[发明专利]椭圆形密封系统

说明书

技术领域

本申请总体涉及用于旋转机器(rotary machines)的密封件，且尤其涉及用于诸如旋转压缩机等的旋转机器的具有椭圆形状的柔顺且可磨耗的迷宫密封系统。

背景技术

在旋转机器中，一个或多个密封件通常沿着在旋转部件与固定部件之间的界面延伸。举例而言，压缩机、涡轮和类似装置可在安置于壳体或轮叶(vane)内的一系列旋转桨叶(blades)或叶片(buckets)之间的界面处具有一个或多个密封件。这些密封件预期保持在旋转构件的上游侧与下游侧之间的在旋转部件上的压差。在密封件处更小的空隙尺寸通常通过限制穿过它的泄漏而提高密封件的性能和整个旋转机器的效率。

但密封件及其部件可在旋转机器的各个操作阶段(诸如在起动期间和在其它类型的瞬态操作期间)经受相对较高的温度、热梯度和热膨胀与和收缩。通常，密封件包括额外空隙尺寸来在这些瞬态操作期间减小旋转部件与固定部件之间接触和损坏的可能性。但由于穿过密封件的泄漏流动，这种额外空隙尺寸也可能降低密封件和总旋转机器的性能和效率。在转子与壳体之间的流体泄漏可降低压缩机效率且因此导致增加的燃料成本。

因此，需要用于诸如压缩机等的旋转机器的改进的密封系统，其减少通过它的泄漏同时在瞬态操作期间以及稳态操作条件期间维持充分的空隙。这种减小的泄漏应改进总效率同时防止损坏其中的部件。

发明内容

因此，本申请提供一种用于旋转机器的转子和定子外壳的椭圆形密封系统。该椭圆形密封系统可包括上面带有可磨耗涂层(abradable coating)的多个密封区段(sealing segments)。上面带有可磨耗涂层的密封区段可具有基本上椭圆形状。多个偏压构件可与密封区段和定子外壳联系(in communication with)。

本申请还提供一种用于旋转机器的转子和定子外壳的椭圆形密封系统。该椭圆形密封系统可包括上面带有可磨耗涂层的一对椭圆形密封区段。多个偏压构件可与椭圆形密封区段和定子外壳联系，以便将上面带有可磨耗涂层的这对椭圆形密封区段朝向转子偏压。

本申请还提供一种旋转机器。该旋转机器可包括：定子外壳；转子；一对椭圆形密封区段，其定位于定子外壳与转子之间且在其上具有可磨耗涂层；以及，多个偏压构件，其与这对椭圆形密封区段和定子外壳联系以便将上面带可磨耗涂层的这对椭圆形密封区段朝向转子偏压。

当结合若干附图和所附权利要求阅读下文的详细描述时，本申请的这些和其它特点和改进对本领域技术人员来说将会变得明显。

附图说明

图1是燃气涡轮发动机的示意图。

图2是位于旋转机器内可如本文所述的椭圆形密封系统的截面图。

图3为绕旋转机器的转子定位的图2的椭圆形密封系统的轴向视图。

部件列表：

10燃气涡轮发动机

15压缩机

20空气流

25燃烧器

30燃料流

35燃烧气体流

40涡轮

45负载

50密封系统

100旋转机器

110压缩机

120转子

130定子外壳

140椭圆形密封系统

150填密环(packing ring)

160定子槽

170可磨耗涂层

180偏压构件(biasing members)

190弹簧

200齿

210J形条

220转子槽

230线

240椭圆形状

250水平箭头

260区段

270第一半件

280第二半件

290竖直箭头

300干涉接合(interference engagement)

310线线接合(line on line engagement)

具体实施方式