CN109209519B - 柔性波纹管密封件和涡轮组件 - Google Patents

柔性波纹管密封件和涡轮组件 Download PDF

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Abstract

本申请公开一种柔性波纹管密封件，其可轴向安置于第一冷却板与第二冷却板之间，所述第一冷却板和第二冷却板限定涡轮机中的冷却板与第一级盘和第二级盘之间的第一冷却通道和第二冷却通道。波纹管密封件包括：两个或多于两个褶积部，相对朝向的前密封表面和后密封表面，以及圆柱状环形外部接触和密封表面以及内部接触和密封表面。波纹管密封件可允许涡轮机冷却流从级间径向面花键流动通过第二冷却通道的内部开口且阻挡第一级盘冷却空气流动通过第一冷却通道的内部开口。

Description

柔性波纹管密封件和涡轮组件
技术领域
本发明大体上涉及燃气涡轮发动机级间密封件，更具体地说，涉及用以为涡轮的级间空腔提供密封的级间密封件。
背景技术
燃气涡轮发动机常常具有在发动机的涡轮中的级间密封件。一些涡轮机级间空腔被密封以将第一级叶片冷却供应空气与第二级叶片冷却供应分离。所属领域中已知使用密封线在此类位置处提供密封。然而，密封线具有允许出现泄漏的端部间隙。密封线还常常被错误地从组件中省去，从而允许大的泄漏发生。在一些应用中，可能需要若干密封线来密封空腔。在一些燃气涡轮发动机中，涡轮机转子的级间空腔需要被密封以分离叶片冷却流和吹扫流。此密封通常使用一个或多个密封线实现。因此，需要一种消除密封线和其允许的固有泄漏的涡轮机级间密封件。还需要防止错误地从组件中省去密封件从而允许大的泄漏发生的涡轮机级间密封件。还需要气体发动机涡轮机转子的级间空腔中的此类密封件，以密封和分离叶片冷却流和吹扫流。
发明内容
柔性波纹管密封件包括围绕在旋转轴周围的两个或多于两个褶积部，轴向间隔开的前环形支腿或密封壁和后环形支腿或密封壁上的相对朝向的前密封表面和后密封表面，以及在褶积部中的一个上且相对于旋转轴从褶积部中的一个径向朝外或朝内朝向的圆柱状环形接触和密封表面。
波纹管密封件可进一步包括：外部接触和密封表面，其位于褶积部中的一个上的径向朝外延伸的圆柱形延伸部上；以及平坦的前密封表面和后密封表面。
波纹管密封件可以是蛇形波纹管密封件，其具有为具有不等宽度的完整褶积部的褶积部中的至少两个以及包括前环形支腿或密封壁的最靠前部分褶积部。外部接触和密封表面可位于最靠前部分褶积部的弯曲部上的径向朝内延伸的圆柱形延伸部上。
波纹管密封件可用于涡轮组件中，所述涡轮组件包括：第一冷却板和第二冷却板，其分别安装在第一级盘和第二级盘上；第一冷却通道和第二冷却通道，其分别安置于第一冷却板和第二冷却板与第一级盘和第二级盘之间；且第一冷却板和第二冷却板以及第一级盘和第二级盘围绕在旋转轴周围。环形柔性波纹管密封件围绕在旋转轴周围且可轴向安置于第一冷却板与第二冷却板之间。
波纹管密封件可环绕增压室和在盘轴延伸部之间的级间径向面花键，所述盘轴延伸部分别从涡轮组件的第一级盘和第二级盘的第一级孔和第二级孔轴向延伸。涡轮组件可包括内部开口，所述内部开口分别到第一冷却通道和第二冷却通道，且波纹管密封件可用来导引或允许涡轮机冷却流从级间径向面花键流动通过增压室且通过第二冷却通道的内部开口。波纹管密封件还可用于阻挡第一级盘冷却空气流动通过第一冷却通道的内部开口到达增压室。
第一冷却板和第二冷却板可分别通过在第一冷却板和第二冷却板的径向内周界处的第一内部卡口连接件和第二内部卡口连接件安装在第一级盘和第二级盘上，且第一径向内部卡口连接件和第二径向内部卡口连接件中的每一个包括从且周向围绕冷却板轴延伸部径向朝内悬垂的多个第一突出部，所述冷却板轴延伸部从第一冷却板和第二冷却板轴向延伸到轴向定位于第一级盘与第二级盘之间的环形涡轮机级间空腔中。内部卡口连接件进一步包括从盘轴延伸部朝外径向延伸且周向安置于盘轴延伸部周围的多个第二突出部，所述盘轴延伸部从第一级盘和第二级盘的第一级孔和第二级孔轴向延伸。内部开口包括第一突出部之间的第一突出部空间以及第一内部卡口连接件和第二内部卡口连接件各自的第二突出部之间的第二突出部空间。
蛇形波纹管密封件可用于涡轮组件中，所述涡轮组件具有：级间密封件，其包括曲径密封齿，所述曲径密封齿安装在密封环上，所述密封环安装到第一冷却板和第二冷却板且在第一冷却板与第二冷却板之间；波纹管密封件，其径向定位于级间径向面花键与密封环之间；以及密封线，其安置于从第二冷却板轴向延伸的冷却板轴延伸部与密封环之间。
更具体地，本申请技术方案1涉及一种柔性波纹管密封件，其包括：
两个或多于两个褶积部，其围绕在旋转轴周围，
相对朝向的前密封表面和后密封表面，其在轴向间隔开的前环形支腿和后环形支腿或密封壁上，以及
圆柱状环形外部接触和密封表面以及内部接触和密封表面，其在所述褶积部中的一个上且相对于所述旋转轴从所述褶积部中的一个径向朝外或朝内朝向。
本申请技术方案2涉及根据技术方案1所述的波纹管密封件，其进一步包括所述外部接触和密封表面，所述外部接触和密封表面位于所述褶积部中的一个上的径向朝外延伸的圆柱形延伸部上。
本申请技术方案3涉及根据技术方案1所述的波纹管密封件，其进一步包括平坦的所述前密封表面和所述后密封表面。
本申请技术方案4涉及根据技术方案3所述的波纹管密封件，其进一步包括所述外部接触和密封表面，所述外部接触和密封表面位于所述褶积部中的一个上的径向朝外延伸的圆柱形延伸部上。
本申请技术方案5涉及根据技术方案1所述的波纹管密封件，其进一步包括：
所述波纹管密封件，其是蛇形波纹管密封件，
所述褶积部中的至少两个，其是具有不等宽度的完整褶积部，以及
最靠前部分褶积部，其包括所述前环形支腿或密封壁。
本申请技术方案6涉及根据技术方案5所述的波纹管密封件，其进一步包括所述外部接触和密封表面，所述外部接触和密封表面位于所述最靠前部分褶积部的弯曲部上的径向朝内延伸的圆柱形延伸部上。
本申请技术方案7涉及根据技术方案5所述的波纹管密封件，其进一步包括平坦的所述前密封表面和所述后密封表面。
本申请技术方案8涉及根据技术方案7所述的波纹管密封件，其进一步包括所述外部接触和密封表面，所述外部接触和密封表面位于所述最靠前部分褶积部的弯曲部上的径向朝内延伸的圆柱形延伸部上。
本申请技术方案9涉及一种涡轮组件，其包括：
第一冷却板和第二冷却板，其分别安装在第一级盘和第二级盘上；
第一冷却通道和第二冷却通道，其分别安置于所述第一冷却板与所述第一级盘和所述第二冷却板与所述第二级盘之间，
所述第一冷却板和所述第二冷却板以及所述第一级盘和所述第二级盘围绕在旋转轴周围，
环形柔性波纹管密封件，其围绕在所述旋转轴周围且轴向安置于所述第一冷却板与所述第二冷却板之间，
所述波纹管密封件包括围绕在所述旋转轴周围的两个或多于两个褶积部，
相对朝向的前密封表面和后密封表面，其在轴向间隔开的前环形支腿和后环形支腿或密封壁上，以及
圆柱状环形外部接触和密封表面以及内部接触和密封表面，其在所述褶积部中的一个上且相对于所述旋转轴从所述褶积部中的一个径向朝外或朝内朝向。
本申请技术方案10涉及根据技术方案9所述的涡轮组件，其进一步包括所述外部接触和密封表面，所述外部接触和密封表面位于所述褶积部中的一个上的径向朝外延伸的圆柱形延伸部上。
本申请技术方案11涉及根据技术方案9所述的涡轮组件，其进一步包括平坦的所述前密封表面和所述后密封表面。
本申请技术方案12涉及根据技术方案9所述的涡轮组件，其进一步包括：所述前密封表面，其被定位成且可用于抵靠所述第一级盘的第一级孔密封；以及所述后密封表面，其被定位成且可用于抵靠所述第二冷却板的冷却板轴延伸部密封。
本申请技术方案13涉及根据技术方案11所述的涡轮组件，其进一步包括所述外部接触和密封表面，所述外部接触和密封表面位于所述褶积部中的一个上的径向朝外延伸的圆柱形延伸部上。
本申请技术方案14涉及根据技术方案9所述的涡轮组件，其进一步包括：
所述波纹管密封件，其是蛇形波纹管密封件，
所述褶积部中的至少两个，其是具有不等宽度的完整褶积部，以及
最靠前部分褶积部，其包括所述前环形支腿或密封壁。
本申请技术方案15涉及根据技术方案14所述的涡轮组件，其进一步包括：
级间密封件，其包括曲径密封齿，所述曲径密封齿安装在密封环上，所述密封环安装到所述第一冷却板和所述第二冷却板且在所述第一冷却板与所述第二冷却板之间，
所述波纹管密封件，其径向定位于级间径向面花键与所述密封环之间，
所述前密封表面，其被定位成且可用于抵靠从所述级间密封件径向朝内延伸的环形凸缘密封，以及
所述第一级盘的第一级孔和所述后密封表面，所述后密封表面被定位成且可用于抵靠所述第二冷却板的冷却板轴延伸部密封。
本申请技术方案16涉及根据技术方案14所述的涡轮组件，其进一步包括所述外部接触和密封表面，所述外部接触和密封表面位于所述最靠前部分褶积部的弯曲部上的径向朝内延伸的圆柱形延伸部上。
本申请技术方案17涉及根据技术方案9所述的涡轮组件，其进一步包括：
所述波纹管密封件，其环绕级间径向面花键，所述级间径向面花键在盘轴延伸部之间，所述盘轴延伸部分别从所述第一级盘和所述第二级盘的所述第一级孔和所述第二级孔轴向延伸，
所述内部开口，分别到所述第一冷却通道和所述第二冷却通道，
所述波纹管密封件可用于导引或允许涡轮机冷却流从所述级间径向面花键流动通过增压室且通过所述第二冷却通道的所述内部开口，以及
所述波纹管密封件可用于阻挡第一级盘冷却空气流动通过所述第一冷却通道的所述内部开口到达所述增压室。
本申请技术方案18涉及根据技术方案17所述的涡轮组件，其进一步包括：
所述第一冷却板和所述第二冷却板，其分别通过在所述第一冷却板和所述第二冷却板的径向内周界处的第一内部卡口连接件和第二内部卡口连接件安装在所述第一级盘和所述第二级盘上，
所述第一径向内部卡口连接件和所述第二径向内部卡口连接件中的每一个，其包括从冷却板轴延伸部径向朝内悬垂且周向围绕冷却板轴延伸部的多个第一突出部，所述冷却板轴延伸部从所述第一冷却板和所述第二冷却板轴向延伸到轴向定位于所述第一级盘与所述第二级盘之间的环形涡轮机级间空腔中，
所述内部卡口连接件，其进一步包括从盘轴延伸部朝外径向延伸且周向安置于盘轴延伸部周围的多个第二突出部，所述盘轴延伸部从所述第一级盘和所述第二级盘的第一级孔和第二级孔轴向延伸，以及
所述内部开口，其包括所述第一内部卡口连接件和所述第二内部卡口连接件各自的所述第一突出部之间的第一突出部空间以及所述第二突出部之间的第二突出部空间。
本申请技术方案19涉及根据技术方案18所述的涡轮组件，其进一步包括所述外部接触和密封表面，所述外部接触和密封表面位于所述褶积部中的一个上的径向朝外延伸的圆柱形延伸部上。
本申请技术方案20涉及根据技术方案19所述的涡轮组件，其进一步包括平坦的所述前密封表面和所述后密封表面。
本申请技术方案21涉及根据技术方案18所述的涡轮组件，其进一步包括：
所述波纹管密封件，其是蛇形波纹管密封件，
所述褶积部中的至少两个，其是具有不等宽度的完整褶积部，以及
最靠前部分褶积部，其包括所述前环形支腿或密封壁。
本申请技术方案22涉及根据技术方案21所述的涡轮组件，其进一步包括所述外部接触和密封表面，所述外部接触和密封表面位于所述最靠前部分褶积部的弯曲部上的径向朝内延伸的圆柱形延伸部上。
本申请技术方案23涉及根据技术方案21所述的涡轮组件，其进一步包括：
级间密封件，其包括曲径密封齿，所述曲径密封齿安装在密封环上，所述密封环安装到所述第一冷却板和所述第二冷却板且在所述第一冷却板与所述第二冷却板之间，
所述波纹管密封件，其径向位于所述级间径向面花键与所述密封环之间，
密封线，其安置于从所述第二冷却板轴向延伸的冷却板轴延伸部与所述密封环之间。
本申请技术方案24涉及根据技术方案23所述的涡轮组件，其进一步包括所述前密封表面，其被定位成且可用于抵靠所述第一级盘的第一级孔密封；以及所述后密封表面，其被定位成且可用于抵靠所述第二冷却板的冷却板轴延伸部密封。
附图说明
图1是发动机的涡轮区段中具有柔性可旋转级间密封件的涡轮发动机的气体发生器的剖视图图示。
图2是图1中所示的涡轮区段中的可旋转级间密封件的放大截面视图图示。
图3是涡轮区段的环形涡轮机级间空腔中的图2中所示的可旋转级间密封件的放大截面视图图示。
图4是如图3中所示的可旋转级间密封件的波纹管密封件的放大截面视图图示。
图5是图4中通过5-5的卡口连接件的突出部之间的开口的轴向视图图示。
图6是涡轮区段的环形涡轮机级间空腔中的图2中所示的替代可旋转级间密封件的放大截面视图图示。
图7是涡轮区段的环形涡轮机级间空腔中的图2中所示的第二替代可旋转级间密封件的放大截面视图图示。
具体实施方式
图1中说明根据本发明的一个优选实施例气体发生器10。气体发生器10具有围绕在旋转轴20周围的气体发生器转子12且包括压缩机14和安置在其下游的涡轮16。燃烧室52安置于压缩机14与涡轮16之间。入口空气26进入压缩机14，在其中被压缩机14压缩。压缩机14的示范性实施例可包括五级轴向压缩机转子和单级离心式叶轮。
入口空气26被压缩机14压缩且作为压缩机排放压力(CDP)空气76离开压缩机。CDP空气76的大部分流动到燃烧室52中，在其中与由未示出的多个燃料喷嘴提供的燃料混合，且在燃烧室52的环形燃烧区50中被点燃。所得热燃烧排出气体54穿过涡轮16，促使涡轮机转子56和气体发生器转子12旋转。燃烧排出气体54继续向下游用于例如动力涡轮中的进一步功的提取，这未在本文中说明，从而为输出动力轴48提供动力且使其旋转，或作为通过排气喷嘴的排出气体，这也未在本文中说明。动力涡轮和排气喷嘴通常是已知的。在本文中说明的示范性实施例中，涡轮16包括涡轮机转子56和涡轮机定子58。涡轮机转子56包括在第二级盘62上游的第一级盘60。前轴64以旋转驱动接合方式将涡轮机转子56连接到压缩机14。涡轮机定子58包括第一级喷嘴66、第二级喷嘴68和防护罩组件70。
图1和2中说明用于涡轮16的冷却供应回路。来自压缩机14的压缩机排放压力(CDP)空气76在环绕燃烧区50的燃烧室挡热板46周围流动且用以冷却经受热燃烧排出气体54的涡轮16的部件，即第一级喷嘴66、第一级防护罩71和第一级盘60。来自压缩机14的第一级喷嘴冷却空气77直接进入且冷却第一级喷嘴66和防护罩71。第一级盘冷却空气79可从压缩机14中放出。
以此方式放出的第一级盘冷却空气79基本上不含可能堵塞第一级盘60的第一级涡轮叶片172中的细小冷却通道的颗粒物质。第一级盘冷却空气79通过环形管道74被径向朝内引导到与切向流加速器90流动连通的环形歧管88中。加速器90以高切向速度将第一级盘冷却空气79排放到第一级盘前空腔92中，所述高切向速度接近在加速器90的径向位置处的第一级盘60的轮速。
所述第一级盘60和第二级盘62包括分别从第一级孔164和第二级孔166径向朝外延伸到第一级边缘168和第二级边缘170的第一级幅材160和第二级幅材162。第一级涡轮叶片172和第二级涡轮叶片174跨涡轮流动路径42径向延伸且包括第一级根176和第二级根178，所述第一级根176和第二级根178分别安置于轴向延伸通过第一级边缘168和第二级边缘170的第一级槽180和第二级槽182中。在第一级盘60的第一级幅材160上游且接近于第一级盘60的第一级幅材160的环形第一级前冷却板85部分地限定到第一级槽180的冷却空气流路径63，所述第一级槽180在前冷却板85与第一级盘60的第一级幅材160之间。前冷却板85的外部边缘23使第一级涡轮叶片172的第一级根176轴向保持在第一级槽180中。
用于冷却涡轮部件的高压冷却剂的额外两个来源，即前放出流104和后放出流108，可从压缩机14放出。前放出流104可由外部管道(未示出)收集和引导以冷却第二级喷嘴68和第二级防护罩69。前放出流104在其冷却第二级喷嘴68之后可被用作吹扫流150。吹扫流150在吹扫级一个盘后空腔132与级两个盘前空腔134之间径向朝外流动。对空腔132、134的吹扫阻止了在其中注入热燃烧排出气体54，此情况例如可使第二级边缘170过热，从而可能导致第二级涡轮叶片174的释放和发动机损坏。
后放出流108可与流动通过内部平衡活塞密封件98的来自空腔92的空腔泄漏流81组合。此组合流109通过轴64中的一系列孔口121排放到转子孔124中。孔124中的组合流109在下行方向上流动通过轴64与第一级盘60之间的转子孔124。组合流109中的一些提供涡轮冷却流111，其穿过在盘轴延伸部131之间的也被称作弧齿联轴器的级间径向面花键129，所述盘轴延伸部131从第一级盘60和第二级盘62各自的第一级孔164和第二级孔166轴向延伸。
参看图2和3，涡轮冷却流111径向朝外流动到环形柔性(compliant)波纹管密封件220内的增压室136中，所述环形柔性波纹管密封件220围绕在旋转轴20周围且安置于第一级盘60与第二级盘62之间。涡轮冷却流111流动通过第一级盘60与第二级盘62之间的级间径向面花键129(弧齿联轴器)。增压室136轴向安置于第一冷却板192与第二冷却板194之间，所述第一冷却板192和第二冷却板194分别安装在第一级盘60和第二级盘62的第一级幅材160和第二级幅材162的后侧196和前侧198上。第一冷却板192和第二冷却板194分别提供在冷却板与幅材之间的第一冷却通道200和第二冷却通道202，如图2和3中所说明。环形涡轮机级间空腔127轴向限定于第一级盘60与第二级盘62之间。第一冷却板192和第二冷却板194分别通过在第一冷却板192和第二冷却板194的径向内周界188处的第一内部卡口连接件184和第二内部卡口连接件185安装在第一级盘60和第二级盘62上。在第一冷却板192和第二冷却板194的径向外周界190处的第一外部密封端186和第二外部密封端187分别轴向向后地将第一级根176和第二级根178固定在分别轴向延伸通过第一级边缘168和第二级边缘170的第一级槽180和第二级槽182中。第一外部密封端186和第二外部密封端187密封在径向外周界190处的冷却板与幅材之间的第一冷却通道200和第二冷却通道202。第一径向内部卡口连接件184和第二径向内部卡口连接件185在靠近级间空腔127的径向内边界195处的级间径向面花键129的第一级孔164和第二级孔166上。
参看图2到5，第一径向内部卡口连接件184和第二径向内部卡口连接件185中的每一个包括从冷却板轴延伸部191径向朝内悬垂且周向围绕冷却板轴延伸部191的多个第一突出部148。冷却板轴延伸部191从第一冷却板192和第二冷却板194轴向延伸到级间空腔127中。内部卡口连接件进一步包括从盘轴延伸部131朝外径向延伸且周向安置于盘轴延伸部131周围的多个第二突出部151，所述盘轴延伸部131从第一级孔164和第二级孔166轴向延伸。第一突出部148和第二突出部151以过盈配合的方式配合在第一径向内部卡口连接件184和第二径向内部卡口连接件185中。参看图5，第一突出部148之间的第一突出部空间152和第二突出部151之间的第二突出部空间154用作到第一冷却通道200和第二冷却通道202的内部开口199。
参考图3，第一冷却板192和第二冷却板194包括保持叶片的第一级边缘168和第二级边缘170，其接触第一级涡轮叶片172和第二级涡轮叶片174且帮助将其轴向保持在第一级槽180和第二级槽182中。第一冷却通道200和第二冷却通道202在第一级槽180和第二级槽182之间径向延伸，分别通过第一级边缘168和第二级边缘170到达到第一冷却通道200和第二冷却通道202的内部开口199。
参看图2和3，级间密封件130安置于轴向地在第一冷却板192与第二冷却板194之间且径向地在冷却板与第二级喷嘴68之间的级间空腔127中。级间密封件130是曲径密封件且包括附接到第二级喷嘴68且从第二级喷嘴68径向朝内延伸的密封件支撑环204。环形密封焊盘206径向朝内地安装到密封件支撑环204。级间密封件130包括曲径密封齿210，所述曲径密封齿210密封和接合密封焊盘206且通过第一冷却板192和第二冷却板194安装到涡轮机转子56。
参看图2到5，环形柔性波纹管密封件220围绕在旋转轴20周围，且轴向安置于第一冷却板192与第二冷却板194之间且可与第一冷却板192和第二冷却板194接触。波纹管密封件220径向定位于级间径向面花键129与上面安装曲径密封齿210的密封环212之间。波纹管密封件220是可操作的且可操作地定位以导引或允许涡轮冷却流111流动通过增压室136，且通过在第二冷却板194与第二级幅材162之间的第二冷却通道202的内部开口199以冷却第二级盘62和第二级涡轮叶片174。
波纹管密封件220也是可操作的且可操作地定位以阻挡和防止第一级盘冷却空气79流动通过第一级槽180、第一冷却通道200、第一冷却通道200的内部开口199，且流动到增压室136中。波纹管密封件220阻挡第一级盘冷却空气79流动通过第一冷却通道200的内部开口199，如可由与第一冷却通道200相关联的第一突出部空间152和第二突出部空间154限定，如图5中所说明。参看图4，波纹管密封件220被说明为具有两个褶积部222，但可具有更多个，以及前环形支腿或密封壁226和后环形支腿或密封壁228。
波纹管密封件220具有在前环形支腿或密封壁226和后环形支腿或密封壁228上的前密封表面230和后密封表面232。前密封表面230和后密封表面232可以是平坦的且基本上正交于旋转轴20。前密封表面230被定位成且可用于抵靠第一级盘60的第一级孔164密封。后密封表面232被定位成且可用于抵靠第二冷却板194的冷却板轴延伸部191密封。波纹管密封件220包括径向外部接触和密封表面236，其位于褶积部222中的一个上且从褶积部222中的一个径向朝外朝向，以允许波纹管密封件220接触级间密封件130的密封环212且将自身定位在级间密封件130的密封环212内且抵靠级间密封件130的密封环212径向定位自身。外部接触和密封表面236是圆柱形且可定位在褶积部222中的一个上的径向朝外延伸的圆柱形延伸部238上。这为波纹管密封件220提供了轴向间隔开的第一轴向密封位置240和第二轴向密封位置242以及分别对应于前密封表面230和后密封表面232以及径向外部接触和密封表面236的径向密封位置244。
图6中说明第一替代波纹管密封件220和密封布置。波纹管密封件220具有蛇形形状且被称作蛇形波纹管密封件260。蛇形波纹管密封件260的此第一实施例包括具有不等宽度W的至少两个完整褶积部，示出为第一褶积部264和第二褶积部266，但可具有更多个。蛇形波纹管密封件260进一步包括提供前环形支腿或密封壁226的最靠前部分褶积部270。第二褶积部266是最靠后褶积部且包括后环形支腿或密封壁228。第一褶积部264的宽度W小于第二褶积部266的宽度W。
蛇形波纹管密封件260具有前密封表面230和后密封表面232，其分别在最靠前部分褶积部270或密封壁226以及后环形支腿或密封壁228上。前密封表面230和后密封表面232可以是平坦的。前密封表面230被定位成且可用于抵靠第一级盘60的第一级孔164密封。后密封表面232被定位成且可用于抵靠第二冷却板194的冷却板轴延伸部191密封。
蛇形波纹管密封件260进一步包括径向内部接触和密封表面276，其在最靠前部分褶积部270的弯曲部278上，用于抵靠盘轴延伸部131径向定位和密封蛇形波纹管密封件260，所述盘轴延伸部131从第一级盘60的第一级孔164轴向延伸。径向内部接触和密封表面276是圆柱形且可定位在弯曲部278上的径向朝内延伸的圆柱形延伸部280上。在安装曲径密封齿210之后，将密封线274安置于从第二冷却板194轴向延伸的冷却板轴延伸部191与密封环212之间。此设计有助于保持密封且减少应力。
图7中所示的蛇形波纹管密封件260的第二实施例包括具有不等宽度W的至少两个完整褶积部，示出为第一褶积部264和第二褶积部266，但可具有更多个。蛇形波纹管密封件260进一步包括提供前环形支腿或密封壁226的最靠前部分褶积部270。第二褶积部266是最靠后褶积部且包括后环形支腿或密封壁228。第一褶积部264的宽度W小于第二褶积部266的宽度W。
蛇形波纹管密封件260具有前密封表面230和后密封表面232，其分别在最靠前部分褶积部270或密封壁226以及后环形支腿或密封壁228上。前密封表面230和后密封表面232可以是平坦的。图7中所示的最靠前部分褶积部270或密封壁226径向朝外延伸以抵靠从级间密封件130径向朝内延伸的环形凸缘248密封。
蛇形波纹管密封件260的第二实施例进一步包括径向内部接触和密封表面276，其在最靠前部分褶积部270的弯曲部278上，用于抵靠从第一级盘60的第一级孔164轴向延伸的盘轴延伸部131径向定位和密封蛇形波纹管密封件260。径向内部接触和密封表面276是圆柱形且可定位在弯曲部278上的径向朝内延伸的圆柱形延伸部280上。此实施例和设计有助于消除对在安装曲径密封齿210之后安置于从第二冷却板194轴向延伸的冷却板轴延伸部191与密封环212之间的密封线的需要。此设计有助于保持密封且减少应力。
因此，希望在所附权利要求书中保证落入本发明的真正精神和范围内所有此类修改。因此，希望美国专利证书保证本发明在所附权利要求中加以限定和区分。
尽管本文中已描述被认为是本发明的优选和示范性实施例的实施例，但所属领域的技术人员从本文中的教示应显而易见本发明的其它修改，且因此，需要保证在所附权利要求书中，所有此类修改处于本发明的真实精神和范围内。因此，希望美国专利证书保证本发明在所附权利要求中加以限定和区分。

Claims (24)

1.一种柔性波纹管密封件，其包括：
两个或更多个褶积部，其围绕在旋转轴线周围，
相对朝向的前密封表面和后密封表面，其在轴向间隔开的前环形支腿和后环形支腿上，以及
圆柱状环形接触和密封表面，其在所述褶积部中的一个上且相对于所述旋转轴线从所述褶积部中的所述一个径向朝外或朝内朝向。
2.根据权利要求1所述的波纹管密封件，其特征在于，所述接触和密封表面位于所述褶积部中的一个上的径向朝外延伸的圆柱形延伸部上。
3.根据权利要求1所述的波纹管密封件，其特征在于，所述前密封表面和所述后密封表面为平坦的。
4.根据权利要求3所述的波纹管密封件，其特征在于，所述接触和密封表面位于所述褶积部中的一个上的径向朝外延伸的圆柱形延伸部上。
5.根据权利要求1所述的波纹管密封件，其特征在于：
所述波纹管密封件为蛇形波纹管密封件，
所述褶积部中的至少两个是具有不等宽度的完整褶积部，以及
最靠前部分褶积部包括所述前环形支腿。
6.根据权利要求5所述的波纹管密封件，其特征在于，所述接触和密封表面位于所述最靠前部分褶积部的弯曲部上的径向朝内延伸的圆柱形延伸部上。
7.根据权利要求5所述的波纹管密封件，其特征在于，所述前密封表面和所述后密封表面为平坦的。
8.根据权利要求7所述的波纹管密封件，其特征在于,所述接触和密封表面位于所述最靠前部分褶积部的弯曲部上的径向朝外延伸的圆柱形延伸部上。
9.一种涡轮组件，其包括：
第一冷却板和第二冷却板，其分别安装在第一级盘和第二级盘上；
第一冷却通道和第二冷却通道，其分别安置于所述第一冷却板与所述第一级盘和所述第二冷却板与所述第二级盘之间，
所述第一冷却板和所述第二冷却板以及所述第一级盘和所述第二级盘围绕在旋转轴线周围，
环形柔性波纹管密封件，其围绕在所述旋转轴线周围且轴向安置于所述第一冷却板与所述第二冷却板之间，
所述波纹管密封件包括围绕在所述旋转轴线周围的两个或更多个褶积部，
相对朝向的前密封表面和后密封表面，其在轴向间隔开的前环形支腿和后环形支腿上，以及
圆柱状环形接触和密封表面，其在所述褶积部中的一个上且相对于所述旋转轴线从所述褶积部中的一个径向朝外或朝内朝向。
10.根据权利要求9所述的涡轮组件，其特征在于，所述外部接触和密封表面位于所述褶积部中的一个上的径向朝外延伸的圆柱形延伸部上。
11.根据权利要求9所述的涡轮组件，其特征在于，所述前密封表面和所述后密封表面为平坦的。
12.根据权利要求9所述的涡轮组件，其特征在于，所述前密封表面被定位且可操作成抵靠所述第一级盘的第一级孔密封，并且所述后密封表面被定位且可操作成抵靠所述第二冷却板的冷却板轴延伸部密封。
13.根据权利要求11所述的涡轮组件，其特征在于，所述外部接触和密封表面位于所述褶积部中的一个上的径向朝外延伸的圆柱形延伸部上。
14.根据权利要求9所述的涡轮组件，其特征在于：
所述波纹管密封件为蛇形波纹管密封件，
所述褶积部中的至少两个是具有不等宽度的完整褶积部，以及
最靠前部分褶积部包括所述前环形支腿。
15.根据权利要求14所述的涡轮组件，其特征在于，其进一步包括级间密封件，其包括迷宫式密封齿，所述迷宫式密封齿安装在密封环上，所述密封环安装到所述第一冷却板和所述第二冷却板且在所述第一冷却板与所述第二冷却板之间，
并且其中所述波纹管密封件径向定位于级间径向面花键与所述密封环之间，
所述前密封表面被定位且可操作成抵靠从所述级间密封件径向朝内延伸的环形凸缘密封，以及
所述后密封表面被定位且可操作成抵靠所述第二冷却板的冷却板轴延伸部密封。
16.根据权利要求14所述的涡轮组件，其特征在于，所述接触和密封表面位于所述最靠前部分褶积部的弯曲部上的径向朝内延伸的圆柱形延伸部上。
17.根据权利要求9所述的涡轮组件，其特征在于：
所述波纹管密封件环绕级间径向面花键，所述级间径向面花键在盘轴延伸部之间，所述盘轴延伸部分别从所述第一级盘和所述第二级盘的第一级孔和第二级孔轴向延伸，
所述第一冷却通道和所述第二冷却通道分别具有通至其中的内部开口，
所述波纹管密封件可操作成导引或允许涡轮机冷却流从所述级间径向面花键流动通过增压室且通过所述第二冷却通道的所述内部开口，以及
所述波纹管密封件可操作成阻挡第一级盘冷却空气流动通过所述第一冷却通道的所述内部开口到达所述增压室。
18.根据权利要求17所述的涡轮组件，其特征在于：
所述第一冷却板和所述第二冷却板分别通过在所述第一冷却板和所述第二冷却板的径向内周界处的第一径向内部卡口连接件和第二径向内部卡口连接件安装在所述第一级盘和所述第二级盘上，
所述第一径向内部卡口连接件和所述第二径向内部卡口连接件中的每一个包括从冷却板轴延伸部径向朝内悬垂且周向围绕冷却板轴延伸部的多个第一突出部，所述冷却板轴延伸部从所述第一冷却板和所述第二冷却板轴向延伸到轴向定位于所述第一级盘与所述第二级盘之间的环形涡轮机级间空腔中，
所述第一径向内部卡口连接件和所述第二径向内部卡口连接件进一步包括从盘轴延伸部朝外径向延伸且周向安置于盘轴延伸部周围的多个第二突出部，所述盘轴延伸部从所述第一级盘和所述第二级盘的第一级孔和第二级孔轴向延伸，以及
所述内部开口包括所述第一径向内部卡口连接件和所述第二径向内部卡口连接件各自的所述第一突出部之间的第一突出部空间以及所述第二突出部之间的第二突出部空间。
19.根据权利要求18所述的涡轮组件，其特征在于，所述接触和密封表面位于所述褶积部中的一个上的径向朝外延伸的圆柱形延伸部上。
20.根据权利要求19所述的涡轮组件，其特征在于，所述前密封表面和所述后密封表面为平坦的。
21.根据权利要求18所述的涡轮组件，其特征在于：
所述波纹管密封件为蛇形波纹管密封件，
所述褶积部中的至少两个是具有不等宽度的完整褶积部，以及
最靠前部分褶积部包括所述前环形支腿。
22.根据权利要求21所述的涡轮组件，其特征在于，所述接触和密封表面位于所述最靠前部分褶积部的弯曲部上的径向朝内延伸的圆柱形延伸部上。
23.根据权利要求21所述的涡轮组件，其特征在于，其进一步包括级间密封件，其包括迷宫式密封齿，所述迷宫式密封齿安装在密封环上，所述密封环安装到所述第一冷却板和所述第二冷却板且在所述第一冷却板与所述第二冷却板之间，
并且其中所述波纹管密封件径向位于所述级间径向面花键与所述密封环之间，并且密封线安置于从所述第二冷却板轴向延伸的冷却板轴延伸部与所述密封环之间。
24.根据权利要求23所述的涡轮组件，其特征在于，所述前密封表面被定位且可操作成抵靠所述第一级盘的第一级孔密封，并且所述后密封表面被定位且可操作成抵靠所述第二冷却板的冷却板轴延伸部密封。
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