轴流式涡轮机组压缩机壳体的可磨耗合成物和密封件的制作方法_2

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此处的燃烧。阻碍管道和机构或者磨损机构的颗粒的释放被限制。这些优点落在提高安全性的上下文中。
[0038]本发明与低压压缩机的上下文尤其相关,因为进入其中的空气可能是-50°C,并且在压缩机出口处可能是+170°C。所提出的合成物是适用于低温的温度并且适用于中间温度,用于初级流的温度变化,作为大于200°C的温度范围中,航空器的飞行阶段的功能。本发明还能够保持可磨耗材料的耐热性。
[0039]铝镍聚酯合成物提供一定的耐腐蚀性,尤其是面临作为测试证明的盐雾。抵抗性可在温度的宽范围内观察,例如从_50°C至大于150°C。随着时间的推移,抵抗力也不妨碍密封,不会过早地降低转子叶片。这些优点隔开涡轮机组的维护操作,这能够进行大量的节省。
【附图说明】
[0040]图1表示根据本发明的轴流式涡轮机组。
[0041]图2是根据本发明的轴流式涡轮机组压缩机的图形。
[0042]图3略述了根据本发明的涡轮机组可磨耗密封件。
[0043]图4示出了用于制造根据本发明的涡轮机组可磨耗密封件的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0044]在下面的描述中,术语内部的或内部以及外部的或外部涉及相对于轴流式涡轮机组的旋转轴线的位置。轴向方向对应于沿涡轮机组的旋转轴线的方向。
[0045]图1表示简化形式的轴流式涡轮机组。在这个特定例子中,其是涡轮风扇喷气发动机。该涡轮风扇喷气发动机2包括称为低压压缩机4的第一压缩级、称为高压压缩机6的第二压缩级、燃烧室8,以及一个或多个涡轮机级10。在操作中,由中心轴传输至转子12的涡轮机10的机械动力运转两个压缩机4和6。两个压缩机包括与定子叶片排结合的若干转子叶片排。因此,转子关于其旋转轴线14的旋转能够产生空气流并且逐渐地压缩该流直到燃烧室8的入口。齿轮减速装置可以增加传输至压缩机的转速。
[0046]通常由风扇或鼓风机16表示的入口风扇被联接至转子12,并且产生空气流,该空气流分成穿过涡轮机组的上述不同级的初级流18以及沿机器穿过环形管道(部分示出)以便随后在涡轮机的出口处与初级流再结合的次级流20。次级流可以被加速以便产生推进反应。初级流18和次级流20是环形流;其由涡轮机组的壳体来引导。为此,壳体具有可以是内部和外部壁或护罩的圆柱壁或护罩。
[0047]图2是如在图1中的轴流式涡轮机组的压缩机的横截面的视图。压缩机可以是低压压缩机4。此处,部分鼓风机16以及用于分离初级流18和次级流20的分流器22在此处可见。转子12包括若干转子叶片排24,在该特定例子中是三排。
[0048]低压压缩机4包括若干调直器,在该特定例子中是四个,其中每个调直器包括一排定子叶片26。调直器与鼓风机16结合或者与转子叶片排结合,以便使空气流变直,从而将流的速度转换成静态压力。定子叶片26从压缩机的外部壳体28基本上径向地延伸,并且在径向延伸的螺栓30的协助下,可以附接至定子叶片26的平台32。
[0049]壳体28可包括环形壁34和环形附接凸缘36,其轴向地限制壁34。外部壳体28可以由两个半壳形成。壁34形成套筒并且具有卵形(ogive)形状,并且其旋转轮廓是弯曲的并且主要轴向地延伸;其半径是变化的。壁34作为支撑件,用于附接至定子叶片26的附接平台32,并且作为支撑件,用于确保动态密封的可磨耗材料38的涂层的施用;以便形成围绕转子叶片24的可磨耗密封件39。可磨耗涂层38形成均匀的环形层,诸如厚度大于
2.0Omm的圆形条带。动态密封被理解为在涡轮机组的运行期间,可磨耗材料与转动的转子叶片之间的流的限制。
[0050]环状附接凸缘36径向向外延伸。壳体28上游和下游的环形凸缘36能够将压缩机4附接至中间鼓风机壳体40,但也能够附接分流器22。附接凸缘36可包括轴向附接孔(未示出)以及管状支座。可磨耗涂层38可轴向地定位在环形附接凸缘36之间。
[0051]壳体28,尤其是其壁34可以由有机基质复合材料制成。该复合材料可包括环氧树脂和具有成堆的三维编织碳纤维层片的预型体。可替换地,壳体可以由金属制成,诸如钛或铝合金。根据本发明的一替代方案,壳体可以由若干外部护罩形成,例如,使用径向环形凸缘轴向地添加和附接至彼此。
[0052]定子叶片26排可以支持连接至定子叶片26的内部端部的内部护罩42。内部护罩42的内表面可以支撑可磨耗材料44的层,以便形成围绕转子12的环形条带或唇部的密封件45,从而防止内部护罩42下的再流通。
[0053]术语“涂层”可以理解为密封件(39 ;45)的结构的外层,空气在其上流动并且其受到空气动力。涂层可形成密封件(39 ;45)的外表面或内表面。
[0054]图3表示如图2中的压缩机的可磨耗密封39。此处所表示的是壳体28的壁34,或支撑件28,施加至其上的可磨耗涂层38,以及两个定子叶片26之间的转子叶片24的尖端。
[0055]可磨耗涂层38从叶片26的平台32延伸至下一个叶片的平台,其属于位于上游或下游的相邻排。可磨耗涂层38与平台32的内表面齐平。定子叶片26的平台32形成轴向限制可磨耗涂层38的圆形轴肩46。可替代地,壁具有在其厚度中形成的径向环形凹槽,在其整个深度上由可磨耗涂层填充。可磨耗涂层覆盖定子叶片的平台之间的壁的整个内表面。可选地,除了平台32与相同环形排之间的凹槽,平台32和可磨耗涂层38的结合形成全部沿壳体28,或者至少壁34的大致密闭的屏障。
[0056]可磨耗涂层38可直接施加在其支撑件34上。否则,密封件39可以包括支撑件与可磨耗涂层之间的夹层。该夹层可以是诸如钢板或镍板的条带。该条带可以被穿孔和/或切割。
[0057]可磨耗涂层38具有与初级流18接触的内表面。在其压缩期间,其表面引导和限制初级流18。可磨耗涂层38可包括至少两个混合相,即金属相和可选的填充剂相,诸如矿物相和/或有机填充剂,以便形成复合材料。可磨耗涂层的材料可以是粒状,或者一些可以是粒状并且其它可以以其颗粒之间的空间来填充。
[0058]可磨耗涂层38的金属相主要包括铝。涂层的金属相是基于铝的。也就是说,可磨耗材料的金属中,具有最大权重的是铝。铝的优势优化了密封件39的重量。可磨耗涂层38的金属相还包括镍,重量比例低于招的重量比例。金属相可包括20%至45%之间的镍;以及55%至80%之间的铝。此外,金属相可选择性地包括铁、铜、锌、锰、镁、杂质;这些组分中的每个在金属相的重量的1%至0.1%之间。
[0059]可磨耗涂层38的填充剂可以包括聚合物,诸如,聚酯或甲基丙烯酸甲酯。填充剂还可包括六方氮化硼或氟化钙。填充剂的重量可在涂层38的重量的5%至50%之间,优选地在15%至25%之间,可选为20%。金属相可占可磨耗涂层的大部分体积;从而金属相可以形成在其中接收填充剂或添加剂的基质。可选地,可磨耗涂层可以由金属粉末的颗粒形成,粒间空间(intergranular space)由填充剂填充。在可磨耗涂层中的空的空间小于I %,优选地小于0.1%ο
[0060]图4表示产生如图3所示的轴流式涡轮机组的可磨耗密封件的方法的流程图。密封件可以使用在压缩机中,尤其是,低压压缩机。
[0061]该方法包括下列步骤,可选地,以下列顺序进行:
[0062](a)诸如压缩机外部壳体的圆形支撑件的供应100,
[0063](b)具
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