在静态涡轮部件之间的密封件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种在涡轮的静态构件(2,3)之间的密封件(1)，密封件由至少一个中间件(6)组成，其在其相对端部处具有端部件(7,8)，端部件(7,8)布置在静态构件(2,3)的相应的槽(4,5)中，并且邻近槽(4,5)的内表面，所述中间件(6)由至少两个部件(6'，6'')组成，并且所述中间件部件(6'，6'')经由枢转部(9)可旋转地联接于彼此。枢转部(9)在横截面上是环形环，其由至少两个同轴相互配合且能够相对于彼此滑动的圆筒元件形成，其中枢转部(9)的内表面卷绕有金属织物材料(10)。本发明的优点是更高的柔性，其由于枢转而适应涡轮构件的更大的相对移动，并减少伴随老化的磨损，同时保持良好的密封性能。
【专利说明】在静态涡轮部件之间的密封件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在涡轮的静态构件之间的密封件。本发明尤其涉及一种所谓“狗骨密封件”，其由中间件组成，该中间件在两个相对侧面上具有相应的凸部，凸部布置成使得紧密地支承在静态构件中的槽中。
【背景技术】
[0002]此类密封件在例如燃气涡轮的领域中是众所周知的。密封件用于在涡轮构件的界面处相应密封在涡轮的静态构件之间，例如用于密封导叶中的冷却-空气路径，用于密封在一排导叶的单独分段之间，或者作为在涡轮的外壳部件和一排导叶之间的周向密封件，或者用于密封燃烧器和涡轮之间的构件界面。
[0003]该类型的密封件在例如US5，743，708中描述，并且特别关于图17和图18在那里显示。那里的密封件仅仅由单个部件组成，该单个部件是平的金属件，其在两个相对的侧面上具有相应的实心凸部。如在横截面中观看的，密封件具有狭长的中心件，其具有在其端部中的各个处的圆形凸部。由于其横截面形状，故其被称为“狗骨密封件”。在各种情况下，在相邻的导叶平台之间布置了第一排导叶，并且在那里用于密封冷却-空气路径，用于冷却导叶的外部平台和内部平台的目的。
[0004]实心的圆形凸部均布置在相邻的导叶平台的槽中，在此期间它们紧密地支承抵靠槽的内表面。在各种情况下，密封件在平台的边长上面延伸。密封主要是通过压力差造成的，密封沿着槽的侧表面上的线获得，其中圆形凸部触碰平的槽内部。在该情况下，必须通过两个槽中的凸部来确保密封。
[0005]该典型的常规狗骨密封件具有坚固设计，但不幸的是，对于涡轮构件的相对轴向/径向移动只有较低柔性。此外，作为附加的缺点，其具有在某些场合的过度的磨损和伴随老化的密封性能的退化(密封件本身老化而增加了泄漏)。
[0006]在US-5，868，398中公开了该狗骨密封件类型的变型。其在这里也用于相邻的导叶分段之间的密封。然而，密封件的侧面处的凸部不是实心设计，而是通过平的金属件的曲率来实现，弯曲部件设置到槽中。
[0007]该密封件也具有的缺点在于，在不充足的压力差的情况下，凸部不充分紧密地支承，并且泄漏发生。
[0008]此外，如果涡轮的一个或两个静态部件轴向或径向地转移并且槽相对于彼此转移，则不完全确保密封，这意味着密封不是足够柔性的。
[0009]从US6，431，825B1知道了在两个静态涡轮部件之间的改进的密封。该密封不依赖于压力差的水平。其设有载体件，该载体件包括平的金属件以及中间件和端部件，该端部件中的各个布置在静态涡轮部件中的槽中。第二部件也包括平的金属件，并且具有中间件和端部件，它们也布置在槽中，该第二部件附接于载体的中间件。端部件弹性地构造，确保即使在槽的相对转移的情况下，在端部件和槽的内表面之间的密封接触。
[0010]另外，用于密封在不同类型的静态涡轮构件之间的柔性密封件是已知的，例如膜密封件或织物密封件，但此类密封件不是非常坚固的。
[0011]文献EP2530251A2描述了一种用以吸收容器的不同热生长的铰接密封件。铰接密封件包括中间钢琴式铰接部分，其在于容器之间存在相对平移的情况下挠曲、弯曲和/或变平。
[0012]文献US2005/0179215A1描述了一种呈“狗骨”形式的密封装置，其由多个密封条组成，该多个密封条由片材制成并且经由至少一个连接杆或连接棒连接，在两个杆端焊接于密封条之前通过条中的孔插入该至少一个连接杆或连接棒。该连接杆使成层的密封条在两端处连结，以便形成连结区段。
【发明内容】
[0013]本发明的目的是公开一种坚固的狗骨类型的密封件，其用于尤其用于涡轮的静态构件之间的密封，其与已知技术状态的狗骨密封件相比具有相对于涡轮构件的相对移动的更高柔性，并且与发动机架构更好地配合。此外，其将减少伴随老化的磨损，并且在操作期间保持良好的密封性能。
[0014]该目的以及其它目的通过根据本发明的权利要求1的密封件来获得。
[0015]在涡轮的静态部件/构件之间的所述密封件是一种狗骨类型的密封件。密封件由至少一个中间件组成，其在其相对端部处具有端部件，其中端部件布置在静态部件/构件的相应槽中，并且邻近槽的内表面。密封件的中间件由至少两个部件组成，该至少两个部件经由枢转部可旋转地联接于彼此，而常规狗骨密封件由中间件组成，其在横截面上是狭长的平的金属件。本发明的特征在于，枢转部在横截面上是环形环，其由至少两个同轴相互配合且能够相对于彼此滑动的圆筒元件形成，并且所述枢转部的内表面卷绕有金属织物材料。
[0016]公开的带有此类适应性狗骨设计的密封件的优点在于，其由于中间件的两个单独的可旋转部件而提供了涡轮构件截面处的更高柔性，以在发动机操作期间适应构件之间的较大相对移动。另外，减少了伴随老化的磨损，并且保持了良好的密封性能。金属织物材料避免了在密封件本身和涡轮构件之间的任何泄漏。
[0017]根据第一实施例，所述端部件是实心圆形凸部。这是非常坚固的设计。
[0018]根据密封件的第二实施例，所述端部件中的至少一个具有圆形弹性钩状形状。端部件的弹性特征使后者强迫配合抵靠槽的表面，导致沿着端部件和槽之间的接触线的密封。强迫接触和密封大致不依赖压力差。
[0019]根据另一实施例，密封件的所述端部件两者具有圆形弹性钩状形状，其中钩状物沿相反方向弯曲。
[0020]作为备选方案，密封件具有第二端部件，其具有直的固定端。在附加实施例中，第二端部件具有直的滑动端，其允许即使在构件中的一个的较高移动的情况下也保持良好的密封性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]现在将借助于优选实施例并参照附图更完整地解释本发明，其中:
图1示意性地显示了从现有技术知道的典型狗骨设计的横截面； 图2显示了本发明的第一实施例的横截面；
图3显示了本发明的第二实施例的横截面；
图4显示了本发明的第三实施例的横截面；
图5显示了本发明的第四实施例的横截面，并且图6显示了本发明的第五实施例的横截面。
[0022]相同的技术特征在所有附图中利用相同的附图标记指出。
[0023]部件列表 I密封件
2，3涡轮的静态构件 4，5槽 6中间件
6’，6〃中间件部件
7, 8在中间件或中间件部件的相对端部处的端部件 9枢转部 10金属织物 a轴向方向 r径向方向。
【具体实施方式】
[0024]本发明涉及在涡轮的静态构件之间的密封件。本发明尤其涉及所谓的“狗骨密封件”，其从现有技术中知道，并且适应性设计针对其提出。
[0025]图1示意性地显示了从涡轮领域的现有技术知道的典型狗骨密封件设计的横截面。该狗骨密封件I由平的金属中间件6组成，平的金属中间件6在其两个相对的端部上具有相应的实心圆形凸部作为端部件7，8。其布置在涡轮的相邻静态构件2，3之间，例如相邻的导叶平台之间，并且在那里用于密封冷却-空气路径，用于冷却导叶的外部平台和内部平台的目的。
[0026]实心的圆形凸部7，8均布置在相邻的导叶平台的槽4，5中，在此期间它们紧密地支承抵靠槽4，5的内表面。
[0027]该典型的常规狗骨密封件具有坚固设计，但不幸的是，对于涡轮构件2，3的相对轴向/径向移动(如由图1中的箭头a，r所示)只有较低的柔性。此外，作为附加的缺点，其具有在某些场合的过度的磨损和伴随老化的密封性能的退化(密封件本身老化而增加了泄漏)。
[0028]图2显示了本发明的第一实施例的横截面。与根据图1(现有技术)的密封件相t匕，图2中的密封件I由不同的中间件6组成。根据本发明，密封件I的中间件6由至少两个部件6’，6〃组成，它们经由枢转部9连接。如附图中所指示，枢转部9是环形环。其是呈环形式的两个圆筒的类型。枢转部的内部部分卷绕有金属织物材料。
[0029]根据本发明的第一实施例，中间件6’，6〃还具有在它们的相对端部上的相应的实心凸部7，8，凸部7，8布置成使得紧密地支承在静态构件2，3中的相对的槽4，5中。这也是坚固的设计。
[0030]由于枢转，故在发动机操作期间的涡轮构件的较大相对移动可适应成使得本公开的密封件提供了涡轮构件界面处的更高柔性。例如，在燃烧器和燃气涡轮(像高压蒸汽涡轮或低压蒸汽涡轮)之间的构件界面是应用根据本发明的密封件的适合位置。此外，将减少伴随老化的磨损，并且将保持良好的密封性能。适应性密封件减少了热气体路径的泄漏，同时允许涡轮构件的相对移动，并且这将导致改进涡轮效率。
[0031]在图3中显示了本发明的第二实施例。其不同于第一实施例(参见图2)之处在于，均布置在构件2，3的槽4，5中的两个中间件6’，6〃的端部件7，8具有圆形弹性钩状形状(圆形端)，并且枢转部9的形状是不同的。钩状物(=端部件7，8)以相反的方向弯曲。枢转部9由两个环形圆筒形成了滑动和旋转装置，该两个环形圆筒由连接于相邻的构件槽的较薄柔性臂支撑。端部件7，8的弹性特征使后者强迫配合抵靠槽4，5的表面，导致沿着端部件7，8和槽4，5之间的接触线的密封。强迫接触和密封大致不依赖压力差。
[0032]图4显示了本发明的第三实施例。其不同于图3之处在于，这里的密封件I包括具有直的滑动端的中间件部件6"的第二端部件8。该技术方案在存在构件2，3中的一个的非常高的径向移动的情况下是特别有用的，因为密封性能可被容易地保持。
[0033]在附加实施例(见图6)中，中间件部件6"的第二端部件8具有直的固定端。
[0034]图5和图6显示了实施例，其中金属织物材料10卷绕在狗骨密封件的端部处(枢转部9的内部部分卷绕有金属织物材料10)，以避免在密封件I本身和涡轮构件槽4，5之间的任何泄漏。
[0035]根据本发明的密封件可用于例如燃气涡轮，用于现役燃气涡轮升级和用于未来燃气涡轮开发，而且用于蒸汽涡轮或任何其它发动机，其中期望柔性密封件。
[0036]虽然已经参照其示例性实施例详细地描述了本发明，但对本领域技术人员而言将显而易见的是，在不背离本发明的范围的情况下，可做出各种变化，并且采用等同物。
【权利要求】
1.一种在涡轮的静态构件(2，3)之间的密封件(I)，所述密封件由至少一个中间件(6)组成，其在其相对端部处具有端部件(7，8)，所述端部件(7，8)布置在所述静态构件(2，3)中的相应的槽(4，5)中，并且邻近所述槽(4，5)的内表面，所述中间件(6)由至少两个部件(6’，6’’)组成，并且所述中间件部件(6’，6’’)经由枢转部(9)可旋转地联接于彼此，其特征在于，所述枢转部(9)在横截面上是环形环，其由至少两个同轴相互配合且能够相对于彼此滑动的圆筒元件形成，并且所述枢转部(9)的内表面卷绕有金属织物材料(10)。
2.根据权利要求1所述的密封件(I)，其特征在于，所述端部件(7，8)是实心的圆形凸部。
3.根据权利要求1所述的密封件(I)，其特征在于，所述端部件(7，8)中的至少一个具有圆形弹性钩状形状。
4.根据权利要求3所述的密封件(I)，其特征在于，所述端部件(7，8)两者具有圆形弹性钩状形状，其中所述钩状物沿相反的方向弯曲。
5.根据权利要求3所述的密封件(I)，其特征在于，所述第二端部件(7，8)具有直的固定端。
6.根据权利要求3所述的密封件(I)，其特征在于，所述第二端部件具有直的滑动端。
【文档编号】F16J15/08GK104379877SQ201380031949
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年6月17日 优先权日:2012年6月18日
【发明者】H.哈努曼塔恩, C.格奧加基斯 申请人:阿尔斯通技术有限公司