CN101096915A - 有助于在涡轮机中进行密封的方法和设备 - Google Patents

有助于在涡轮机中进行密封的方法和设备 Download PDF

Info

Publication number
CN101096915A
CN101096915A CNA2007101262798A CN200710126279A CN101096915A CN 101096915 A CN101096915 A CN 101096915A CN A2007101262798 A CNA2007101262798 A CN A2007101262798A CN 200710126279 A CN200710126279 A CN 200710126279A CN 101096915 A CN101096915 A CN 101096915A
Authority
CN
China
Prior art keywords
seal ring
bias mechanism
black box
cavity
breach
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2007101262798A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101096915B (zh
Inventor
K·N·劳雷尔
K·J·巴布
B·A·库图尔
J·P·莫茨海姆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN101096915A publication Critical patent/CN101096915A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101096915B publication Critical patent/CN101096915B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/02Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
    • F01D11/025Seal clearance control; Floating assembly; Adaptation means to differential thermal dilatations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/12Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/28Arrangement of seals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/30Application in turbines
    • F05D2220/31Application in turbines in steam turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/10Two-dimensional
    • F05D2250/18Two-dimensional patterned
    • F05D2250/182Two-dimensional patterned crenellated, notched

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)

Abstract

提供一种用于涡轮发动机(10)的密封组件(100)。密封组件包括密封环(102),密封环包括弧形内环部分(114)、弧形外环部分(120)以及在其中延伸的缩颈部分(128)。该组件包括形成在密封环外环部分和密封环缩颈部分中的至少一个部分内的至少一个凹口。偏压机构(208)在密封环上回转地延伸并保持在至少一个凹口内。

Description

有助于在涡轮机中进行密封的方法和设备
技术领域
本发明总体涉及涡轮机,并且更特别是涉及用于涡轮机的密封环组件。
背景技术
用于涡轮机的至少某些公知的密封环组件通过连接其上的弹簧偏压打开。更特别是,弹簧贴靠密封环产生径向向外的偏压力,增加了密封环的直径。在涡轮机内的压力增加时,由弹簧产生的偏压力必须被克服,以便减小密封环的直径,从而有助于防止蒸气在涡轮机内流过密封组件。因此,在这种密封组件内,密封环径向向内运行通常被延迟直到获得涡轮机的预定操作状态为止。
至少某些公知的密封组件弹簧可在涡轮机的最后组装过程中现场安装。特别是,使用不提供可靠保持的可重新倒圆的销钉,可以将弹簧贴靠密封环临时定位,并且只在密封环安装在封装组件之后保持弹簧。因此,弹簧会在密封环安装之后掉落或变形。此外,密封环不能在预先安装有弹簧的状态下运输。因此,这种密封环/弹簧组件会增加安装时间,降低质量并且增加与密封组件的安装相关的总体成本。
发明内容
在一个方面,提供一种组装用于涡轮发动机的密封组件的方法,其中该方法包括提供具有弧形内环部分、弧形外环部分以及在两者之间延伸的缩颈部分的密封环,并且在外环部分和缩颈部分中的至少一个部分内形成至少一个凹口。该方法还包括在密封环上延伸的偏压机构,使得偏压机构可靠地保持在至少一个凹口内。
在另一方面,提供一种用于涡轮发动机的密封组件,其中密封组件包括具有弧形内环部分、弧形外环部分以及在两者之间延伸的缩颈部分的密封环。密封环组件还包括形成在密封环外环部分和密封环缩颈部分中的至少一个部分内的至少一个凹口以及在密封环上回旋状延伸并保持在至少一个凹口内的偏压机构。
在另一方面,提供一种涡轮发动机,其中涡轮发动机包括密封组件,密封组件构造成减小涡轮发动机内的蒸气泄漏。密封组件包括具有弧形内环部分、弧形外环部分以及在两者之间延伸的缩颈部分的密封环。密封环组件还包括形成在密封环外环部分和密封环缩颈部分中的至少一个部分内的至少一个凹口以及在密封环上回旋状延伸并保持在至少一个凹口内的偏压机构。
附图说明
图1是示例性对流高压(HP)/中压蒸气涡轮机的示意图;
图2是可用于图1的蒸气涡轮机的涡轮机喷嘴隔膜和封装壳体的放大示意图;
图3是可用于图1蒸气涡轮机的迷宫密封组件的示例性实施例;
图4是可用于图3的迷宫密封组件的密封环的示例性实施例;
图5是图4所示的密封环的可选择实施例;
图6是图4所示的密封环的另一实施例;
图7是可用于图3的迷宫密封组件的偏压机构的视图;
图8是图7所示偏压机构的视图并连接在图6所示的密封环内;
图9是图7所示偏压机构的视图并连接在图4所示的密封环的可选择实施例内;
图10是图7所示偏压机构的视图并包括指示接触点的标记;
图11是图4所示的密封环的另一实施例并包括保持销;
图12是图4所示的密封环的另一实施例的前视图;
图13是图12所示的密封环的侧视图;
图14是图4所示的密封环的又一实施例的前视图;
图15是图14所示的密封环的侧视图;
图16是图4所示的密封环的另一实施例;以及
图17是可用于图16所示密封环的偏压机构的视图。
部件列表
蒸气涡轮机10、HP区段12、下半区段13、IP区段14、半区段15、外壳或壳体16、中央区段18、高压蒸汽入口20、中压蒸汽入口22、轴颈轴承26、轴颈轴承28、蒸汽密封单元30、密封单元32、第一HP区段喷嘴46、第一IP区段喷嘴48、转子轴60、喷嘴隔膜70、壳体72、迷宫密封组件100、密封环102、齿104、转子轴周向突出部105、高压区域106、外转子表面107、低压区域108、内转子表面109、间隙区域110、壳体凹槽112、内环部分114、内表面116、径向表面118、外环部分120、内周表面122、壳体凹槽肩部124、外表面126、缩颈部分128、外表面130、外表面131、压力表面132、高压环形空间134、低压环形空间136、开口140、高压区域144、凹槽高压区域144、凹槽径向外表面146、凹槽径向外表面150、压力侧肩部区域152、环形开口154、密封环200、外环部分202、内环部分204、密封环缩颈部分206、偏压机构208、空腔210、顶壁212、侧壁214、第一端216、第一侧壁218、第二端220、第二侧壁222、向外部分230、向内部分232、缺口240、第一缺口242、第二缺口244、突出部250、线性部分260、位置270、销280、后表面282、空腔290、顶壁292、前壁294、后壁296、两个相对侧壁298、缺口300、螺纹开口310、螺钉314、弯曲突出部316、第一弯曲突出部318、第二弯曲突出部320、第一构件322、第二构件324、开口330、带细槽开口332、突出部334、接合构件336、保持部分338。
具体实施方式
图1是包括高压(HP)区段12和中压(IP)区段14的示例性对流蒸气涡轮机10的示意图。外壳或壳体16轴向分别分成上半区段和下半区段13和15,并且横跨两个HP区段12和IP区段14。壳体16的中央区段18包括高压蒸气入口20和中压蒸气入口22。在壳体16中,HP区段12和IP区段14布置在通过轴颈轴承26和28横跨支承的单个轴承内。蒸气密封单元30和32分别位于每个轴颈轴承26和28的内部。
环形区段分割件42从中央区段18朝着在HP区段12和IP区段14之间延伸的转子轴60径向向内延伸。更特别是,分割件42围绕转子轴60的一部分在第一HP区段喷嘴46和第一IP区段喷嘴48之间周向延伸。
在操作过程中,高压蒸气入口20从例如动力沸腾器(未示出)的蒸气源接收高压/高温蒸气。蒸气通过HP区段12,其中从蒸气中提取功,以便转动转子轴60。蒸气离开HP区段12并返回沸腾器,蒸气在其中重新加热。重新加热的蒸气接着到达中间蒸气入口22,并且在小于进入HP区段12的蒸气的压力下、但是在大致等于进入HP区段12的蒸气温度的温度下返回到IP区段14。因此,HP区段12内的操作压力高于IP区段14内的操作压力,使得HP区段12内的蒸气趋于经由HP区段12和IP区段14之间形成的泄漏路径朝着IP区段14流动。
图2是用于涡轮机10的示例性涡轮机喷嘴隔膜70和封装壳体72的放大示意图。在示例性实施例中,喷嘴隔膜70是用于高压涡轮机12的第一级隔膜。此外,在示例性实施例中,封装壳体72包括多个迷宫密封组件100,有助于减小从HP区段12到IP区段14沿着转子轴16的泄漏。迷宫密封组件100包括纵向隔开的成排的齿104,齿附接在密封环102上,有助于密封例如涡轮机10的蒸气涡轮机中所形成的操作压力差。
在操作中,HP区段12中处于较高压力下的蒸气趋于经过第一级喷嘴隔膜70和封装壳体72之间的蒸气路径泄漏到IP区段14,即处于较低操作压力下的区域。例如在一个实施例中,高压蒸气在大约1800磅/平方英寸的绝对压力(psia)下进HP区段12,并且重新加热的蒸气在大约300-400psia之间的压力下进入IP区段14。因此,在封装壳体72上的相对大的压力降会造成蒸气围绕封装壳体72沿着转子轴60泄漏,造成蒸气涡轮机效率降低。
图3是可用于涡轮机10的迷宫密封组件100的示例性实施例。在图3中,只表示转子轴60的一部分和壳体72的一部分。另外,虽然只表示单个密封环102,多个这样的环可串联配置,如图2所示。在可选择实施例中,迷宫密封组件100可有助于涡轮机10的其它区域的密封。
密封环102包括与从转子轴60向外延伸的多个转子轴周向突出壁105相对定位的多个齿104。在示例性实施例中,每个周向突出壁105包括定位在多个径向内部转子表面109之间的径向外部转子表面107。如上所述,正性力可迫使流体在通过齿104和转子轴109之间限定的间隙区域110形成的多个限制部之间流动。更特别是,间隙区域110、齿104的数量和相对尖锐度、转子轴周向突出壁105的数量以及包括压力和密度的操作状态的组合是确定泄漏流动量的因素。作为选择,其它几何配置还可用来提供多个或单个泄漏限制部。例如,在可选择实施例中,转子部分60不包括齿105或表面109,而是大致平面的。在另一实施例中,密封环102不包括经由转子齿的蜿蜒路径。另外,在又一实施例中,密封环102可包括刷式密封件或任何其它的密封机构。
每个密封环10保持在壳体72内限定的壳体凹槽112内。在一个实施例中,每个密封环102包括可以定位在壳体凹槽112内以有助于壳体72的组装或拆卸的多个密封环部段(图3未示出)。在示例性实施例中,弹簧(图3未示出)的系统产生趋于增大密封环102直径的力,并且弹簧(图3未示出)的第二系统可用来抵消密封环102的重量产生的力。
每个环102包括具有从径向内表面116延伸的齿104的内环部分114和有助于通过接触壳体72的径向表面118来控制间隙区域110的径向外表面130。每个密封环102还包括定位在壳体凹槽112内的外环部分120。外环部分120包括内周表面122和相对径向外表面131。内周表面122接触壳体凹槽肩部124的外表面126,使得密封环102的径向向内运动受到限制。密封环102还包括在密封环内环部分114和密封环外环部分120之间延伸的缩颈部分128。壳体凹槽肩部124与密封环缩颈部分128相互作用,以便轴向定位每个密封环102。密封环缩颈部分128包括接触壳体凹槽肩部124的接触压力表面132。
经过迷宫密封组件100的一个蒸气流动路经由间隙区域110并在齿104和转子轴表面107和109之间从高压区域106到低压区域108限定。在密封环102径向向外延伸时,间隙区域110的总体尺寸增加,并且流过间隙区域110的蒸气增加。相反,在密封环102径向向内运动时,间隙区域110减小,并且流过间隙区域110的蒸气减小。
第二蒸气流动路径经由壳体凹槽112从高压环形空间134到低压环形空间136限定。高压下的蒸气可从环形空间134经由壳体凹槽肩部124和密封环缩颈部分128之间限定的环形开口140流动。在进入通过壳体72和密封环外环部分120限定的壳体凹槽高压区域144之前,蒸气经由开口140引导到限定在壳体凹槽肩部外表面126和密封环外环部分环周向表面122之间的高压区域142。蒸气离开壳体凹槽高压部分144并且进入限定在壳体凹槽径向外表面146和密封环外部分径向外表面131之间的壳体凹槽径向外部分148。蒸气可接着流到通过壳体72和密封环外环部分120限定的第一部分150,并且到壳体凹槽肩部外表面126和密封环外环部分内周表面122之间限定的低压侧肩部区域152。蒸气经由壳体凹槽肩部124和密封环缩颈部分128之间限定的环形开口154离开低压侧肩部区域152,其中蒸气排入环形空间136。
在密封环外表面130或其任何部分接触壳体径向表面118时,密封环102的径向向外运动受到限制。此位置指的是完全缩回位置。在密封环表面122接触壳体凹槽肩部表面126时,径向向内运动受到限制。此位置指的是完全插入位置。足够的空间设置用来适应转子轴60和壳体72的所预料的瞬时不对准,而不对齿104造成损坏。
在低负载或没有负载的操作状态下,密封环102的重量、壳体72的限制极限、摩擦力和多个偏压弹簧系统(图3未示出)的力作用在密封环102上。总的效果是密封环102偏压到通过密封环102的径向向外运动极限限制的直径。
涡轮机10上的内压力大致与负载成正比。在负载和蒸气质量流分别增加时,局部压力大致以线性方式增加。此关系可用来确定密封环102在预定涡轮机操作状态下的所需位置。例如,在流到涡轮机10上的蒸气增加时,环形空间134和壳体凹槽112内的蒸气压力同样增加。增加的蒸气压力将径向向内力施加在大致通过密封环外表面130和131承载的密封环102上。
高压区域106内的增加的蒸气压力产生经由壳体凹槽112流过环形空间134、环形开口140、肩部区域142、壳体凹槽高压区域144、壳体凹槽径向外部区域148、壳体凹槽低压部分150、肩部区域152以及环形开口154进入环形区域136的增加的蒸气。高压区域106内的蒸气的蒸气压力还在如上所述经由壳体凹槽112从环形空间134到环形空间136限定的路径内产生增加的压力。该路径的每个随后区域内的压力小于它们前面的区域的压力。例如,壳体凹槽低压区域150内的蒸气压力小于壳体凹槽高压部分144的蒸气压力。此压力差在密封环内环部分114、密封环缩颈部分128和密封环外环部分120上产生增加的压力。这些表面上的增加的力造成密封环102朝着低压区域108轴向运动,直到密封环缩颈接触压力表面132接触壳体凹槽肩部124为止。在完全插入时,大致通过密封环102来防止经由壳体凹槽112从高压环形空间134流到低压环形空间136的蒸气。
所述的状态造成蒸气压力如上所述在表面130和131上产生径向向内的力。增加的蒸气压力还在密封环102上产生增加的径向向内的力,以便克服所述的摩擦力和多个偏压弹簧子系统(未示出)的力。
密封环102和凹槽112的尺寸选择成对于负载下的稳定状态的操作来说有助于优化齿104和转子轴60表面之间限定的间隙110。
图4是可用于迷宫密封组件100的密封环200的示例性实施例。密封环200包括外环部分202、内环部分204和在两者之间延伸的缩颈部分206。密封环200还包括保持在空腔210内的偏压机构208。在示例性实施例中,偏压机构208是弹簧。特别是,空腔210形成在外环部分202内,并且包括弧形顶壁212和一对相对侧壁214。可选择的是,空腔210可形成在密封环缩颈部分206内。偏压机构208在侧壁214之间延伸。特别是,偏压机构208的第一端216接触第一侧壁218,并且偏压机构208的第二端220接触第二侧壁222。在示例性实施例中,通过偏压机构端部216和220和侧壁214之间产生的摩擦配合,偏压机构208可靠地保持在空腔210内。在可选择实施例,偏压机构208可以通过点焊、螺钉、销和/或胶中的任一形式(但不局限于此)保持在空腔210内。
图5是密封环200的可选择实施例,其中空腔210的侧壁214倾斜。特别是每个侧壁218和222从顶壁212径向向内延伸,使得侧壁218和222相对倾斜。因此,空腔210的径向向外部分230具有比空腔210的径向向内部分232的弧形长度L2更长的弧形长度L1。偏压机构208通过侧壁218和222可靠地保持在径向向外部分230内。特别是,每个侧壁218和222提供用于偏压机构208的干涉配合,从而防止偏压机构208朝着径向向内部分232径向向内运动。在示例性实施例中,偏压机构208通过偏压机构端部216和220与侧壁214之间形成的摩擦配合可靠地保持在空腔210内。在可选择实施例中,偏压机构208可以通过点焊、螺钉、销和/或胶中的任一形式(但不局限于此)保持在空腔210内。
图6是密封环200的另一实施例,其中空腔210包括一对缺口240。特别是,每个缺口240在空腔径向外部230内形成在侧壁214之一内。更特别是,第一缺口242形成在第一侧壁218内,并且第二缺口244形成在第二侧壁222内。缺口240各自形成尺寸,以便保持偏压机构208的一端。特别是,第一缺口242保持偏压机构的第一端部216,并且第二缺口244保持偏压机构的第二端部220。在示例性实施例中,偏压机构208通过偏压机构端部216和220与缺口242和244之间产生的摩擦配合可靠地保持在空腔210内。在可选择实施例中,偏压机构208可通过点焊、螺钉、销和/或胶中的任一形式(但不局限于此)保持在缺口242和244内。
图7是包括从每个偏压机构端部216和220轴向延伸的突出部250的偏压机构208的视图,并且图8是具有突出部250并连接在图6所示的密封环200内的偏压机构208的视图。突出部250用来为偏压机构208提供另外的长度,并且提供缺口242和244的可靠接合。偏压机构208通过突出部250和缺口242和244之间产生的摩擦配合可靠地保持在空腔210内。作为选择,突出部250可通过点焊、螺钉、销和/或胶中的任一形式(但不局限于此)保持在缺口242和244内。
图9是具有突出部250并连接在密封环200的可选择实施例内的偏压机构208的视图。特别是,空腔210的弧形顶壁212包括从每个缺口242和244延伸的线性部分260。每个线性部分260构造成接合偏压紧固208,使得偏压机构208内的弯曲力在偏压机构208的整个长度上分布,而不是在突出部250处隔离。图10是线性部分260接触偏压机构208的位置270的视图。如上所述,偏压机构208通过突出部250和缺口242和244之间产生的摩擦配合可靠地保持在空腔210内。作为选择,突出部250可通过点焊、螺钉、销和/或胶中的任一形式(但不局限于此)保持在缺口242和244内。
图11是包括用来将偏压机构208保持在空腔210内的销280的密封环200的视图。在所示实施例中,偏压机构208包括与缺口240接合的突出部250。销280插入穿过外环部分206,使得销280横过缺口240,以有助于将偏压机构208保持在空腔210内。特别是,销280横过缺口240,使得突出部250保持在销280和空腔210的后表面282上。
所述实施例包括保持一个突出部250的一个销280。在此实施例中,第二突出部250通过摩擦、点焊或胶中的一种形式保持在缺口240内。作为选择,两个销280插入穿过外环部分202,使得突出部250保持在销280和空腔后表面282之间。在又一可选择实施例中,突出部250包括穿过其中的开口,并且在销280横过缺口240时,至少一个销280插入穿过至少一个突出部250的开口。另外,在另一实施例中,偏压机构208可不包括突出部250。因此,在销280横过缺口240时,至少一个销280插入穿过偏压机构208的至少一个端部。此外,销280可以是螺钉。
图12是具有整个形成在外环部分202内的空腔290的密封环200的可选择实施例的前视图;并且图13是图21所示的密封环200的侧视图。在此实施例中,空腔290形成在外环部分202内,使得空腔290包括弧形顶壁292、前壁294、后壁296以及两个相对侧壁298。侧壁298各自包括形成其中的缺口300。缺口300构造成保持偏压机构208的端部216和220,使得偏压机构208横过空腔290延伸。偏压机构208通过偏压机构端部216和220与缺口300、前壁294和后壁296之间的摩擦配合可靠地保持在空腔290内。作为选择,偏压机构208通过点焊、螺钉、销和/或胶中的任一形式(但不局限于此)可靠地保持在空腔290内。另外,偏压机构208可包括突出部250。此外,空腔290的侧壁298可成形为类似于图4或5所示的侧壁214。
图14是密封环200的又一实施例的前视图;并且图15是图14所示的密封环200的侧视图。在此实施例中,密封环200不包括形成在外环部分206内的空腔。而是,此实施例包括形成在密封环200的缩颈部分206内的一对螺纹开口310。每个螺纹开口310构造成在其中保持螺钉314。偏压机构208包括从中延伸的一对弯曲突出部316。特别是,第一弯曲突出部318从偏压机构第一端部216延伸,并且第二弯曲突出部320从偏压机构第二端部220延伸。每个弯曲突出部316包括连接在偏压机构208上的第一构件322以及从第一构件322延伸的第二构件324。第二构件324包括延伸穿过其中的开口。
偏压机构208贴靠缩颈部分206定位,使其从外环部分202径向向内。每个弯曲突出部316的第二构件324与螺纹开口310对准,使得螺钉314接收穿过第二构件324内的开口,并且延伸穿过螺纹开口310。因此,偏压机构208横过缩颈部分206延伸,并且通过螺钉314可靠保持。
图16是密封环200的另一实施例;并且图17是适用于图16的密封环200的偏压机构208的视图。密封环200包括开口330和形成在密封环缩颈部分206内的带细槽开口332。偏压机构208包括从中径向延伸的一对突出部334。特别是,偏压机构208的每个端部216和220包括突出部334。突出部334之一包括构造成接合开细槽开口332的接合构件336。缺少接合构件336的突出部334定位在开口330内,并且具有接合构件336的突出部334插入带细槽开口332内,使得接合构件336滑动到带细槽开口332的保持部分338内。因此,偏压机构208可靠地保持在开口330和带细槽开口332内。
密封环200的操作大致类似于图3所述的密封环102的操作。两个操作的一个不同之处在于通过偏压机构208在密封环200产生向外的偏压力。另外的向外偏压力有助于将密封环200偏压到较大直径。在涡轮机负载和蒸气压力增加时,通过偏压机构208产生的径向向外力必须在密封环径向向内移动之外克服。因此,密封环200的径向向内运动延迟,直到获得涡轮机10的预定操作状态为止。
所述的密封环的每个实施例有助于在从包装销售者运输到最终组装的过程中将偏压机构可靠地保持在密封环内。另外,以上描述的方法和设备防止偏压机构在组装过程中运动。特别是,以上描述的方法和设备防止偏压机构在运输或组装过程中从密封环掉落或者在密封环插入密封组件时变形。因此,该方法和设备允许更快的安装时间,并且减小与密封组件制造相关的成本。此外,所述方法和设备可以有多个空腔和偏压机构,并且因此可以在密封环上更加均匀地分布力。
如这里使用那样,以单数形式描述并且前面具有冠词“一个”或“一”的元件或步骤应该理解为不排除多个所述的元件或步骤,除非明确这种排除的情况。另外,本发明的“一个实施例”不打算解释为排除同样结合有所述特征的另外实施例的存在。
虽然这里描述的设备和方法针对用于密封组件的密封环来描述,应该理解到该设备和方法不局限于密封环或密封组件。同样,所示的密封环部件不局限于这里描述的特定实施例,而是密封环的部件可单独或与这里描述的其它部件分开使用。
虽然针对多种特定实施例描述了本发明,本领域普通技术人员将理解到本发明可通过权利要求的范围和精神内的变型来实施。

Claims (10)

1.一种用于涡轮发动机(10)的密封组件(100),所述密封组件包括:
密封环(102),包括弧形内环部分(114)、弧形外环部分(120)以及在其中延伸的缩颈部分(128);
至少一个凹口,形成在所述密封环外环部分和所述密封环缩颈部分中的至少一个部分内;以及
偏压机构(208),在所述密封环上回转地延伸,所述偏压机构保持在所述至少一个凹口内。
2.如权利要求1所述的密封组件(100),其特征在于,所述凹口包括具有两个侧壁(214)的空腔(210),所述偏压机构(208)在所述两个侧壁之间延伸。
3.如权利要求2所述的密封组件(100),其特征在于,所述偏压机构(208)通过销(280)、螺钉(314)和点焊中的至少一种形式保持在所述空腔(210)内。
4.如权利要求2所述的密封组件(100),其特征在于,所述空腔(210)还包括形成在所述两个侧壁(214)的每个侧壁内的缺口(240),每个所述缺口设置尺寸以便接收所述偏压机构(208)的一个端部(216、220),使得所述偏压机构在所述缺口之间悬置。
5.如权利要求4所述的密封组件(100),其特征在于,所述偏压机构(208)包括从每个端部(216、220)延伸的突出部(250),每个所述缺口设置尺寸以便接收所述突出部之一。
6.如权利要求1所述的密封组件(100),其特征在于,所述至少一个凹口包括设置尺寸以便在其中接收所述偏压机构(208)的端部的第一开口和第二开口。
7.如权利要求1所述的密封组件(100),其特征在于,所述至少一个凹口包括各自设置尺寸以便在其中接收螺纹紧固件从而将偏压机构(208)固定其中的一对螺纹开口。
8.一种涡轮发动机(10),包括:
密封组件(100),构造成减小涡轮发动机内的蒸气泄漏,所述密封组件包括:
密封环(102),包括弧形内环部分(114)、弧形外环部分(120)以及在其中延伸的缩颈部分(128);
至少一个凹口,形成在所述密封环外环部分和所述密封环缩颈部分中的至少一个部分内;以及
偏压机构(208),在所述密封环上回转地延伸,所述偏压机构保持在所述至少一个凹口内。
9.如权利要求8所述的涡轮发动机(10),其特征在于,所述凹口包括具有两个侧壁(214)的空腔(210),所述偏压机构(208)在所述两个侧壁之间延伸。
10.如权利要求9所述的涡轮发动机(10),其特征在于,所述偏压机构(208)通过销(280)、螺钉(314)和点焊中的至少一种形式保持在所述空腔(210)内。
CN2007101262798A 2006-06-30 2007-06-29 有助于在涡轮机中进行密封的方法和设备 Expired - Fee Related CN101096915B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/427,866 US7540708B2 (en) 2006-06-30 2006-06-30 Methods and apparatus to facilitate sealing in a turbine
US11/427866 2006-06-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101096915A true CN101096915A (zh) 2008-01-02
CN101096915B CN101096915B (zh) 2012-04-04

Family

ID=38777205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007101262798A Expired - Fee Related CN101096915B (zh) 2006-06-30 2007-06-29 有助于在涡轮机中进行密封的方法和设备

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7540708B2 (zh)
JP (1) JP5112759B2 (zh)
KR (1) KR20080003266A (zh)
CN (1) CN101096915B (zh)
DE (1) DE102007030135A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101866743A (zh) * 2010-05-31 2010-10-20 佛山市中研非晶科技股份有限公司 一种非晶c型磁芯的拼接方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8083236B2 (en) * 2009-09-22 2011-12-27 Hamilton Sundstrand Corporation Staggered seal assembly
EP2339122A1 (en) * 2009-12-23 2011-06-29 Siemens Aktiengesellschaft Turbine with adjustable volume inlet chamber
US8342009B2 (en) 2011-05-10 2013-01-01 General Electric Company Method for determining steampath efficiency of a steam turbine section with internal leakage
US9702261B2 (en) * 2013-12-06 2017-07-11 General Electric Company Steam turbine and methods of assembling the same

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2600991A (en) * 1949-06-14 1952-06-17 Gen Electric Labyrinth seal arrangement
GB1224234A (en) * 1968-07-19 1971-03-03 English Electric Co Ltd Turbines
US4436311A (en) * 1982-04-20 1984-03-13 Brandon Ronald E Segmented labyrinth-type shaft sealing system for fluid turbines
US4538790A (en) 1983-03-24 1985-09-03 Whitey Co. Valve stem packing assembly
US4558874A (en) 1983-07-05 1985-12-17 Whitey Co. Valve stem packing assembly
JPS62158102U (zh) * 1986-03-31 1987-10-07
US5639095A (en) 1988-01-04 1997-06-17 Twentieth Technology Low-leakage and low-instability labyrinth seal
US5002288A (en) * 1988-10-13 1991-03-26 General Electric Company Positive variable clearance labyrinth seal
US6311983B1 (en) 1989-09-26 2001-11-06 The Boeing Company Combination static lift-off face contact seal and floating ring shaft seal
US5037114A (en) 1990-01-26 1991-08-06 Westinghouse Electric Corp. Labyrinth seal for steam turbines
US5161943A (en) 1991-03-11 1992-11-10 Dresser-Rand Company, A General Partnership Swirl control labyrinth seal
US5603510A (en) * 1991-06-13 1997-02-18 Sanders; William P. Variable clearance seal assembly
US6131910A (en) 1992-11-19 2000-10-17 General Electric Co. Brush seals and combined labyrinth and brush seals for rotary machines
US5395124A (en) 1993-01-04 1995-03-07 Imo Industries, Inc. Retractible segmented packing ring for fluid turbines having gravity springs to neutralize packing segment weight forces
US5599026A (en) * 1995-09-06 1997-02-04 Innovative Technology, L.L.C. Turbine seal with sealing strip and rubbing strip
US5934684A (en) 1997-05-27 1999-08-10 Brandon; Ronald Earl Retractable segmented packing ring for fluid turbines having gravity springs to neutralize packing segment weight forces
US6007070A (en) 1997-07-17 1999-12-28 Heathcott; Joe William Pressure actuated packing assembly
JPH11257014A (ja) * 1998-03-06 1999-09-21 Toshiba Corp 軸流タービンの作動流体漏洩防止装置
US6065754A (en) 1998-04-15 2000-05-23 General Electric Co. Uniform clearance, temperature responsive, variable packing ring
US6220603B1 (en) 1998-07-13 2001-04-24 Ronald Earl Brandon Non retractable segmented packing ring for fluid turbines having special springs to reduce forces during shaft rubbing
US6250641B1 (en) 1998-11-25 2001-06-26 General Electric Co. Positive biased packing ring brush seal combination
JP2002285802A (ja) * 2001-03-26 2002-10-03 Toshiba Corp 回転機械のラビリンスシール装置
US6651986B2 (en) * 2002-01-29 2003-11-25 General Electric Company Retractable packing ring lower half segment retaining key and method for retaining retractable packing ring lower half segment

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101866743A (zh) * 2010-05-31 2010-10-20 佛山市中研非晶科技股份有限公司 一种非晶c型磁芯的拼接方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008014310A (ja) 2008-01-24
CN101096915B (zh) 2012-04-04
US20080003100A1 (en) 2008-01-03
KR20080003266A (ko) 2008-01-07
US7540708B2 (en) 2009-06-02
JP5112759B2 (ja) 2013-01-09
DE102007030135A1 (de) 2008-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7344357B2 (en) Methods and apparatus for assembling a rotary machine
US6719296B2 (en) Seal for a rotating member
JP6190149B2 (ja) 回転機械用の空力シール
CN100335750C (zh) 用于涡轮机环形密封圈组件的密封弧块以及该密封圈组件
US7731478B2 (en) Method and apparatus for variable clearance packing
CN101096915B (zh) 有助于在涡轮机中进行密封的方法和设备
US20070296159A1 (en) Variable clearance packing ring
US8858166B2 (en) Rotary machine seal assembly with butt gap seal elements
JP6072930B2 (ja) アンダーラップ端部を有するベリーシール
JP2003106105A (ja) 軸シール機構及びタービン
KR20150111882A (ko) 분할 링 동압 페이스 시일을 위한 개별적 컴플라이언트 세그먼트
KR20180074207A (ko) 가스 터빈
CN103362567B (zh) 涡轮组件和用于组装涡轮的方法
KR20150054671A (ko) 분할 시일 링을 사용하여 회전 기계를 실링하는 방법 및 시스템
EP2912279A1 (en) Gas turbine including belly band seal anti-rotation device
JP2012092829A (ja) シール装置
US7347662B2 (en) Sealing arrangement
US20180320533A1 (en) Turbine assembly with auxiliary wheel
US10968744B2 (en) Turbine rotor assembly having a retaining collar for a bayonet mount
JP2013530333A (ja) ブラシリングシール
US9631507B2 (en) Gas turbine sealing band arrangement having a locking pin
US20160169023A1 (en) Sealing Device, Rotating Machine, and Method for Manufacturing Sealing Device
US20190017412A1 (en) Flow metering and retention system
CN103573416B (zh) 密封件
US9845698B2 (en) Belly band seal with anti-rotation structure

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120404

Termination date: 20130629