[发明专利]包括具有可变单元密度的耐磨元件的迷宫式密封件

说明书

本发明涉及一种用于特别是飞行器的涡轮机的迷宫式密封件，该迷宫式密封件包括转子元件和围绕该转子元件延伸的定子元件，该转子元件适于围绕具有轴向方向(DA)的旋转轴线相对于定子元件旋转，该转子元件包括环形唇部，该环形唇部具有朝向由定子元件承载的耐磨元件(57)延伸的外径向端部，该环形唇部的外径向端部具有沿着轴向方向(DA)的波纹和与该波纹相关的非零轴向范围(E₅)，耐磨元件(57)包括多个单元(50a，50b)，多个单元被布置成沿着轴向方向(DA)和正交方向(O)彼此相邻，单元(50a，50b)包括沿着大致径向方向延伸的壁，单元根据第一单元密度分布在耐磨元件的第一致密环形区域(Z₅₁)中，所述致密环形区域(Z₅₁)被定位成与唇部的所述径向端部相对，所述致密环形区域的轴向范围小于或等于唇部的外径向端部的轴向范围，单元根据所述第一区域外的参考单元密度分布，第一密度大于参考密度。

技术领域

本发明涉及一种用于特别是飞行器的涡轮机的迷宫式密封件。

背景技术

已知涡轮机配备有是动态密封件的迷宫式密封件，该迷宫式密封件的紧密性由一个或数个旋转擦拭器提供。如图1所示，擦拭器5由涡轮机10的在定子元件3内围绕轴向方向A旋转的转子元件1承载，并且被耐磨元件7围绕，例如被由该定子元件3承载的块体或耐磨材料的涂层围绕。

耐磨元件7的目的是保护擦拭器5免受由于与围绕擦拭器的定子元件3接触而磨损的风险。例如，可以避免或相反地寻求与耐磨元件7的接触，以优化擦拭器周围的径向间隙J。可以相应地调整耐磨元件7和擦拭器5的类型。

这种技术可用于在转子轮的叶片的顶部处提供密封，这些叶片承载环形的、可能分段的擦拭器，擦拭器被由定子壳体承载的耐磨元件围绕(特别是参见FR-A1-3 001 759)。这种技术还可用于在涡轮机的轴或轴颈部分与定子之间提供密封。擦拭器的数量和尺寸特别取决于待密封的元件之间可用的径向空间。

彼此面对布置的擦拭器和耐磨元件是同一轴向方向(在图1中用A表示)的环形部件。擦拭器朝向耐磨元件径向延伸。在运行中，擦拭器的面对耐磨元件的径向端部具有干扰气流的功能，该气流试图从上游到下游在转子元件和定子元件之间流动。这在气流中产生湍流，从而产生压降，并因此提高了密封件的严密性。

如图2所示，耐磨元件27具有围绕轴向方向A的圆柱形形状。耐磨元件27可包括沿着大致径向方向延伸的多个单元20。单元20具有壁22，并且被布置成沿着轴向方向A和正交方向O彼此相邻。单元20的存在有助于在气流中产生湍流。

特别地，单元可以具有蜂窝形状。

图4示出彼此面对定位的耐磨元件47和擦拭器41的轴向横截面。在运行中，如图4所示，耐磨元件和擦拭器41具有干扰气流43的功能，该气流试图从上游到下游(即在图中从左到右)在耐磨元件47和擦拭器41之间流动。擦拭器41的端部45在气流中产生湍流，从而产生压降，并因此提高了密封件的严密性。在待穿过的每个擦拭器41处，气流43在擦拭器41的上游被干扰，气流沿着单元40的壁42通过耐磨元件47的单元40内部，然后在擦拭器41的下游，在穿过擦拭器之后，跟随着的是通道截面的突然增加。被定位在耐磨元件的单元的边缘处并面对擦拭器的端部45的区域44对应于空气被干扰并且不能使得直到擦拭器41的下游侧才进入单元40的空气能够正常且完全流动的区域。

图3a示出在环已经以特定角度轴向切割、然后打开并平放的情况下的环形耐磨元件37a。耐磨元件37a包括单元30a，该单元被布置成沿着旋转轴线A的方向D_A和正交方向O彼此相邻。在透视图中示出的擦拭器35a在耐磨元件37a内旋转。虚线39a示出被定位在擦拭器35a的面对耐磨元件37a定位的端部处的点的位置。在这种情况下，虚线39a沿着正交方向，这意味着擦拭器37a的端部具有规则圆形的形状，如透视图中的擦拭器35a所示。

对于某些类型的涡轮喷气发动机，运行中达到的温度可能需要用提供特别高热强度的材料来制造擦拭器。