[发明专利]具有防旋转特征的非接触式密封件

说明书

一种密封组件（10），用于密封第一机械部件（38）和可相对于第一机械部件（38）绕纵向轴线（42）旋转的第二机械部件（40）之间的周向间隙（11）。密封组件（10）包括密封件支座（36）、主密封件（26）、中间板（22）、至少一个辅助密封件（14）和前板（12）。所述至少一个辅助密封件（14）包括至少一个密封元件（16）。所述至少一个密封元件（16）和所述中间板（22）各自具有至少一个销（44）或至少一个孔（46）中的一个，所述销和孔共同防止所述至少一个密封元件（16）在所述密封组件（10）内旋转。

技术领域

本发明涉及用于密封可相对于彼此相对旋转的两个机械部件之间的周向间隙的密封件，并且更具体地，涉及一种具有至少一个承座的密封件，所述承座在与机械部件中的一者形成非接触式密封的位置沿机械部件中的一者延伸。

背景技术

涡轮机械，诸如燃气涡轮发动机，目前在关键应用中依赖于迷宫式、刷式或碳密封件。迷宫式密封件提供足够的密封，但是它们极其依赖于在发动机操作的所有点处保持径向公差。径向空隙必须考虑诸如热膨胀、轴运动、公差累积、摩擦公差等因素。密封空隙的最小化对于实现最大迷宫式密封效果是必要的。除了如果没有保持空隙则泄漏增加之外，还存在发动机振动增加的可能性。直通迷宫式密封件对于空隙变化最敏感，其中大的空隙导致延滞效应（carryover effect）。阶梯状迷宫式密封件非常依赖于轴向空隙以及径向空隙，这限制了每个平台上可能的齿数。预制凹槽的迷宫式密封件取决于轴向空隙和径向空隙两者，并且必须具有小于径向空隙两倍的轴向空隙，以提供比阶梯状密封件更好的泄漏性能。

涡轮机械，诸如燃气涡轮发动机，正变得更大、更有效且更坚固。正在使用大的叶片和导叶，尤其是在发动机系统的热区段中。鉴于现代发动机中所实施的高压力比和高发动机点火温度，某些部件，诸如翼型件，例如固定导叶和旋转叶片，需要比当前存在的部件更有效的密封能力。

在当前的组件中，涡轮机械中的旋转部件与固定部件之间的空隙是低性能的区域。在压缩机导叶支座、涡轮护罩腔体构造、中间轴等中存在空气动力学损失的若干驱动因素，这降低了涡轮机械的效率。一个驱动因素是旋转部件上的流动。在空隙区域下游发生的混合损失高，并导致级效率和功率的降低。当通过末端腔体的流与主流组合并且两个流具有不同速度时，发生附加的混合损失。末端泄漏基本上失去了提取功的机会。末端泄漏也会导致空气动力学的二次损失。

发明内容

在本发明的一方面，一种用于密封第一机械部件和第二机械部件之间的周向间隙的密封组件，所述第二机械部件可相对于所述第一机械部件绕纵向轴线沿轴向方向旋转，所述密封组件包括：密封件支座，所述密封承座将所述密封组件的所有部件沿着外环保持在一起；主密封件，包括；至少一个承座，其沿着第一机械部件和第二机械部件中的一个延伸，与其产生非接触式密封，承座形成有槽；至少一个弹簧元件，其适于连接到第一机械部件和第二机械部件中的一个上，并且连接到至少一个承座上，该至少一个弹簧元件响应于由流体流施加到至少一个承座上的流体压力而与至少一个承座一起有效地偏转和移动，以帮助在第一机械部件和第二机械部件之间形成周向间隙的主密封；中间板，所述中间板包括凹槽，所述凹槽延伸到形成在所述至少一个承座中的所述槽中；至少一个辅助密封件，其包括并排定向的至少一个密封元件，所述至少一个密封元件齐平地进入所述中间板的所述凹槽中并且延伸到形成于所述至少一个承座中的所述槽中，从而在所述轴向方向上密封所述至少一个弹簧元件；以及前板，其与所述辅助密封件的所述至少一个密封元件相邻，并且延伸到形成在所述至少一个承座中的所述槽中；其中，所述至少一个密封元件和所述中间板各自具有至少一个销或至少一个孔中的一种，它们共同防止所述至少一个密封元件在所述密封组件内旋转。

参考以下附图、描述和权利要求，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。

附图说明

借助于附图更详细地示出了本发明。附图示出了优选的构造，并且不限制本发明的范围。

图1是本发明的示例性实施例的密封组件的分解图；