大约1/1000英寸至2/1000英寸。这个最初的提升或打开对于组装成与转子紙连(line-on-line)或组装成干涉转子的密封装置节段是重要的。一个或多个加压端口 90提供将密封装置节段17组装成较接近转子的优点。通过在转子和底座板之间提供空气静力学压力分布，一个或多个加压端口 90帮助避免启动摩擦，从而在初始旋转启动阶段期间，当空气动力不够大来避免底座板-转子接触时，使底座板18提升远离转子。适当地选择端口 90的轴向位置，使得空气静力学压力分布使均匀底座板提起，而底座则没有任何前后倾斜。在另一个实施例中，柔性管(在图11中未显示)适当地延伸，以将高压流体运送到承载表面。管的柔性设计成允许底座板18进行径向运动，管连接不产生任何额外的径向硬度。
[0040]图12显示根据本发明的实施例的密封组件10中的底座-转子弯曲部。密封组件10也在空气动力学运行模式中运行。当转子-底座板空隙开始减小(例如在导致间隙改变的热瞬态事件期间)，薄的流体膜100开始增加额外的压力。在这个实施例中，底座板18的曲率半径有意加工成大于转子半径。因此，当转子-底座板空隙变小时(典型地小于1/1000英寸)，流体膜100仅会聚或者沿旋转方向会聚-发散。呈流体楔的形式的这个流体膜流体导致额外的压力增加。通过流体动力轴颈轴承或箔带轴承，可很好地理解薄膜的物理性质，而且可使用合适的流体流模型来对薄膜的物理性质建模。基本原理是在旋转方向上的流体膜厚度中的任何负梯度都将使流体膜中的压力提高到其边界压力之上。薄流体膜产生的额外的压力会挤压波纹弹簧38、40，从而使底座板18沿径向向外移动，并且使转子92保持接触底座板18。在此意义上，每个密封装置节段16、17、23、25上的底座板18会追踪转子92的任何向外偏移。
[0041]在图13中显示的另一个实施例中，流体膜产生额外的空气动力，因为在面向转子的承载表面区域32上存在凹槽110或穴口(在图13中未显示)。凹槽110或穴口呈一系列楔的形式，一系列楔使得沿旋转方向形成会聚流体膜。凹槽110或穴口可相对于轴向方向成角度地对齐。在又一个实施例中，承载表面区域32包括一个或多个瑞利(Rayleigh)台阶，瑞利台阶面向转子，以产生空气动力。
[0042]图14显示根据本发明的实施例的转子-定子密封组件120。在一个实施例中，转子-定子密封组件120包括槽口 122，槽口 122在转子92上呈人字形图案，以在涡轮机的运行期间产生空气动力。转子92上的人字形图案可在旋转方向上或者在与旋转方向相反的方向上。在另一个实施例中，转子92包括在轴向方向上或者在联合的轴向-切向方向上成角度的凹槽或穴口或槽口(在图14中未显示这些成角度的槽口或凹槽或穴口)。另外，转子92上的槽口或凹槽或穴口沿旋转方向对齐，或者沿与旋转方向相反的方向对齐。
[0043]图15显示密封装置节段16的一部分的横截面图，在该部分中，迷宫齿20位于离承载表面32的径向高度“h”处。这使得迷宫齿20以离转子的比承载部分和转子之间的间隙更大的间隙延伸。这个径向间隙差允许适应双向倾斜校正。在旋转机器的运行期间，承载表面区域32意于沿着轴向方向几乎平行于转子骑跨。但是由于组件失配或意外的热负载或压力负载，承载表面区域32会倾斜，使得承载表面区域32的前边缘或后边缘较接近转子。如果后边缘较接近转子，则后边缘和转子之间的骑跨空隙小于前边缘和转子之间的骑跨空隙。这使得在后边缘附近在底座板18上产生空气动力，从而校正底座板上的空气动力学力矩。这个空气动力学力矩防止底座板摩擦后边缘上的转子。另一方面，如果承载表面区域32倾斜，使得前边缘较接近转子，而且如果尺寸“h” (如上面描述的那样)为零，则迷宫齿20可能摩擦到转子中，因为可用来产生校正底座板倾斜所需的空气动力学力矩的面积不够。但是，非零间隙“h”使得在迷宫齿20摩擦转子之前，承载表面区域32的前边缘与转子对接，从而允许承载部分产生校正所需的空气动力学力矩。
[0044]在非限制性示例中，波纹弹簧38、40和辅助密封件26(如图2中显示的那样)两者都由高温金属合金垫片形成，例如Incone X750或Rene41。在一个实施例中，波纹弹簧38,40的两个端部硬钎焊到经加工或铸造的定子接口元件14和底座板18上。在另一个实施例中，使用EDM程序来加工波纹弹簧或弯曲件，EDM程序允许用单块金属加工定子接口、波纹管或弯曲件和底座。在非限制性示例中，底座板18的承载部分32可涂有润滑涂层和/或耐磨涂层，它们包含作为基底的铬或镍或钼，以及硬质相和固态润滑剂。在另一个非限制性示例中，底座板18的承载表面32上的涂层包含钴基合金。这样的涂层可处理底座板18和转子之间的意外摩擦。在另一个实施例中，与底座板18对接的转子表面可涂有碳化铬或碳化钨或类似的涂层，以提高转子的硬度、耐腐蚀性和保持良好的表面光洁度的能力。
[0045]图16是示出制造密封装置节段的方法中包括的步骤的流程图200。在步骤202处，方法包括将底座板设置在旋转机器中的固定壳体和转子的中间，底座板包括面向转子的一个或多个迷宫齿和承载表面区域。底座板构造成允许高压流体通往最前面的迷宫齿的上游部分，以及允许低压流体通往最后面的迷宫齿的下游部分，并且底座板进一步构造成在底座板和转子之间产生空气动力。在步骤204处，方法还包括将辅助密封件布置成在径向外端处接触定子接口元件，以及在径向内端上接触底座板的隆起鼻部。另外，在方法206处，方法包括将多个波纹弹簧或弯曲件连接到底座板和定子接口元件上。此方法包括在基于多个波纹弹簧或弯曲件上的有效轴向力的作用线的相对位置的预定位置处，使辅助密封件在径向外端处接触定子接口元件，以及使辅助密封件在径向内端处接触底座板的隆起鼻部，以对底座板实现零前后倾斜或小的前后倾斜。
[0046]另外，方法还包括将辅助密封件的内层区段连接到定子接口元件上，以及使内层区段接触底座板的隆起鼻部。方法还包括使相邻密封装置节段的内层区段之间的节段空隙与辅助密封件的外层区段的悬垂部分交迭。
[0047]在另一个实施例中，方法还包括在底座板的承载表面区域上涂覆润滑涂层和/或耐磨涂层。在非限制性示例中，在底座18的承载表面32上的耐磨涂层和润滑涂层包含作为基底的铬或镍或钼，以及硬质相和固态润滑剂。在另一个非限制性示例中，底座板18的承载表面32上的涂层包含钴基合金。这样的涂层可处理底座板18和转子之间的意外摩擦。此外，在另一个实施例中，方法包括用耐磨涂层材料涂覆与底座板对接的转子表面。在非限制性示例中，耐磨涂层材料选自由碳化铬或碳化钨等组成的组。
[0048]有利地，本空气动力学密封组件对于压降大且瞬变大的旋转机器中的若干个位置是可靠、坚固的密封件。密封组件制造起来也较经济。密封件的非接触运行使得它们对于大的转子瞬态位置尤其有吸引力。另外，本发明允许独立地控制弹簧硬度和抗压能力，从而允许设计可经受住大压差的顺从密封件。此外，本发明允许底座板在空气静力学运行中，沿着轴向方向保持几乎平行于转子，而且在空气动力学模式期间，保持几乎平行于转子沿着轴向方向平移。本发明还包括提高径向运动的可预计性(对泄漏性能和坚固性的可预计性提尚)。
[0049]此外，熟练技术人员将认识到来自不同实施例的各种特征的可互换性。类似地，本领域普通技术人员可混合和搭配所描述的各种方法步骤和特征，以及各个这样的方法和特征的其它已知等效方案，以根据本公开的原理来构建额外的系统和技术。当然，要理解的是，不必根据任何特定实施例来实现所有上面描述的这样的目标或优点。因而，例如，本领域技术人员将认识到，可体现或执行本文描述的系统和技术，使得实现或优化本文教导的一个优点或一组优点，而不必实现可在本文教导或提出的其它目标或优点。
[0050]虽然已经在本文示出和描述了本发明的仅某些特征，但本领域技术人员将想到许多修改和改变。因此，要理解的是，所附权利要求意于覆盖落在本发明的真实精神内的所有这样的修改和改变。
【主权项】
1.一种用于旋转机器的密封组件，所述密封组件包括: 沿周向设置在固定壳体和转子中间的多个密封装置节段，其中，所述多个密封装置节段中的各个包括: 定子接口元件； 底座板，其包括面向所述转子的一个或多个迷宫齿和承载表面区域，其中，所述底座板构造成允许高压流体通往最前面的迷宫齿的上游部分，以及允许低压流体通往最后面的迷宫齿的下游部分，而且所述底座板进一步构造成在所述底座板和所述转子之间产生空气动力， 辅助密封件，其构造成在径向外端处接触所述定子接口元件，