織物密封件160之間的兩個(gè)金屬墊片。作為備選,可使用允許密封組件116起到如本文所述的功能的任何數(shù)目的墊片162。此外,在示例性實(shí)施例中,織物密封件(clothseal)160由金屬織物(metalliccloth)形成。作為備選,織物密封件160可由允許密封組件116起到如本文所述的功能的任何其它材料形成。織物密封件160和墊片162便于限制從過渡件114的流體泄漏。
在示例性實(shí)施例中,框架146、織物密封件160和墊片162分別延伸至徑向密封件136和/或138的周向端142。背襯條150從周向端142偏移一定距離176。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是,盡管圖3中示出且本文描述了僅一個(gè)周向端142,但各個(gè)徑向密封件136和/或138具有大致類似于周向端142的相對(duì)的周向端。
在發(fā)動(dòng)機(jī)100的操作期間,來自側(cè)密封件140相對(duì)于徑向密封件136和/或138的磨損可發(fā)生在密封墊片組件148內(nèi)。具體而言,隨著時(shí)間過去,織物密封件160可磨蝕,且墊片162可變得受損和/或扭曲。當(dāng)周向端142處的破壞發(fā)生時(shí),如下文進(jìn)一步所述,除去區(qū)域178可除去和替換,而非替換整個(gè)徑向密封件136和/或138,從而減小修理和維護(hù)成本。
除去區(qū)域178限定為周緣180與線182之間的密封墊片組件148上的區(qū)域,線182大體上與背襯條150的轉(zhuǎn)角184成大約30°到大約60°的范圍內(nèi)的銳角延伸。具體而言,銳角為45°角。在示例性實(shí)施例中,密封墊片組件148內(nèi)的破壞大體上在邊緣180與背襯條150的邊緣186之間發(fā)生。然而,在示例性實(shí)施例中,除去區(qū)域178延伸至線182。將破壞進(jìn)一步傳遞至密封墊片組件148的延伸的除去區(qū)域178促進(jìn)了增大修理的總體尺寸且促進(jìn)了徑向密封件136和/或138的較強(qiáng)修理,這將在下文中參照?qǐng)D6進(jìn)一步描述。作為備選,線182可沿允許密封墊片組件148上的破壞除去和替換的任何適合的方向延伸。
在示例性實(shí)施例中,當(dāng)破壞發(fā)生且需要修理時(shí),密封墊片組件148的一部分從徑向密封件136和/或138除去。具體而言,破壞區(qū)域178從密封墊片組件148除去,例如,使用便于在一致位置處的一致切割的帶導(dǎo)塊的切割輪。包括織物密封件160和墊片162兩者的密封墊片組件148沿線182切割至背襯條轉(zhuǎn)角184,且還沿背襯條邊緣186。此外,密封墊片組件148從框架第二端156沿偏移176切割,從而使受損區(qū)域178與徑向密封件136和/或138分離,且形成沿線182的新的周緣188。作為備選,受損區(qū)域178可利用允許受損區(qū)域178如本文所述那樣除去的任何其它方法和/或切割工具。
此外,在發(fā)動(dòng)機(jī)100的操作期間,來自過渡件114相對(duì)于徑向密封件136和/或138的磨損可在密封墊片組件148內(nèi)發(fā)生,從而引起織物密封件160在內(nèi)部區(qū)域144內(nèi)磨蝕。在一些實(shí)施例中,受損內(nèi)部區(qū)域144附近的織物密封件160的至少一部分點(diǎn)焊(如經(jīng)由電阻焊機(jī)),而非替換整個(gè)徑向密封件136和/或138,使得對(duì)織物密封件160的附加破壞通過進(jìn)一步限制織物密封件160的磨耗和/或磨蝕來減小。作為備選,受損內(nèi)部區(qū)域144可使用允許徑向密封件136和/或138起到如本文所述的作用的任何其它適合的程序修理。
圖6為可結(jié)合徑向密封件136和/或138(圖2至圖5中所示)使用的示例性修理補(bǔ)片200的示意圖。在示例性實(shí)施例中,修理補(bǔ)片200包括織物密封件202和墊片204。類似于密封墊片組件148(圖3至圖5中所示),織物密封件202具有圍繞墊片204的徑向邊緣210折疊在墊片204上的第一區(qū)段206和第二區(qū)段208。因此,墊片204夾在織物密封件202的第一區(qū)段206與第二區(qū)段208之間。具體而言,墊片204具有沿徑向延伸的第一側(cè)212和相對(duì)的沿徑向延伸的第二側(cè)214。除與框架146對(duì)準(zhǔn)來便于將修理補(bǔ)片200聯(lián)接到框架146(圖3和圖4中所示)的第一側(cè)212的聯(lián)接區(qū)段216之外,第一區(qū)段206大致覆蓋第一側(cè)212。第二區(qū)段208大致覆蓋第二側(cè)214。此外,織物密封件202的第二區(qū)段208包括從第二側(cè)214沿周向向外延伸的延伸區(qū)段218。具體而言,當(dāng)修理補(bǔ)片200聯(lián)接到密封墊片組件148上時(shí),延伸區(qū)段218重疊織物密封件160的第二區(qū)段166的一部分。在示例性實(shí)施例中,延伸區(qū)段218大體上定形為平行四邊形。在備選實(shí)施例中,延伸區(qū)段218可具有允許修理補(bǔ)片200起到如本文所述的作用的任何適合的形狀。
在示例性實(shí)施例中,墊片204包括夾在織物密封件202之間的兩個(gè)金屬墊片。作為備選,可使用允許修理補(bǔ)片200起到如本文所述的作用的任何數(shù)目的墊片204。此外,在示例性實(shí)施例中,織物密封件202由類似于織物密封件160的金屬織物的單件金屬織物形成。作為備選,織物密封件202可由允許修理補(bǔ)片200起到如本文所述的作用的任何材料形成。
在示例性實(shí)施例中,修理補(bǔ)片200具有聯(lián)接區(qū)段216附近的徑向邊緣220,其便于將修理補(bǔ)片200聯(lián)接到徑向密封件136和/或138的框架146上。此外,修理補(bǔ)片200具有第一周緣222和相對(duì)的第二周緣或聯(lián)接邊緣224,其與徑向密封件136和/或138的周緣188大致成鏡像。具體而言,第二周緣224大體上關(guān)于第一周緣222成銳角,使得第二周緣224與通過從密封墊片組件148除去破壞區(qū)域形成的周緣188互補(bǔ),這在上文中參照?qǐng)D3描述。例如,周緣188成大約30°到大約60°的范圍內(nèi)的角延伸,且具體是如上文所述的45°的角,且第二周緣224以互補(bǔ)的角延伸。此外,修理補(bǔ)片200具有與密封墊片組件148大致相同的厚度,使得修理補(bǔ)片200在聯(lián)接到其上時(shí)大體上與密封墊片組件148在第一周緣222與第二周緣224之間齊平地延伸。作為備選,修理補(bǔ)片200具有允許修理補(bǔ)片200起到如本文所述的作用的任何其它形狀。
織物密封件202經(jīng)由沿第一周緣222間隔開的點(diǎn)焊226聯(lián)接到墊片204上。點(diǎn)焊226通過將基礎(chǔ)材料一起熔化來將織物密封件202熔合到墊片204上。作為備選,織物密封件202經(jīng)由允許修理補(bǔ)片200起到如本文所述的作用的任何其它聯(lián)接方法來聯(lián)接到墊片204上,例如,固體連續(xù)焊。在示例性實(shí)施例中,修理補(bǔ)片200制造成具有預(yù)定尺寸,使得多個(gè)修理補(bǔ)片200可在徑向密封件136和/或138修理之前制造。如上文參照?qǐng)D3所述,例如,使用切割輪消除了對(duì)徑向密封件136和/或138的破壞。這確保了除去區(qū)域178對(duì)于每次修理都一致,使得修理補(bǔ)片200可在需要徑向密封件136和/或138的修理之前制造。
圖7為聯(lián)接到徑向密封件136和/或138(圖2至圖5中所示)的修理補(bǔ)片200(圖6中所示)的示意圖。在示例性實(shí)施例中,修理補(bǔ)片200經(jīng)由焊接部228,230和232聯(lián)接到徑向密封件136和/或138上。具體而言,修理補(bǔ)片200定位在徑向密封件136和/或138的除去區(qū)域178內(nèi),使得修理補(bǔ)片200的第二周緣224與密封墊片組件148的周緣188齊平,修理補(bǔ)片200的徑向邊緣220與徑向密封件136和/或138的框架146對(duì)準(zhǔn),且修理補(bǔ)片200的延伸區(qū)段218重疊徑向密封件136和/或138的第二區(qū)段166。修理補(bǔ)片的延伸區(qū)段218沿延伸區(qū)段218的周邊234焊接228到徑向密封件136和/或138上。具體而言,延伸區(qū)段218點(diǎn)焊228到密封墊片組件148上,使得織物密封件160和202和墊片162的基礎(chǔ)材料熔合在一起。作為備選,延伸區(qū)段218經(jīng)由允許徑向密封件136和/或138起到如本文所述的作用的任何其它方法來聯(lián)接到密封墊片組件148上。
此外,在示例性實(shí)施例中,補(bǔ)片徑向邊緣220焊接230到徑向密封件136和/或138上。例如,補(bǔ)片徑向邊緣220以鎢惰性氣體(tig)焊接230到徑向邊緣136和/或138的框架146上,使得基礎(chǔ)材料熔合在一起。作為備選,徑向邊緣220經(jīng)由允許徑向密封件136和/或138起到如本文所述的作用的任何其它聯(lián)接方法來聯(lián)接到框架146上。此外,修理補(bǔ)片200的延伸區(qū)段218的轉(zhuǎn)角236焊接232到徑向密封件136和/或138上。具體而言,轉(zhuǎn)角236以tig焊接232到密封墊片組件148上,使得基礎(chǔ)材料熔合在一起,且便于提高剛性和密封。作為備選,轉(zhuǎn)角236經(jīng)由允許徑向密封件136和/或138起到如本文所述的作用的任何其它聯(lián)接方法來聯(lián)接到密封墊片組件148上。
在一些實(shí)施例中,在徑向密封件136和/或138以修理補(bǔ)片200修理時(shí),徑向密封件136和/或138的使用壽命在密封組件116內(nèi)提高。將分別沿周緣188和224的修理補(bǔ)片200與密封墊片組件148之間的連接接頭與延伸區(qū)段218重疊便于提高修理剛度和密封。此外,在一些實(shí)施例中,重疊通過允許使用點(diǎn)焊而縮短修理時(shí)間。在旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)100(圖1中所示)的操作期間,來自側(cè)密封件140相對(duì)于徑向密封件136和/或138的磨損大體上在周緣222與背襯條150之間發(fā)生。將修理補(bǔ)片200成銳角(例如,大約45°角)聯(lián)接到該磨損區(qū)域附近的徑向密封件136和/或138上便于減小直接側(cè)密封件140相對(duì)于連接接頭的磨損,且因此增加了修理補(bǔ)片200的使用壽命。
在示例性實(shí)施例中,當(dāng)修理補(bǔ)片200聯(lián)接到徑向密封件136和/或138上時(shí),墊片162與修理補(bǔ)片墊片204對(duì)準(zhǔn)。然而,應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是,在備選實(shí)施例中,墊片204與墊片162重疊。作為備選,修理補(bǔ)片200可使用允許修理補(bǔ)片200起到如本文所述的作用的任何其它幾何形狀和/或焊接部來聯(lián)接到徑向密封件136和/或138上。例如,修理補(bǔ)片200包括織物密封件208的第二區(qū)段,其終止于第二周緣224處,使得延伸區(qū)段218不存在,且修理補(bǔ)片200點(diǎn)焊或縫焊到徑向密封件136和/或138上。此外,在其它實(shí)施例中,修理補(bǔ)片200大致為矩形,使得第二周緣224大體上平行于第一周緣222,其然后焊接到徑向密封件136和/或138上。在一些實(shí)施例中,除去區(qū)域178(圖3中示出)內(nèi)的僅織物密封件160由于受損而除去,使得修理補(bǔ)片200包括聯(lián)接到徑向密封件136和/或138上的僅織物密封件202。此外,在其它實(shí)施例中,修理補(bǔ)片200包括覆蓋墊片204的疊層,使得織物密封件202不存在。在又一些實(shí)施例中,除去區(qū)域178內(nèi)的磨損可僅通過焊接來修理,例如,在受損區(qū)域內(nèi)累積焊料。
圖8的流程圖中示出了修理徑向密封件如發(fā)動(dòng)機(jī)100中的徑向密封件136和/或138的示例性方法300。還參看圖1至圖7,方法300包括除去302受損區(qū)域,如,除去區(qū)域178。徑向密封件包括框架如框架146、背襯條如背襯條150、第一墊片如墊片162,以及至少部分地包繞第一墊片的第一織物密封件如織物密封件160。第一墊片和第一織物密封件聯(lián)接在框架與背襯條之間,使得受損區(qū)域在框架的至少一部分附近沿周向延伸。方法300還包括將修理補(bǔ)片如修理補(bǔ)片200聯(lián)接304到框架的一部分附近。修理補(bǔ)片包括第二墊片如墊片204,其具有第一側(cè)如第一側(cè)212和第二側(cè)如第二側(cè)214。修理補(bǔ)片還包括第二織物密封件如織物密封件202,其具有第一區(qū)段如第一區(qū)段206和第二區(qū)段如第二區(qū)段208。第二織物密封件在第二墊片的徑向邊緣如徑向邊緣210上折疊,使得第一區(qū)段大致覆蓋第一側(cè),且第二區(qū)段大致覆蓋第二側(cè),且第二織物密封件聯(lián)接到第二墊片上。第二區(qū)段包括延伸區(qū)段如延伸區(qū)段218,其從第二側(cè)延伸,使得第二織物密封件的至少一部分在聯(lián)接到其上時(shí)重疊第一織物密封件的至少一部分。修理補(bǔ)片聯(lián)接到徑向密封件上,使得限制穿過其間的流體泄漏。
此外,在一些實(shí)施例中,方法300包括在受損區(qū)域除去時(shí)除去306第一墊片和第一織物密封件的至少一部分。在其它實(shí)施例中,方法300包括沿線如線182除去308受損區(qū)域,該線從徑向邊緣成角地延伸。
此外,在某些實(shí)施例中,方法300包括在將修理補(bǔ)片聯(lián)接到其余徑向密封件上時(shí)將延伸區(qū)段焊接310到第一墊片和第一織物密封件上。在其它實(shí)施例中,方法300包括在將修理補(bǔ)片聯(lián)接到其余徑向密封件上時(shí)將修理補(bǔ)片焊接312到框架上。
此外,在一些實(shí)施例中,方法300包括經(jīng)由焊接如點(diǎn)焊226來將第二織物密封件聯(lián)接314到第二墊片上,焊接沿修理補(bǔ)片的周緣如邊緣222延伸一定距離。在其它實(shí)施例中,方法300包括電阻焊接316第一織物密封件的第二受損區(qū)域,其中第二受損區(qū)域位于第一織物密封件的內(nèi)部如區(qū)域144上。
結(jié)合渦輪密封件使用的修理補(bǔ)片以及修理渦輪密封件的方法的示例性實(shí)施例在上文中詳細(xì)描述。本文的實(shí)施例提供了降低旋轉(zhuǎn)機(jī)器的維護(hù)成本的若干優(yōu)點(diǎn)。具體而言,本文所述的設(shè)備和方法允許渦輪密封件的部分在受損時(shí)修理,而非以較高材料成本替換整個(gè)密封件。本文所述的實(shí)施例提供了修理補(bǔ)片保持現(xiàn)有密封件的剛度和流體密封功能性的優(yōu)點(diǎn)。渦輪密封件包括修理補(bǔ)片,其具有墊片和大致覆蓋墊片的織物密封件。在從渦輪密封件除去受損區(qū)域之后,修理補(bǔ)片聯(lián)接到其上??椢锩芊饧囊徊糠謴膲|片延伸,使得在修理補(bǔ)片聯(lián)接到渦輪密封件上時(shí),促進(jìn)了流體泄漏減小,同時(shí)保持渦輪密封件的剛度。在某些實(shí)施例中,修理補(bǔ)片聯(lián)接到渦輪密封件上,使得便于針對(duì)連接接頭的磨損減小,從而增加修理補(bǔ)片的壽命周期。在一些實(shí)施例中,修理補(bǔ)片便于渦輪密封件的標(biāo)準(zhǔn)修理,使得不替換整個(gè)渦輪密封件。在此實(shí)施例中,修理補(bǔ)片允許了徑向密封件的修理,而非在出現(xiàn)破壞之后完全替換,且因此便于降低旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)修理和維護(hù)的成本。
上文詳細(xì)描述了用于徑向密封件的修理補(bǔ)片和使用修理補(bǔ)片的方法的示例性實(shí)施例。該設(shè)備和方法以及使用此設(shè)備的系統(tǒng)不限于本文所述的特定實(shí)施例,而相反,系統(tǒng)的構(gòu)件和/或方法的步驟可獨(dú)立地且與本文所述的其它構(gòu)件和/或步驟分開使用。例如,示例性實(shí)施例可結(jié)合需要修理徑向密封件的許多其它應(yīng)用來實(shí)施和使用。
盡管按照各種特定實(shí)施例描述了本公開內(nèi)容,但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到,本公開內(nèi)容可利用在權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的改型實(shí)施。盡管本公開內(nèi)容的各種實(shí)施例的特定特征可在一些圖中示出且在其它圖中未示出,但這僅是為了方便。此外,提到的以上描述的"一個(gè)實(shí)施例"不旨在理解為排除也結(jié)合所述特征的附加實(shí)施例的存在。根據(jù)本公開內(nèi)容的原理,可與任何其它圖的任何特征組合來參照和/或要求保護(hù)附圖的任何特征。