压缩器涡轮中的耐磨带的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于轴流式涡轮机的密封装置。更具体地，本发明涉及一种具有 密封装置的轴流式涡轮机压缩器的复合壁，该密封装置具有耐磨材料材层和置于耐磨层和 壁之间的圆形带。本发明还涉及一种轴流式涡轮机。
[0002] 应注意的是，表述"耐磨"通常用于指代易碎材料，其能够提供该材料与活动表面 的密封。该材料可以具有各种组成、结构和形状。例如，轴流式涡轮机压缩器的具有该材料 层的壁（可能是外壁）确保与所述压缩器的转子叶片的端部的可旋转密封。尽管因离心力 产生涡轮发动机所固有的（甚至是轻微的）变形，包括叶片伸长变形，但这维持着整个组件 的一体性。通过最小化活动叶片与流体流外壳之间的空隙，发动机的效率和性能得以增加。
【背景技术】
[0003] 为了增加涡轮机的性能，压缩器、风扇和涡轮具有密封件。由耐磨材料制成的密封 件配置在定子的表面上，并且与转子协作。特别地，耐磨密封件配置在低压压缩器外壳的内 表面上，并且提供与压缩器转子叶片的密封。
[0004] 为了减轻压缩器的外壳，已知以具有有机基质和碳纤维的复合材料来制造所述外 壳。然而，由于不均匀膨胀，耐磨材料与外壳复合材料之间的粘接较弱。为了阻遏该效果， 金属带插置在外壳和耐磨材料之间。所述带结合到外壳并且其表面被穿孔，以改进将材料 结合到带的锚固。
[0005] 公布的专利文献EP2418387A1公开了一种轴流式涡轮机压缩器的复合外壳。外 壳包括具有金属带或箔的耐磨材料层，该金属带或箔插置在耐磨层和有机基质复合外壳之 间。为了改进与复合外壳的结合，所述带具有穿孔表面。
[0006] 然而，这些穿孔弱化了与压缩器转子叶片接触的耐磨材料。在操作中，由于转子叶 片与耐磨材料之间的重复接触，耐磨材料显示出了过早退化并且可能显示出结合损失。因 此，耐磨密封件不再执行其功能。
【发明内容】
[0007] 抟术问题
[0008] 本发明旨在解决现有技术所呈现的至少一个技术问题，并且可保留至少一个所提 到的优点。本发明还旨在通过具有耐磨材料层的圆形带增加轴流式涡轮机的密封装置的可 持续性。本发明还旨在减少制造轴流式涡轮机的密封装置的成本，所述装置具有接收耐磨 层的圆形带。
[0009] 抟术方案
[0010] 应理解，本发明提供了一种涡轮机的圆形带，其包括环形耐磨材料层和由耐磨材 料层覆盖的表面，由耐磨材料覆盖的表面包括平滑圆形区域和分布有穿孔的穿孔圆形区 域。
[0011] 本发明涉及一种轴流式涡轮机的密封装置，包括：具有外表面和内表面的圆形带； 位于所述带的外表面和内表面之一上的环形耐磨材料层，设计成确保所述带与所述涡轮机 的转动部件的密封，所述转动部件是诸如环形叶片排，所述带的由耐磨层覆盖的表面包括 至少一个圆形穿孔区域，所述至少一个圆形穿孔区域具有分布在所述区域上的一系列穿 孔，其特征在于，所述带的由所述耐磨层覆盖的表面还包括平滑圆形区域。
[0012] 根据本发明的有利实施例，所述圆形带是诸如金属箔的金属带，优选地，所述带的 由耐磨层覆盖的表面是所述带的内表面，可选地，所述耐磨层阻塞所述穿孔区域的穿孔。
[0013] 根据本发明的有利实施例，所述平滑区域由所述穿孔区域轴向地定界，所述平滑 区域在所述带的由耐磨层覆盖的表面的至少20%上、优选地在所述表面的大半上、更优选 地在所述表面的至少80 %上延伸。
[0014] 根据本发明的有利实施例，所述穿孔区域的穿孔以规则的格栅间隔开，所述平滑 区域的轴向长度大于所述穿孔之间的平均间距的5倍，优选地大于20倍。
[0015] 根据本发明的有利实施例，所述圆形带的恒定厚度在0. 05mm和2.OOmm之间、优选 地在0?IOmm和0? 60mm之间、更优选地在0? 15mm和0? 20mm之间，各区域可以形成环形条。
[0016] 根据本发明的有利实施例，所述穿孔区域每cm2包括直径小于或等于2.OOmm的至 少5个穿孔，优选地每cm2包括直径小于或等于0. 15_的至少30个穿孔，更优选地每cm2 包括直径小于或等于0. 09mm的至少100个穿孔。
[0017] 根据本发明的有利实施例，所述穿孔区域和所述一系列穿孔分别是第一圆形穿孔 区域和第一系列穿孔，所述带的由耐磨层覆盖的表面还包括第二穿孔圆形区域，其具有分 布在第二区域上的第二系列穿孔，所述平滑区域轴向地布置在第一区域和第二区域之间， 所述带优选地包括轴向交替的平滑区域和穿孔区域。
[0018] 根据本发明的有利实施例，所述耐磨层在所述带的整个轴向长度上轴向地延伸和 /或所述带在所述耐磨层的整个轴向长度上轴向地延伸。
[0019] 根据本发明的有利实施例，所述密封装置包括环形壁，所述环形壁包括配置有所 述带的内表面，可选地，所述环形壁包括多个环形耐磨材料层和插入在所述壁与每个耐磨 层之间的多个带。
[0020] 根据本发明的有利实施例，所述带通过施加在至少一个穿孔区域上的胶粘物或粘 合剂附接至所述环形壁，优选地，所述胶粘物或粘合剂仅施加在每个穿孔区域上，可选地， 所述环形壁包括至少一个环形凸缘，所述至少一个环形凸缘径向地延伸并且包括诸如固定 孔的固定单元。
[0021] 根据本发明的有利实施例，所述环形壁包括诸如环氧树脂的有机树脂以及可选地 具有玻璃纤维或碳纤维的纤维预制件，优选地，所述预制件包括具有编织纤维的片材堆叠。
[0022] 根据本发明的有利实施例，所述壁包括环形的定子叶片排，定子叶片具有固定到 所述壁的、形成环形排的平台，所述带的上游边缘和下游边缘之一由环形的叶片平台排轴 向地定界，优选地，所述壁包括至少两排叶片，所述叶片具有以环形排固定到所述壁的平 台，所述平台定界出所述带的上游侧和下游侧。
[0023] 根据本发明的有利实施例，所述定子叶片的平台的厚度基本上等于所述带厚度与 所述耐磨层厚度之和，优选地，叶片平台包括与所述带轴向地协作的止动表面。
[0024] 根据本发明的有利实施例，所述平滑区域轴向地居中于所述带的由耐磨层覆盖的 表面上。
[0025] 根据本发明的有利实施例，所述耐磨材料包括有机材料和/或弹性材料和/或硅 材料。
[0026] 根据本发明的有利实施例，所述平滑区域是一体的和/或均质的。
[0027] 根据本发明的有利实施例，所述带和/或耐磨层均由相同的材料一体地形成，和/ 或均具有材料连续性。
[0028] 根据本发明的有利实施例，所述带具有大致平行的圆形边缘。
[0029] 根据本发明的有利实施例，所述带的旋转轮廓相对于涡轮机的旋转轴线倾斜大于 2°、优选地大于5°、更优选地大于10°的角度。
[0030] 根据本发明的有利实施例，所述壁和所述带由不同的材料制成，优选地，所述壁的 密度小于所述带的密度。
[0031] 根据本发明的有利实施例，所述带轴向地在所述壁的轴向长度的2 %和50 %之 间、优选地在4 %和30 %之间、更优选地在6 %和15 %之间延伸。
[0032] 根据本发明的有利实施例，所述壁具有大致恒定的厚度。
[0033] 根据本发明的有利实施例，所述壁包括至少一个、优选地至少两个环形肩部，所述 环形肩部轴向地定界所述耐磨层和/或所述带。
[0034] 根据本发明的有利实施例，所述肩部之一形成在所述壁的厚度中。
[0035] 根据本发明的有利实施例，所述叶片仅固定到所述壁。
[0036] 根据本发明的有利实施例，环形的平台排形成所述壁的环形肩部，所述环形肩部 轴向地定界所述耐磨层和/或所述带。
[0037] 本发明还涉及一种包括密封装置的涡轮机，其特征在于，该密封装置是根据本发 明所述的密封装置，并且所述密封装置包括通过磨损与所述耐磨层协作的环形的转子叶片 排，可选地，所述转子叶片具有主要布置在所述平滑区域中的外端。
[0038] 根据本发明的有利实施例，每个转子叶片包括前缘和后缘，所述平滑区域主要轴 向地配置在所述叶片的前缘和后缘之间，至少穿孔区域配置在所述叶片的前缘和/或后缘 处，可选地，所述叶片是风扇叶片，所述带的穿孔延伸通过所述耐磨层并且与所述涡轮机的 降噪装置连通。
[0039] 根据本发明的有利实施例，所述涡轮机还包括分离喷嘴，所述分离喷嘴主要由所 述环形壁支撑，和/或仅在下游固定到所述壁。
[0040] 本发_的优点
[0041] 本发明改进了耐磨材料层在所述带上的结合，尤其在所述带由金属箔形成的情况