專利名稱：定子內(nèi)環(huán)的耐磨密封的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于陸地、海洋或航空渦輪機(jī)械的壓縮機(jī)或渦輪的定子。本發(fā)明更特別地涉及定子的耐磨密封墊圈。
背景技術(shù)：
渦輪機(jī)械的軸流式壓縮機(jī)包括多級(jí)也稱為轉(zhuǎn)子葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，多級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片由整流器級(jí)分隔開，整流器級(jí)_在將從前ー級(jí)排出的流體送往下ー級(jí)之前對(duì)該流體的速度向量重新調(diào)整，同時(shí)減緩流體流，這引起流體流的壓カ的増大。整流器級(jí)或定子級(jí)基本由也稱為定子葉片的固定葉片組成，固定葉片將外環(huán)與內(nèi)環(huán)連接，外環(huán)和內(nèi)環(huán)兩個(gè)全都是同心的并且限定空氣流區(qū)域或氣動(dòng)射流段(veine Mrodynamique)。轉(zhuǎn)子葉片級(jí)接合至轉(zhuǎn)鼓，以及耐磨密封(abradable)存在于定子的內(nèi)環(huán)上以保證位于定子和轉(zhuǎn)鼓之間的空腔的密封性。耐磨密封被放置在內(nèi)環(huán)下，對(duì)著存在于轉(zhuǎn)鼓或轉(zhuǎn)子上的密封元件(Mchette)。圖1示出渦輪機(jī)械的局部剖面圖并允許觀察到轉(zhuǎn)子葉片1、定子葉片2、相應(yīng)地定子的內(nèi)環(huán)3和外環(huán)4、轉(zhuǎn)鼓5、轉(zhuǎn)子的密封元件6以及內(nèi)環(huán)的耐磨密封7。密封元件/耐磨密封系統(tǒng)形成曲徑密封并且因此旨在提高壓縮機(jī)的效率，曲徑密封用于限制由各定子級(jí)的相應(yīng)的上游部分和下游部分之間的壓力差引起的定子下面的再循環(huán)流量。當(dāng)前，存在于定子基腳下的耐磨密封具有軸對(duì)稱的、有時(shí)呈層級(jí)狀的形狀，如圖2 所示，并且耐磨密封允許通過使障礙(軸向梯臺(tái)8)阻擋逃逸流的(沿渦輪機(jī)械的軸線的) 軸向分量而得到壓カ損失。但是，由于轉(zhuǎn)子葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)，所述流還具有大的周向分量，目前的耐磨密封的形狀沒有對(duì)該周向分量提供障礙。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的本發(fā)明的目的是提出新的一系列耐磨密封，其具有非軸對(duì)稱的形狀，使得可產(chǎn)生更大的壓カ損失并因此保證更好的密封性。本發(fā)明的概述本發(fā)明涉及渦輪機(jī)械的定子的密封墊圈，所述密封墊圈包括與所述渦輪機(jī)械的轉(zhuǎn)子部分相対的第一耐磨表面和與所述定子的內(nèi)環(huán)接觸的第二表面，所述密封墊圈包括多個(gè)構(gòu)成單元，每個(gè)構(gòu)成単元在其第一耐磨表面上包括一周向梯臺(tái)，所述周向梯臺(tái)在所述內(nèi)環(huán)的周向方向上形成障礙。根據(jù)本發(fā)明的ー些特殊實(shí)施方式，密封墊圈包括下述特征的至少ー個(gè)或合適組合-每個(gè)構(gòu)成單元另外在其第一耐磨表面上包括ー軸向梯臺(tái)，所述軸向梯臺(tái)在所述渦輪機(jī)械的軸向方向上形成障礙；
-所述構(gòu)成単元的周向梯臺(tái)和軸向梯臺(tái)確定型廓的廓線，所述型廓能具有多種不同的形狀；-所述構(gòu)成単元具有沿所述內(nèi)環(huán)的周向方向變化的型廓和/或尺寸；-不同構(gòu)成單元的型廓沿所述渦輪機(jī)械的軸向方向錯(cuò)開；-所述構(gòu)成単元具有沿所述內(nèi)環(huán)的周界周期性重復(fù)的相同型廓，從而形成重復(fù)單元；-每個(gè)重復(fù)單元在所述內(nèi)環(huán)的周向方向上覆蓋對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子葉片的四至十個(gè)間距的一角扇形區(qū)，所述轉(zhuǎn)子葉片由所述轉(zhuǎn)子部分驅(qū)動(dòng)；-與所述第一耐磨表面相対的所述轉(zhuǎn)子部分包括與轉(zhuǎn)鼓相連在一起的密封元件；-墊圈是由硅樹脂或環(huán)氧樹脂制成的。本發(fā)明還涉及渦輪機(jī)械的定子，其包括至少一如上所述的密封墊圈。


圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的渦輪機(jī)械的軸向局部剖面圖。圖2示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的耐磨密封的一部分。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的ー耐磨密封的八個(gè)構(gòu)成単元。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的耐磨密封的道帶(piste)的構(gòu)成單元的型廓可具有的多種形狀。圖例(1)轉(zhuǎn)子葉片(2)定子葉片(3)內(nèi)環(huán)(4)外環(huán)(5)轉(zhuǎn)鼓(6)密封元件(7)耐磨密封或密封墊圈(8)耐磨密封道帶的軸向梯臺(tái)(9)耐磨密封道帶的周向梯臺(tái)(10)耐磨密封的構(gòu)成單元
具體實(shí)施例方式如已提及的，由密封元件/耐磨密封系統(tǒng)產(chǎn)生的曲徑密封的有效性由穿過該密封元件/耐磨密封系統(tǒng)引起的壓カ損失決定。用來提高壓力損失的機(jī)制之一是在耐磨密封中形成梯臺(tái)，梯臺(tái)迫使壓カ損失生成渦流的產(chǎn)生。本發(fā)明基于這樣的事實(shí)空腔中的流不是嚴(yán)格地呈軸向的，而是具有源自射流段中的主流的強(qiáng)回轉(zhuǎn)分量。因此，根據(jù)本發(fā)明，耐磨密封7、更精確地所述耐磨密封的道帯，也就是面對(duì)密封元件的表面，還包括周向方向上(也就是沿內(nèi)環(huán)的周向方向)的梯臺(tái)，以進(jìn)ー步提高壓カ損失。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的耐磨密封7的一部分，該部分包括在耐磨密封道帶上的八個(gè)軸向梯臺(tái)8和八個(gè)周向梯臺(tái)9。耐磨密封7整體上是由多個(gè)構(gòu)成単元10構(gòu)成的，每個(gè)構(gòu)成單元包括一軸向梯臺(tái)8和一周向梯臺(tái)9。在圖3的實(shí)例中，耐磨密封7的八個(gè)構(gòu)成單元10被如此示出。該構(gòu)成單元10的周向梯臺(tái)9和軸向梯臺(tái)8確定一型廓(profil)的廓線，型廓可以具有多種形狀。作為對(duì)本發(fā)明的非限制性的示意性表示，圖4示出耐磨密封道帶的構(gòu)成單元的六個(gè)不同型廓。根據(jù)本發(fā)明，任何耐磨密封均包括周向梯臺(tái)，周向梯臺(tái)使得可產(chǎn)生合適的壓力損失。構(gòu)成耐磨密封的單元可在它們的耐磨密封道帶上具有相同型廓或不同型廓，正如同這些單元可在周向方向上有相同尺寸或者具有不同尺寸。在圖3上，單元10的型廓是一樣的或相似的并且沿周向方向?qū)R。根據(jù)本發(fā)明，所述型廓還可沿渦輪機(jī)械的軸向方向相對(duì)于彼此錯(cuò)開。優(yōu)選地，鑒于環(huán)的循環(huán)特征，構(gòu)成單元具有周期性重復(fù)性，因此稱為重復(fù)單元。還是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選地，重復(fù)單元覆蓋對(duì)應(yīng)活動(dòng)葉片的四至十個(gè)間距的一角扇形區(qū)，活動(dòng)葉片由轉(zhuǎn)鼓驅(qū)動(dòng)。構(gòu)成單元的型廓通常不能由車削實(shí)現(xiàn)，如當(dāng)前就是這樣的情況。相反，所述型廓可通過具有精密或準(zhǔn)精密尺寸的模制(moulage acote (s) f inie (s) ou quasiment finie(s)) 容易得到，尤其是在環(huán)的扇形區(qū)上。優(yōu)選地，耐磨密封是由硅樹脂或環(huán)氧樹脂制成的。 本發(fā)明還可擴(kuò)展到耐磨密封墊圈，耐磨密封墊圈的每個(gè)構(gòu)成單元未帶有一軸向梯臺(tái)，因而僅包括一周向梯臺(tái)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)逃逸流的周向分量通常明顯比軸向分量更大，由根據(jù)本發(fā)明的周向梯臺(tái)形成的阻礙相對(duì)于傳統(tǒng)形狀允許更大的壓力損失并因此允許增大的有效性。
權(quán)利要求
1.渦輪機(jī)械的定子的密封墊圈(7)，所述密封墊圈(7)包括與所述渦輪機(jī)械的轉(zhuǎn)子部分相對(duì)的第一耐磨表面和與所述定子的內(nèi)環(huán)C3)接觸的第二表面，所述密封墊圈(7)包括多個(gè)構(gòu)成單元(10)，每個(gè)構(gòu)成單元(10)在其第一耐磨表面上包括一周向梯臺(tái)(9)，所述周向梯臺(tái)在所述內(nèi)環(huán)⑶的周向方向上形成障礙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封墊圈(7)，其特征在于，每個(gè)構(gòu)成單元(10)另外在其第一耐磨表面上包括一軸向梯臺(tái)(8)，所述軸向梯臺(tái)在所述渦輪機(jī)械的軸向方向上形成障礙。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的密封墊圈(7)，其特征在于，所述構(gòu)成單元(10)的周向梯臺(tái) (9)和軸向梯臺(tái)(8)確定型廓的廓線，所述型廓能具有多種不同的形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的密封墊圈(7)，其特征在于，所述構(gòu)成單元(10)具有沿所述內(nèi)環(huán)⑶的周向方向變化的型廓和/或尺寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的密封墊圈(7)，其特征在于，不同構(gòu)成單元(10)的型廓沿所述渦輪機(jī)械的軸向方向錯(cuò)開。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的密封墊圈(7)，其特征在于，所述構(gòu)成單元(10)具有沿所述內(nèi)環(huán)(3)的周界周期性重復(fù)的相同型廓，從而形成重復(fù)單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的密封墊圈(7)，其特征在于，每個(gè)重復(fù)單元在所述內(nèi)環(huán)(3)的周向方向上覆蓋對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子葉片(1)的四至十個(gè)間距的一角扇形區(qū)，所述轉(zhuǎn)子葉片由所述轉(zhuǎn)子部分驅(qū)動(dòng)。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的密封墊圈(7)，其特征在于，與所述第一耐磨表面相對(duì)的所述轉(zhuǎn)子部分包括與轉(zhuǎn)鼓( 相連在一起的密封元件(6)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的密封墊圈(7)，其特征在于，所述密封墊圈(7)是由硅樹脂或環(huán)氧樹脂制成的。
10.渦輪機(jī)械的定子，其包括至少一根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的密封墊圈(7)。
全文摘要
本發(fā)明涉及渦輪機(jī)械的定子的密封墊圈(7)，所述密封墊圈(7)包括相對(duì)著所述渦輪機(jī)械的轉(zhuǎn)子部分的第一耐磨表面和與所述定子的內(nèi)環(huán)(3)接觸的第二表面，所述密封墊圈(7)包括多個(gè)構(gòu)成單元(10)，每個(gè)構(gòu)成單元(10)在其第一耐磨表面上包括一周向梯臺(tái)(9)，所述周向梯臺(tái)在所述內(nèi)環(huán)(3)的周向方向上形成障礙。
文檔編號(hào)F01D9/02GK102536882SQ20111038394
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者S·耶爾諾 申請(qǐng)人:高科技空間航空股份有限公司