[发明专利]涡轮机吸引式面密封组合件

说明书

在涡轮机的可旋转部件与不可旋转部件之间的涡轮机的高压区域与低压区域之间的吸引式面密封件包括气体轴承可旋转表面和不可旋转表面，不可旋转表面安装在不可旋转部件上的环形滑块上。回缩构件使环形滑块回缩远离可旋转部件且使不可旋转表面回缩远离可旋转表面，且包括轴向设置在滑块与不可旋转发动机部件之间的沿圆周隔开的非卷曲弹簧。

技术领域

本发明大体上涉及转子与定子组合件之间的吸引式面密封件，且更确切地说，涉及具有回缩弹簧的吸引式面密封件。

背景技术

吸引式面密封件通过限制高压区与低压区之间的流动而最小化例如压缩空气或燃烧气体的流体的泄漏。吸引式面密封件通过补偿转子与定子之间可能存在的间隙的变化来控制泄漏。已公开供用于旋转机械中的此类密封件，旋转机械包括但不限于用于产生动力以及用于飞机和船舶推进的燃气涡轮发动机。

经由燃气涡轮发动机密封组合件的流体泄漏可能会显著增大燃料消耗且不利地影响发动机效率。此外，流体泄漏可能引起其它组件损坏和/或增大总体发动机维护成本。由于密封组合件的位置和/或操作环境，至少一些已知密封组合件可能随时间推移而劣化。

吸引式面密封件的一些实施例将转子配置为朝向相反的可旋转第一密封元件与不可旋转第二密封元件。所述可旋转第一密封元件附接到转子或为转子的整体部分。同样，此类密封件通常具有支撑所述不可旋转第二密封元件的定子，所述不可旋转第二密封元件附接到滑块或为滑块的整体部分。通常为螺旋弹簧的回缩弹簧用来在低功率条件或无功率条件期间分离所述旋转第一第二密封元件与所述非旋转第二密封元件或使其回缩。所述不可旋转第二密封元件安装在由定子支撑的滑块上。此类吸引式面密封件的实例公开于通用电气公司（General Electric Company）在印度提交的档案号为279249和280429的专利申请中，所述专利申请转让给受让人通用电气公司且以引用的方式并入。档案号279249标题为“抗锥旋吸引式面密封件（ANTI-CONING ASPIRATING FACE SEAL）”，且在印度于2016年4月14日以序列号2016/41013072提交。档案号280429标题为“吸引式面密封齿配置（ASPIRATING FACE SEAL TOOTH CONFIGURATION）”，且在印度于2016年5月11日以序列号2016/41016504提交。

颁予Brauer等人的在2004年1月13日发布且标题为“具有轴向延伸密封齿的吸引式面密封件（Aspirating Face Seal with Axially Extending Seal Teeth）”的第6,676,369号美国专利公开一种燃气涡轮发动机吸引式面密封件，所述燃气涡轮发动机吸引式面密封件包括可旋转发动机部件和不可旋转发动机部件以及其间的泄漏路径。围绕中心线的环形大体平面的可旋转及不可旋转气体轴承表面（gas bearing face surface）分别以可操作方式与可旋转发动机部件及不可旋转发动机部件相关联。径向内齿圈和外齿圈跨越所述泄漏路径轴向延伸远离所述可旋转气体轴承表面和不可旋转气体轴承表面中的第一个且朝向气体轴承表面中的第二个。辅助密封件包括跨越泄漏路径从所述可旋转和不可旋转气体轴承表面中的第二个朝向可旋转和不可旋转气体轴承表面中的第一个径向延伸的环形限流器齿。卷曲弹簧用来分离气体轴承表面。

已知密封设计还包括从定子轴向跨越气坝且从气坝径向向内延伸的吸引器齿，其中吸引器齿具有与转子隔开且在转子附近的尖端。还值得指出的是，吸引式面密封件技术使用例如“空气轴承”、“气坝”和“气流”的短语，其中应理解，词“空气”用来描述密封件的工作流体。吸引式面密封件的工作流体可以包括但不限于压缩空气、燃烧气体和/或蒸气。注意，吸引式面密封件为非接触式密封件，原因在于所述密封件的第一部分与第二部分并不意欲触碰，而可能在短时间周期期间经历摩擦。

滑块具有滑动界面以引导安装在定子或支撑件上的非旋转密封部件。这些界面允许非旋转密封部件轴向平移，但防止刚性主体在径向方向上运动或在周向方向上旋转。这些滑动界面还允许少量倾斜以适应密封件的旋转部分与非旋转部分之间的未对准。这些滑动界面会经受磨损。需要减少或消除滑动界面的磨损。

发明内容