CN113710934A - 密封组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种密封组件(2)，该密封组件包括第一部件(8)和与第一部件间隔开的第二部件(10)以限定用于将流体从密封组件的入口(14)转移到密封组件的出口(16)的通道(12)，其中，第一部件包括至少部分地限定通道的凹面(18)，并且其中，第二部件的任何部分都没有延伸到通道的由凹面界定的部分中。

Description

密封组件

本发明涉及一种密封组件，尤其涉及一种利用流体涡流来阻止流体流动的非接触式密封组件。本发明进一步涉及形成密封组件的方法。此外，本发明涉及控制阀、叶轮组件、轴组件和具有密封组件的可变几何涡轮。

在处理加压流体的机器中，通常希望最大限度地减少两个相对可移动部件之间的泄漏；例如，在轴和衬套之间，或活塞和气缸之间，等等。在一些应用中，已知使用接触式密封件来防止运动部件之间的泄漏。接触式密封件通常包括放置在两个相对运动的部件之间的密封构件。在使用过程中，密封构件被推动与两个相对运动的部件接触，使得密封构件在它们之间形成坚固的屏障。密封构件的存在限制或防止流体从两个部件之间的空间泄漏。用于接触式密封件的常见密封构件的示例包括O形环和活塞环。然而，由于密封构件物理地接合两个部件，当两个部件相对于彼此移动时，摩擦将作用在两个部件之一或两者与密封构件之间的界面上，导致磨损。当密封构件磨损时，其密封效果会降低，因此接触式密封件中的密封构件通常需要更换。

在某些应用中，可能希望避免使用接触式密封件。例如，这可能是因为密封构件可能被放置在难以更换的位置，或者因为密封构件的磨损会导致被接触式密封件密封的流体不期望的污染。在这些应用中，已知提供非接触式密封件。非接触式密封件是不需要在要密封的两个部件之间进行物理接触的密封件。一些流体在非接触式密封件的两个部件之间泄漏是正常的，因此这种非接触式密封件不是“真正的”密封件，因为它们不能完全防止流体泄漏。然而，对于许多非接触式密封件，泄漏通过密封件的流体量通常被认为与密封件保持的流体量相比可以忽略不计。

迷宫式密封件是一种非接触式密封件。迷宫式密封件是通过在需要密封的两个部件之间形成曲折的泄漏路径而形成的。泄漏路径由被密封的两个部件的相对几何形状限定。通常，为了使泄漏路径“曲折”，泄漏路径包括多个方向变化。这些方向的变化对沿泄漏路径流动的流体造成局部破坏，从而对流体流动产生阻力。此外，需要密封的部件之间的距离通常相对较小，因此即使是泄漏路径的“平坦”部分也会由于高摩擦力(有时称为“管道摩擦”)而导致流动阻力。迷宫式密封件提供的防泄漏能力足以使两个部件之间的流体泄漏总速率达到可接受的水平，而无需在两个部件之间提供坚固的屏障。

为了提供曲折路径，通常形成迷宫式密封件的两个部件必须在一定程度上彼此重叠。这种重叠将导致部件相对于彼此的运动受到限制，从而限制了两个部件之间的运动自由。例如，在部件是轴和衬套的情况下，轴可以包括一个或多个周向花键，其被容纳在衬套的周向凹槽内。花键和凹槽之间的重叠意味着虽然轴可以相对于衬套旋转，但是轴相对于衬套的轴向运动受到限制。此外，沿轴传递的任何轴向力都可能导致轴的花键与衬套的凹槽结合，从而导致旋转阻力和轴与衬套的损坏。因此，在非接触式密封件中，通常需要精确控制轴相对于衬套的轴向位置，从而增加了密封组件的复杂性。

本发明的一个目的是消除或减轻与已知密封组件相关的，无论是在本文中还是在别处确定的一个或多个问题。本发明的另一个目的是提供一种替代的密封组件和/或密封方法。

涡轮是众所周知的用于将流动气体内的动能转化为有用功的装置。特别是，已知的涡轮将流动气体的动能转化为涡轮转子(或涡轮叶轮)的旋转。转子的旋转可以通过合适的连杆传递到任何适合做有用功的装置。这种装置的示例包括发电机(使得涡轮形成动力涡轮的一部分)和压缩机(使得涡轮形成涡轮增压器的一部分)。

如本领域公知的，涡轮增压器通过它们的涡轮接收来自内燃机的废气并因此使涡轮增压器的涡轮叶轮旋转以驱动压缩机叶轮旋转。压缩机叶轮吸入气体并对其加压，使得压缩机输出的气体与压缩机入口处的气体相比处于升高的压力(或增压)。涡轮增压器的压缩机的输出(即处于增压压力下的气体)可以被供给到内燃发动机的入口，涡轮增压器构成该内燃发动机的一部分。

在一些应用中，可能需要涡轮旁路阀来使涡轮所附接的发动机产生的废气绕过涡轮，使其流到发动机系统的下游部件，例如废气后处理系统，而不通过涡轮。通常，这种旁路阀被提供为提升阀或瓣式阀。然而，也已知将旁路阀设置为旋转式阀。这种旋转阀包括主体，该主体限定用于在阀的入口和阀的第一出口之间传输流体的主导管。主体还限定了横向于通过主导管的流动方向延伸的大致圆柱形的阀腔，以及流体连接到圆筒形孔的第二出口。第一出口将流体输送到涡轮的入口，而第二出口限定了旁路通道，该旁路通道绕过涡轮叶轮将流体直接输送到涡轮的出口。旋转阀还包括被支撑以围绕阀腔的纵向轴线旋转的阀构件。阀构件通常包括沿阀构件的弦从阀构件的一例延伸到另一侧的一个或多个通道，使得流体可以从入口转移到第一和/或第二出口。

已经发现，在使用过程中，一些废气可能会围绕阀构件的外部泄漏。这对涡轮的性能是有害的，例如在不需要旁路的运行条件期间废气泄漏到旁路通道中的情况。因此，并非所有废气都通过涡轮叶轮，因此在“无旁路”操作条件下涡轮的效率降低。

因此，本发明的另一个目的是消除或减轻旋转阀的缺点，特别是与涡轮机一起使用的旋转阀的缺点，无论是在本文中还是在别处指出。本发明的另一个目的是提供一种替代的旋转阀。

根据本发明的第一方面，提供了一种密封组件，包括第一部件和与第一部件间隔开的第二部件以限定用于将流体从密封组件的入口转移到密封组件的出口的通道，其中，第一部件包括至少部分地限定通道的凹面，并且其中，第二部件的任何部分都没有延伸到通道的由凹面界定的部分中。

“凹面”基本上是指形成在部件表面上的任何凹面几何形状。凹面构造成在通道中流动的流体(例如从密封组件的入口流到密封组件的出口的流体)中产生涡流。在凹面的区域中，通道的宽度在通道的总长度的一部分上被扩大。随着通道变宽，流动的雷诺数增加，导致湍流。因此，凹面的存在在流过密封组件的流体中产生湍流。凹面中的湍流流体会形成涡流，使流体因摩擦而失去能量。此外，由于涡流是低压，涡流会吸入通过的流体，导致流体在穿过凹面时走一条游荡的路径。因此，流动中涡流的存在阻碍了流体通过密封组件的总流速，从而对流体通过通道的泄漏产生阻力。因为流过通道的阻力是由涡流产生的，所以不需要接触式密封件在第一部件和第二部件之间密封。因此，密封组件可被描述为非接触式密封组件。

“由凹面界定的通道部分”是指由凹面本身的几何形状限定的自由空间的体积。换句话说，“由凹面界定的通道部分”可以限定在第一部件的限定凹面的部分和第一部件的假想表面之间，该假想表面在凹面上方延伸并且如果凹面不存在则其将存在。例如，如果凹面是由第一部件形成的半球形凹口，则由半球形凹口界定的通道部分是由半球本身限定的空间区域。特别地，第二部件的任何部分都不存在于半球内，并且第二部件的任何部分都不能从半球的外部进入半球。应当理解，放置在第一部件和第二部件之间的任何中间部件都可以被视为第一或第二部件的限定部分。例如，如果中间部件不延伸到由第一部件限定的凹面中，则具有放置在第一部件和第二部件之间的中间部件的密封组件将形成本发明的第一方面的一部分。在这种情况下，中间部件本身可以被认为是第二部件，或者可以被认为是形成第二部件的组成部分。

应当理解，一些流体必须流出密封组件的出口，以便发生湍流。因此，密封组件允许一定量的泄漏。然而，与密封组件所容纳的流体体积相比，密封组件允许的泄漏量通常可以忽略不计，因此可以说密封组件起到密封的作用。

第一部件和第二部件能够相对于彼此移动。因为第二部件的任何部分都没有延伸到由凹面界定的通道部分中，所以第一部件和第二部件相对于彼此具有更大的运动自由度。例如，如果第一部件和第二部件是板，则它们将能够在板之间限定的平面内沿任何方向移动，同时仍然提供足够的密封。同样，如果第一部件是包括圆筒形孔的壳体，而第二部件是容纳在孔内的轴，则第二部件将能够相对于孔旋转和轴向移动，同时保持足够的密封。换句话说，第一部件和第二部件在它们之间表现出多个自由度。相比之下，迷宫式密封件依赖于曲折路径的产生，其中迷宫式密封组件的一部分在两个或多个方向上与迷宫式密封组件的另一部分重叠，从而将迷宫式密封组件的部件之间的相对运动限制在单个自由度上。

密封组件可以限定从入口到出口的流体流动方向，并且其中，第一部件和第二部件可以相对于彼此大致平行于流体流动方向移动。“可以相对于彼此大致平行于流体流动方向移动”是指第一部件和/或第二部件可以沿流体流动方向或逆着流体流动方向移动。例如，第一部件可以是管状壳体并且第二部件可以是被支撑以在管状壳体内旋转的阀构件。流体流动的方向可以在阀构件和管状壳体之间周向地围绕阀构件的外侧。因为阀构件(即第二部件)没有延伸到管状壳体(即第一部件)的凹面中，所以阀构件在管状壳体内自由旋转。因此，密封组件特别适用于第一部件和第二部件必须沿泄漏方向或与泄漏方向相反地相对彼此移动的应用。应当理解，“平行”运动包括在平面内沿共同方向的运动和围绕轴线沿共同方向的运动。

凹面限定深度并且第一部件和第二部件限定间隙，并且凹面的深度与第一部件和第二部件之间的间隙的比率可以在大约2.5∶1至大约3.75∶1的范围内或者最好是至少约为3∶1。凹面的最大深度与第一部件和第二部件之间的最小间隙的比率可以最多约为15∶1、约为8∶1或约为5∶1，和/或可以至少约为4∶1。凹面的深度旨在包含凹面在其最深点处的深度。也就是说，凹面的最凹陷部分与限定通道剩余部分的第一部件的表面之间的距离。凹面的深度可以是凹面的最大深度。第一部件和第二部件之间的间隙旨在包括第一部件和第二部件之间在它们最靠近在一起的点处的距离。间隙可以是第一部件和第二部件之间的最小间隙。上面给出的比率范围可同样适用于由第二部件限定的凹面，以及由第一和/或第二部件限定的任何附加凹面。

凹面可以限定细长的凹部。也就是说，凹部可以限定长度和与长度正交的宽度，并且凹部的长度通常可以长于凹部的宽度。此外，第一部件可以限定长度并且凹部可以沿着第二部件的长度的至少一部分延伸。在凹面是细长的凹部的情况下，沿凹面的整个长度产生湍流。因此，流体更难从入口流到出口而不通过凹面。也就是说，减少了流体绕过凹面外侧的机会。因此，更多泄漏的流体将受到流体流动的阻力，从而改善密封。或者，凹部可以延伸第二部件的整个长度。在这种情况下，穿过通道的所有流体在到达密封组件的出口之前必须通过凹面。因此，所有泄漏的流体都会受到流体流动的阻力，从而提高了密封性。凹部可以限定大致笔直的路径，或者凹部可以包括一个或多个弯曲部，使得凹部限定弯曲的路径。例如，凹部的路径可以是正弦曲线或锯齿形的。

凹面可以限定大致半圆形的横截面。在第二部件包括凹面的情况下，第二部件的凹面也可以限定半圆形横截面。此外，在第一和/或第二部件包括多个凹面的情况下，多个凹面中的每个凹面可以限定半圆形的横截面。应当理解，由于凹面是半圆形的，所以在凹面与通道连接的点处，凹面相对于通道的角度大约为90°。通道和凹面之间的角度很锐利，这会导致进入凹面的流动中断，从而促进涡流的形成并导致对流体流动的阻力增加。

凹面可以限定不对称的横截面。“不对称的横截面”是指关于中心点或纵向中心线不对称的任何横截面形状。不对称的横截面的示例包括铲形和锯齿形轮廓。

通道可以限定长度，并且通道的长度与凹面的深度的比率可以至少约为20∶1。已经发现，当通道的长度是凹面深度的至少20倍时，这提供了改进的密封。

凹面可以限定在约10μm至约50μm范围内的表面粗糙度。优选地，表面粗糙度可以是大约25μm。

凹面可以在最小深度和最大深度之间平滑过渡。“平滑过渡”是指凹面的几何形状以不包括台阶、尖角或边缘的方式变化。因此，凹面的几何形状将至少部分弯曲。

第一部件可以包括至少部分地限定通道的多个凹面。每个凹面都能够产生涡流，该涡流起到阻碍流过密封组件的作用。因为第一部件包括多个凹面，所以包括涡流的湍流的量增加并且因此密封组件表现出增加的流动阻力。第一部件可以包括至少五个凹面。

凹面可以串联设置在密封组件的入口和密封组件的出口之间。“串联设置”是指当流体从入口穿过密封组件到出口时，流体将依次通过多个凹面中的每一个，一个接一个。每个凹面将具有产生一定量的湍流的作用，该湍流将起到阻止流过通道的作用。因此，由于凹面是串联排列的，所以流动将通过多个腔。每个凹面产生的湍流的累积效应增加了流过密封组件的总阻力。

每个凹面可以限定在从入口到出口的方向上的宽度，并且凹面的宽度可以大致相等。也就是说，每个凹面可以限定横向的宽度，并且这些凹面的宽度可以大致相同。第一部件的凹面的宽度可以彼此大致相同，并且可以进一步与第二部件的任何凹面的宽度相同。

每个凹面可以限定中心，并且这些凹面的中心可以彼此间隔开至少大约为凹面宽度的两倍。也就是说，在第一和/或第二部件包括多个凹面的情况下，凹面可以彼此间隔开至少大约为凹面的宽度的两倍。因此，对于具有大致相同宽度的一对凹面，凹面的中心将间隔开至少约大约为凹面的宽度的两倍。

多个凹面可以包括多个凹坑。也就是说，多个第一凹面中的每个凹面可以是凹坑。“凹坑”是指宽度和长度大致相同的凹口。凹坑将产生湍流，其作用是限制通过通道的流动。

多个凹面中的每一个可以限定深度，并且两个或更多个相邻凹面的深度可以不同。也就是说，在第一部件包括多个凹面的情况下，第一部件的凹面可以相对于彼此具有不同的尺寸。应当理解，不同尺寸的凹面能够在不同范围的流动条件下产生湍流，因此密封组件产生湍流的流动条件范围增加。在第二部件包括多个凹面的情况下，第二部件的多个凹面中的第一凹面可以限定第一深度，并且第二部件的多个凹面中的第二凹面可以限定第二深度，并且第一深度可以大于第二深度。

第二部件可以包括至少部分地限定通道的凹面，并且密封组件可以布置成使得第一部件的任何部分都没有延伸到通道的由第二部件的凹面界定的部分中。因为第一部件和第二部件都包括凹面，所以第一部件和第二部件都能够导致涡流的形成。此外，因为第一部件不延伸到第二部件的凹面中，反之亦然，所以第一部件和第二部件能够在多个不同方向上相对于彼此移动并因此表现出更大的移动自由度。应当理解，因为第一部件和第二部件能够相对于彼此移动，所以第一部件和第二部件的凹面可以定位成使得它们彼此对齐、彼此未对齐或彼此至少部分重叠。当凹面对齐时，这导致在第一部件和第二部件之间形成相对大的腔。由于腔较大，所以腔会使流体的雷诺数增加较大的量，从而使流动更容易出现湍流。然而，当凹面未对齐或重叠时，凹面的存在仍将产生湍流，因此无论第一部件和第二部件的相对对齐如何，都可以提供良好的密封。此外，因为第一部件的任何部分都没有延伸到第二部件的凹面中，所以这意味着第一部件和第二部件大致朝向和逆着流体流过密封组件的方向相对于彼此自由移动。

应当理解，第二部件的凹面可以具有与第一部件的凹面或第一部件的多个凹面相同或相似的几何形状。也就是说，第二部件的凹面可以具有上文关于第一部件的凹面讨论的任何可选特征。

第一部件的凹面可以限定第一深度并且第二部件的凹面可以限定第二深度，并且第一深度可以与第二深度不同。

“深度”是指与整体流动方向正交的凹面的尺寸。例如，如果第一部件和第二部件通常是平板，则每个凹面的深度是凹面沿垂直于由板限定平面的轴线的尺寸。因为第一部件的凹面深度与第二部件的凹面深度不同，所以两个凹面的相对体积也会不同。这在例如两个凹面的组合尺寸必须是特定体积的情况下是有利的，但是空间限制阻止了两个凹面被制成相同的尺寸。

第二部件可以包括至少部分地限定通道的多个凹面。因为第二部件还包括多个凹面，所以湍流的量进一步增加并且密封组件表现出增加的流动阻力。

应当理解，第二部件的多个凹面可以具有与第一部件的多个凹面相同的布置。也就是说，第二部件的多个凹面可以具有上文关于第一部件的多个凹面讨论的任何可选特征。例如，第二凹面的宽度可以与第一凹面的宽度相同。或者，第二凹面的宽度可以与第一凹面的宽度不同。

根据本发明的第二方面，提供了一种阀，该阀包括：壳体，其限定阀腔、与阀腔相邻的入口、与阀腔相邻的主出口，所述阀腔限定纵向轴线；以及阀构件，其设置在阀腔内并被支撑以绕阀腔的纵向轴线旋转，阀构件和壳体在它们之间限定间隙；以及根据本发明的第一方面的密封组件，其中：壳体包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的一个，阀构件包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的另一个，以及间隙包括密封组件的通道。

也就是说，壳体可以包括第一部件并且阀构件可以包括第二部件，或者壳体可以包括第二部件并且阀构件可以包括第一部件。“包括”应当理解为，壳体可以部分或全部由第一部件和第二部件中的一个组成，并且阀构件可以部分或全部由第一部件和第二部件中的另一个组成。同样，间隙可以部分或全部由密封组件的通道构成。因此，壳体和/或阀构件可以包括一个或多个凹面。“间隙”是指壳体和阀构件之间的空间区域，其将壳体与阀构件分隔开，使得阀构件相对于壳体自由旋转。

应当理解，壳体和/或阀构件的凹面(或多个凹面)被构造成导致在通过间隙的任何流体中形成涡流。涡流的存在将阻碍流体通过间隙的流动，从而减少通过间隙的泄漏。这在阀构件用于阻塞主出口和次出口中的一个或两个的情况下特别有利，因为将减少流体经由壳体和阀构件之间的间隙从入口泄漏到主出口和/或次出口的泄漏，而无需接触式密封件。此外，应当理解，在这样的实施例中，壳体的任何部分都不会延伸到阀构件的凹部中，并且阀构件的任何部分都不会延伸到壳体的凹面中。因此，阀构件能够在阀腔内自由旋转。

阀还可以包括与阀腔相邻的次出口。因此，阀构件可以用于选择性地控制流体能够进入的主出口和次出口中的哪一个。在一个实施例中，入口可以连接到废气源，主出口可以连接到涡轮入口，并且次出口可以连接到旁路通道，该旁路通道将废气输送到涡轮入口下游的位置。阀构件可以用于选择性地打开或关闭次出口，以控制能够绕过涡轮的废气量。涡轮可以是涡轮增压器的一部分。

阀构件可以包括：位于阀构件的第一纵向端处的第一端壁、位于与阀构件的第一端相反的阀构件的第二纵向端部处的第二端壁、以及在第一端壁和第二端壁之间延伸的腹板。在这样的实施例中，腹板可以用于选择性地阻挡壳体的主出口和次出口中的一个或两者。

第一端壁可被具有第一纵向延伸轴的第一端盖容纳，并且其中，第二端壁可被具有第二纵向延伸轴的第二端盖容纳。轴可以与壳体的纵向轴线对齐并且另外可以被构造为支撑阀构件以在阀腔内旋转。因此，端盖可以支撑阀构件以在阀腔内旋转。

腹板可以包括第一部件，并且第一部件的凹面可以由腹板的外表面限定。例如，腹板可以包括形成在腹板外表面上的一个或多个纵向延伸的凹部。腹板的纵向延伸的凹部将导致在阀构件和壳体(或套筒)之间的间隙中形成涡流，从而阻碍流体围绕阀构件的外侧流动。

壳体可以包括套筒并且套筒可以包括第一部件。套筒可以是第一部件。套筒可以与壳体分开制造。与壳体相比，套筒相对较小，因此与壳体相比，更容易控制套筒的几何形状(即公差)。因此，将第一部件提供为套筒使阀的制造成本更低。套筒可以被认为是壳体的一部分。凹面可以形成在套筒的内表面上。套筒可以包括一个或多个纵向延伸的凹部，该凹部限定了凹面。

阀构件可以包括在壳体和套筒之间的内壳体。内壳体和阀构件可以至少部分地限定由壳体容纳的匣。在这样的实施例中，因为阀构件和内壳体形成匣，所以更容易与阀的壳体分开控制内壳体、阀构件和套筒的几何形状(即公差)。因此，阀更便宜且更容易制造。

入口、主出口和次出口限定平面。纵向轴线横向于平面延伸。阀可以是用于涡轮的旋转涡轮控制阀。

根据本发明的第三方面，提供了一种涡轮系统，该涡轮系统包括：具有涡轮壳体和涡轮叶轮的涡轮；旁路通道；以及根据根据本发明的第二方面的任何阀；其中，阀的主出口与涡轮壳体的入口流体连通，阀的次出口与旁路通道流体连通，并且其中，旁路通道还与涡轮壳体的出口流体连通。

阀构件的旋转将导致阀构件阻塞或疏通旁路通道，从而控制从阀入口到涡轮叶轮和/或旁路通道的流体流动。然而，因为阀包括本发明的第一方面的密封组件，所以减少了在阀构件和壳体之间围绕阀构件的流体泄漏。本发明的第一方面的密封组件特别适合这种应用，因为由于密封组件的第一部件和/或第二部件的任何部分都没有延伸到由第一部件和/或第二部件中的另一个限定的凹面中的事实，所以它表现出更大的运动自由度。

根据本发明的第四方面，提供了一种包括根据本发明的第二方面的阀的涡轮。涡轮包括涡轮壳体。涡轮壳体限定阀的壳体。这种涡轮可以包括：限定阀腔的涡轮壳体，该阀腔限定纵向轴线，与阀腔相邻的入口，与阀腔相邻的主出口，以及阀构件，其设置在阀腔内并被支撑以绕阀腔的纵向轴线旋转，阀构件和涡轮壳体在它们之间限定间隙；以及根据本发明的第一方面的密封组件，其中：涡轮壳体包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的一个，阀构件包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的另一个，以及间隙包括密封组件的通道。涡轮和/或涡轮壳体可以形成涡轮系统的一部分。

根据本发明的第五方面，提供了一种用于涡轮增压器的叶轮组件，该叶轮组件包括：限定蜗壳的壳体；叶轮，其位于壳体内并被支撑以相对于壳体旋转，以及根据根据本发明的第一方面的密封组件，其中：壳体包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的一个，以及压缩机叶轮包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的另一个。密封组件可以用于提高叶轮组件的性能，例如压缩机或涡轮。

叶轮可以限定与壳体的一部分相对定位的背面以在其间限定泄漏通道，并且其中：背面包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的一个；以及壳体的一部分包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的另一个。在某些情况下，流体可能会通过叶轮背面和壳体之间限定的空间区域泄漏。由于空间区域中的压力低于壳体其余部分中的压力(即它通常低于压缩机或涡轮蜗壳内的压力)，所以可能会导致这种流体泄漏。然而，因为叶轮的背面包括第一部件和第二部件并且壳体包括第一部件和第二部件中的另一个，所以在空间区域中将产生湍流，这将阻碍流体流过空间区域。因此，将减少泄漏并提高叶轮组件的性能。

壳体可以是轴承壳。叶轮可以包括多个弯曲的叶轮叶片。壳体可以包括与叶轮叶片的曲线一致的弯曲轮廓。壳体的弯曲轮廓可以包括密封组件的第一部件。在某些情况下，流体可能会在叶轮叶片的尖端和壳体的相应部分之间泄漏。因为壳体包括第一部件，所以在壳体的弯曲轮廓和尖端之间的流体中产生湍流，其作用是阻止泄漏并因此提高叶轮组件的性能。

叶轮可以包括限定尖端的多个叶轮叶片。尖端可以包括密封组件的第一部件。例如，叶轮叶片的尖端可以包括在叶轮叶片的尖端和壳体之间产生湍流以阻止流体泄漏的凹部或凹坑。

叶轮叶片尖端的径向外端可以包括小翼。小翼增加了泄漏流体必须流过的表面积，从而进一步阻止泄漏。小翼可以例如通过铸造作为叶轮叶片的一部分并且可选地随后被机加工来制造。

叶轮组件可以是压缩机组件。例如，叶轮可以是压缩机叶轮，而壳体可以是压缩机壳体。压缩机组件可以是涡轮增压器的一部分。叶轮组件可以是涡轮组件。例如，叶轮可以是涡轮叶轮，而壳体可以是涡轮壳体。涡轮组件可以是涡轮增压器的一部分。

根据本发明的第六方面，提供了一种轴组件，该轴组件包括：壳体，其限定具有第一直径的孔；容纳在孔内的轴，该轴限定比第一直径窄的第二直径，以便限定壳体和孔之间的间隙；以及根据本发明的第一方面的密封组件，其中：壳体包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的一个，以及轴包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的另一个。间隙可以包括密封组件的通道。

第一部件的凹面可以包括周向延伸的凹槽。壳体可以是轴承壳并且轴可以是涡轮增压器轴。壳体可以是涡轮壳体或衬套。轴可以是排气门轴。

根据本发明的第七方面，提供了一种可变几何涡轮，包括：至少部分地限定环形入口通道的壳体；涡轮叶轮，其定位在壳体内并被支撑以相对于涡轮壳体旋转；包括多个喷嘴叶片的喷嘴环；护罩，其包括多个孔口，该孔口构造成容纳喷嘴叶片，其中，喷嘴环和护罩构造成在它们之间进行相对运动；以及根据本发明的第一方面的密封组件，其中：喷嘴环包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的一个，以及壳体包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的另一个。应当理解，壳体可以是涡轮壳体和/或轴承壳。喷嘴环可以相对于壳体移动，和/或护罩可以相对于壳体移动。

根据本发明的第八方面，提供了一种可变几何涡轮，包括：至少部分地限定环形入口通道的壳体；涡轮叶轮，其定位在壳体内并被支撑以相对于涡轮壳体旋转；包括多个喷嘴叶片的喷嘴环；护罩，其包括多个孔口，该孔口构造成容纳喷嘴叶片，其中，喷嘴环和护罩构造成在它们之间进行相对运动；以及根据本发明的第一方面的密封组件，其中：喷嘴环包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的一个，以及护罩包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的另一个。例如，在喷嘴叶片包括第一部件的情况下，喷嘴叶片可以包括位于前缘和/或后缘处的一个或多个凹面。

根据本发明的第九方面，提供了一种可变几何涡轮，包括：至少部分地限定环形入口通道的壳体；涡轮叶轮，其定位在壳体内并被支撑以相对于涡轮壳体旋转；包括多个喷嘴叶片的喷嘴环；护罩，其包括多个孔口，该孔口构造成容纳喷嘴叶片，其中，喷嘴环和护罩构造成在它们之间进行相对运动；以及根据本发明的第一方面密封组件，其中：壳体包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的一个，以及护罩包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的另一个。应当理解，壳体可以是涡轮壳体和/或轴承壳。喷嘴环可以相对于壳体移动，和/或护罩可以相对于壳体移动。

根据本发明的第十方面，提供了一种形成密封组件的方法，包括：提供具有凹面的第一部件，提供第二部件，将第一部件和第二部件间隔开以在它们之间限定通道，以及定向第一部件使得凹面至少部分地限定通道。该方法还可以包括支撑第一部件和第二部件以使其能够相对移动。应当理解，本发明的第十方面的形成密封组件的方法可以应用于本发明的第一至第九方面中的任何一个。

根据本发明的第十一方面，提供了一种阀，该阀包括：壳体，其限定阀腔、与阀腔相邻的入口、与阀腔相邻的主出口，所述阀腔限定纵向轴线，以及阀构件，其设置在阀腔内并被支撑以绕阀腔的纵向轴线旋转，阀构件和壳体在它们之间限定间隙；并且其中，壳体壳体和阀构件中的一个包括至少部分地限定间隙的凹面，并且其中，壳体和阀构件中的另一个的任何部分都没有延伸到由凹面界定的通道的部分中。

上面关于本发明的第一方面阐述的任何可选特征可以同等地应用于本发明的第二至第十一方面。如技术人员将理解的，本发明的一个方面的特征可以与本发明的任何其他方面的特征组合。

现在将仅通过示例并参考附图来描述本发明的实施例，其中：

图1是根据本发明的密封组件的第一实施例处于对齐构造的示意性剖视图；

图2是未对齐构造的第一实施例的示意性剖视图；

图3是重叠构造的第一实施例的示意性剖视图；

图4是根据本发明的包括多个凹部的密封组件的第二实施例的示意性剖视图；

图5是根据本发明的密封组件的第三实施例的示意性剖视图，其包括不等尺寸的凹部；

图6是根据本发明的密封组件的第四实施例的示意性剖视图，其包括凹部的交替图案；

图7是根据本发明的包括锯齿凹部的密封组件的第五实施例的示意性剖视图；

图8是根据本发明的包括舀状凹部的密封组件的第六实施例的示意性剖视图；

图9是根据本发明的密封组件的第七实施例的示意性剖视图，其包括尺寸减小的凹部；

图10是根据本发明的包括凹坑的密封组件的第八实施例的示意性剖视图；

图11是根据本发明的包括不同凹部几何形状的混合物的密封组件的第九实施例的示意性剖视图；

图12是根据本发明的包括光滑凹部的密封组件的第十实施例的示意性剖视图；

图13是旋转阀的示意性剖视图；

图14是图13的旋转阀的示意性局部横截面侧视图；

图15是图13和15的旋转阀的局部分解示意图；

图16是涡轮增压器的第一实施例的示意性横截面侧视图；

图17是涡轮增压器的第二实施例的示意性横截面侧视图；

图18是叶轮的一部分的示意性前视图；

图19是涡轮的排气门组件的示意性剖视图；

图20是涡轮的一部分的示意性剖视图；

图21是涡轮的排气门组件的示意性横截面侧视图；

图22是可变几何涡轮的一部分的示意性横截面侧视图；

图23是具有旋转阀的涡轮壳体的剖切透视图，该旋转阀包括根据本发明的密封组件；以及

图24是旋转阀的替代实施例的示意性剖视图。

在整个以下描述中，相同的附图标记用于指代本发明的不同实施例的等效或对应特征。在附图标记具有后缀的情况下，这表示所讨论的特征是本发明的同一实施例中存在的多个等效或对应特征之一。

图1示出了将第一环境4与第二环境6分隔开的密封组件2的横截面示意图。第一环境4和第二环境6都包含流体，例如液体或气体。第一环境4中流体的压力大于第二环境6中流体的压力。因此，第一环境4可以被称为高压环境并且第二环境6可以被称为低压环境。密封组件2限定了在图1的平面中水平定向的横向、垂直于图1的平面的纵向和在图1的平面中竖直定向的竖直方向。

密封组件2包括第一部件8和第二部件10。第一部件8和第二部件10能够在纵向和横向方向上相对于彼此移动。然而，在其他实施例中，第一部件8和第二部件10可以相对于彼此固定。第一部件8例如可以是固定壁构件，而第二部件10可以是例如可动致动构件。为了清楚起见，图中仅示出了第一部件8和第二部件10的一部分。第一部件8和第二部件10可以具有适合于它们的特定应用的基本上任何形状。然而，为了简单起见，第一部件8和第二部件10可以假设沿着密封组件2的纵向大致为棱柱形。然而，在替代实施例中，第一部件8和第二部件10可以具有大致旋转的构造。例如，第一部件8和第二部件10中的一个可以是大致圆柱形的并且第一部件8和第二部件10中的另一个可以包括孔。

第一部件8和第二部件10彼此间隔开以在它们之间限定通道12。通道12限定了高压环境4一例的入口14和低压环境6一例的出口16。通道12经由入口14将高压环境4流体连接到低压环境8和出口16。第一部件8包括凹部18并且第二部件10包括凹部19。凹部18是由第一部件8形成的凹面，凹部19是由第二部件10形成的凹面。第一部件8(或位于第一部件8和第二部件10之间的任何中间部件)的任何部分都没有延伸到由第二部件10的凹部19界定的空间区域中，并且第二部件10的任何部分(或位于第一部件8和第二部件10之间的任何中间部件)都没有延伸到由第一部件8的凹部18界定的空间区域中。第一部件8和第二部件10的凹部18、19可以以任何合适的方式制造，例如通过铸造、机械加工、化学蚀刻、增材制造等。

第一部件8和第二部件10的凹部18、19在第一部件8和第二部件10的纵向方向上延伸。凹部18、19与通道12流体流动连通，使得凹部18限定通道12的部分边界。凹部18、19的横截面通常是半圆形的，但可以限定任何合适的横截面，如下所述。第一部件8还包括上游驻留部分20a和下游驻留部分20b。驻留部分20a、20b位于第一部件8的凹部18的两侧，使得上游驻留部分20a在高压环境4的一例，而下游驻留部分20b在低压环境4的一例。第二部件10还包括位于第二部件10的凹部19两侧的上游驻留部分21a和下游驻留部分20b。

图1示出了密封组件2的对齐构造。在对齐构造中，第一部件8和第二部件10被定位成使得上游驻留部分20a、21a、凹部18、19和下游驻留部分20b、21b彼此相对对齐。第一实施例的凹部18、19的横截面通常为半圆形。上游驻留部分20a、21a限定了通道12的上游喉部22a，并且下游驻留部分20b、21b限定了下游喉部22b。喉部22a、22b限定了通道12的在第一部件8和第二部件10之间具有最窄间隙的部分。第一部件8的凹部18和第二部件10的凹部19限定腔24，其限定通道12的最宽部分。在使用期间，来自第一环境4的高压流体经由入口14进入通道12。上游喉部22a将流体引导至腔24，于是流体膨胀以填充腔24。在通过腔24之后，流体随后进入下游喉部22b并经由出口16离开通道12。

如图1所示，与沿着上游喉部22a和下游喉部22b的通道12在竖直方向上的宽度相比，在腔24处的竖直方向上的通道12的宽度大。从流体的角度来看，随着流体进入腔24，可用流动面积在相对短的距离内大量增加。因此，腔24中流体的雷诺数将高于流过喉部22a、22b的流体的雷诺数。由于雷诺数的增加，所以腔24内的流体将变得湍流，从而在腔24中形成涡流。此外，从图1可以看出，在上游喉部22a连接腔24的点处，凹部18、19的壁远离进入流体的流动方向延伸大约90°。凹部18、19相对于上游驻留部分20a、21a和下游驻留部分20b、21b的锐利边缘导致流动“中断”并在其膨胀进入腔24时开始再循环，从而帮助形成涡流。也就是说，由于凹部18、19的锋利边缘，当流体进入凹部24a、24b时，通过喉部22a、22b的流体的边界层分离，导致湍流。

涡流是局部低压区域，部分流体围绕该区域循环。流体的循环部分因与流体的其他部分的摩擦相互作用而失去能量。由于涡流是低压，涡流还用于吸入流体，导致流体在穿过腔24时蜿蜒曲折。由于流体蜿蜒曲折，流体的每一部分所经过的路径长度增加，因此增加了摩擦损失的能量。因此，腔24中涡流的存在阻碍了流体通过密封组件2的流动，从而降低了通过密封组件2的总流速。湍流耗散流动内的动能，耗散的能量由于摩擦而作为热能损失并导致流速降低。腔24中的涡流是瞬态的，使得涡流随时间产生和消散。产生的涡流的数量、大小和瞬态将取决于多种因素，尤其包括流过腔24的流体的类型、压力、密度、可压缩性和温度以及腔24本身的几何形状。

通常，通道12的宽度增加得越剧烈，该通道在产生涡流方面就越有效。因此，凹部18、19优选以大约90°连接喉部22a、22b，然而更浅的角度也可以有效地产生涡流，如下文所讨论的。

为了有效地产生湍流，凹部18的尺寸必须使得它们与上游喉部22a和下游喉部22b的宽度相比较大。第一部件8的驻留部分20a、20b和第二部件的驻留部分21a、21b之间在竖直方向上的间距限定了第一部件8和第二部件10之间的最小间隙。凹部18、19限定最大深度，最大深度是凹部18、19的最深点与相邻驻留部分20a-b、21a-b之间的距离。为了在凹部18、19内产生足够的湍流，凹部18、19的最大深度与第一部件8和第二部件10之间的最小间隙的比率优选地在大约2.5∶1至大约3.75∶1，并且优选地至少在大约3∶1左右(但是在此范围之外仍可能发生湍流)。在一些实施例中，该比率可以是至少大约4∶1。应当理解，通常，凹部18、19的最大深度与第一部件8和第二部件10之间的最小间隙的比率越大，密封组件2在产生湍流方面就越有效。然而，已经发现，在某些情况下，如果凹部18、19的最大深度与第一部件8和第二部件10之间的最小间隙的比率不大于大约15∶1，则是可行的。在一些实施例中，该比率可小于约8∶1或5∶1。例如，凹部18、19可以限定大约0.5mm、1.0mm或1.5mm的直径。已经发现，当凹部的直径小于大约0.5mm时，密封效果较差。一般而言，当凹部18、19较大时密封更有效，但是凹部18、19的最大尺寸可能由封装限制规定。第一部件8和第二部件10之间的最小间隙可以是大约0.1mm、0.2mm、0.3mm或0.4mm。

因为第一部件8和第二部件10之间的最小间隙相对于凹部18、19的最大深度相对较小，所以当流体通过喉部22a、22b时被加速。可以选择最小间隙的尺寸以确保通过第一喉部22a的流体在进入腔24之前达到最小速度。一旦流动进入腔24，它就会减速，从而产生湍流。此外，因为第一部件8和第二部件10之间的最小间隙相对于腔体24的尺寸通常较小，所以上游喉部22a和下游喉部22b也由于摩擦而提供流动阻力。在上游喉部22a和下游喉部22b处的第一部件8和第二部件10之间的距离越窄，喉部22a、22b对流动施加的摩擦阻力就越大。因此，选择第一部件8和第二部件10之间的最小间隙距离使其尽可能小是有益的。喉部22a、22b提供的摩擦阻力将有助于密封组件2提供的总流动阻力。

第一部件可以限定沿流体流动方向的方向上(即，图1中从左到右)的密封长度。特别地，密封长度是从通道12的入口14到通道12的出口16的距离。优选地，对齐构造中的密封长度与凹部18、19的最大深度之比至少为20∶1。

图2示出了处于未对齐构造的本发明的第一实施例的密封组件2。特别地，第一部件8相对于第二部件10定位成使得第一部件8的上游驻留部分20a与第二部件10的凹部19相对，并且第一部件8的凹部18与第二部件10的下游驻留部分21b相对。在使用期间，流体进入入口14并进入限定在第一部件8的上游驻留部分20a和第二部件10的上游驻留部分21a之间的通道12的第一喉部22a。然后流体进入限定在第一部件8的上游驻留部分20a和第二部件10的凹部19之间的第一腔24a。当流体进入第一腔24a时，可用于流体流动的横截面积在短距离内急剧增加，因此第一腔24a中的流体变得湍流并导致涡流的形成。如上文关于对齐构造所述，第一腔24a中的涡流形成阻碍流体流出第一腔24a的屏障。

第一腔24a中的流体然后进入限定在第一部件8的上游驻留部分20a和第二部件10的下游驻留部分21b之间的第二喉部22b。在第二喉部之后，流体通过限定在第一部件8的凹部18和第二部件10的下游驻留部分21b之间的第二腔24b。与第一腔24a一样，当流体进入第二腔24b时，可用于流体流动的横截面积在短距离内急剧增加，因此第二腔24b中的流体变得湍流。至于第一腔24a，第二腔24b中的湍流流体也将包括阻碍流体流入和流出第二腔24b的涡流。第二腔24b中的流体然后进入限定在第一部件8的下游驻留部分20b和第二部件10的下游驻留部分21b之间的第三喉部22c。一旦流体已经通过第三喉部22c，它就经由出口16离开密封组件。

如图2所示，在流体进入第一腔24a和第二腔24b的点处的凹部18、19的几何形状与流体流动的总体方向偏离大约90°。因此，从流体的角度来看，即使第一腔24a和第二腔24b的一例由驻留部分20a、21b限定，并因此保持“平坦”，流体流动的可用面积也在相对短的距离内急剧增加。因此，即使第一部件8和第二部件10的凹部18、19没有对齐，由凹部18、19的几何形状提供的流动面积的扩大仍然会产生足够的湍流来阻止流体流过密封组件2。此外，当流体进入第一腔24a和第二腔24b时，凹部18、19的锐利边缘也导致流体“中断”，从而导致额外的湍流阻碍流体通过密封组件2。为了在凹部18、19未对齐时提供足够的密封能力，有利的是基于未对齐构造中的期望密封性能来选择凹部18、19的尺寸以及第一部件8和第二部件10之间的最小间隙。

图3示出了处于重叠构造的本发明的第一实施例的密封组件2。重叠构造是第一部件8和第二部件10的任何构造，其中，凹部18、19横向重叠但未完全对齐。在图3的构造中，第一部件8相对于第二部件10定位，使得第一部件8的凹部18的一部分与第二部件10的第二驻留部分21b的一部分和第二部件10的凹部19的一部分相对。同样地，第二部件10的凹部19的一部分与第一部件8的第一驻留部分20a的一部分和第一部件8的凹部18的一部分相对。因此，凹部18、19限定了大致S形的构造。

在使用期间，在重叠构造中，流体经由入口14进入密封组件2并进入限定在第一部件8和第二部件10的上游驻留部分20a、21a之间的第一喉部22a。然后，流体进入限定在凹部18、19、第一部件8的上游驻留部分20a和第二部件的下游驻留部分21b之间的腔24。当流体从第一喉部22a进入腔24时，限定在第二部件10的凹部19和第一部件8的第一驻留部分20a之间的可用流动面积急剧增加，导致在流动中产生涡流。此外，第一驻留部分21a和第二部件10的凹部19之间的尖锐边缘也导致流动“中断”，导致进一步的湍流。此外，第一部件8的第一驻留部分20和凹部18之间的尖锐边缘以及第二部件10的第二驻留部分21b和凹部19之间的尖锐边缘也起到“阻断”流动的作用，从而引起进一步的湍流和涡流产生。因此，在重叠构造中通过腔24的流动足够湍流以阻碍通过密封组件2的流动。

可以看出，在所有对齐、未对齐和重叠构造中，密封组件2都能够提供对流体流动的阻力。然而，因为流动阻力是由涡流引起的，并且涡流是由流体本身形成的，所以不需要额外的密封构件来阻止流过密封组件。此外，如上所述，涡流由第一部件8和第二部件10之间的可用流动面积的急剧增加产生。因此，密封装置2不需要限定曲折路径以阻止流动。因此，第一部件8和第二部件10不需要为了提供密封而在图1至图3的竖直方向上重叠的特征。换句话说，第一部件8的任何部分都没有延伸到第二部件10的凹部19中，并且第二部件10的任何部分都没有延伸到第一部件8的凹部18中。此外，没有中间部件，例如密封元件，延伸到第一部件8的凹部18或第二部件10的凹部19中。因此，凹部18、19基本上没有固体物体，并且只有流体进出凹部18、19。

因为第一部件8和第二部件10基本上没有固体物体，所以第一部件8和第二部件10可以在横向和纵向上相对于彼此自由移动，而第一部件8和第二部件10之间的最小间隙(即第一部件的驻留部分20a、20b与第二部件10的驻留部分21a、21b之间的竖直距离)保持相同。因此，与例如迷宫式密封件相比，密封装置2提供了在第一部件8和第二部件10之间增加的运动自由度。

穿过密封组件的流体限定了从入口14到出口16的流体流动方向。参考图1至图3，流体流动方向通常平行于横向。如上所述，因为第一部件8的任何部分都没有延伸到第二部件10的凹部19中，并且因为第二凹部10的任何部分都没有延伸到第一凹部10的凹部18中，这意味着第一部件8和第二部件10可以大致朝向和逆着流体流动的方向相对于彼此自由移动。因此，密封组件2特别适用于需要第一和第二部件在流体流动方向上移动的应用。

凹部18、19的表面可以是粗糙的或光滑的。已经发现，当凹部18、19具有在约10μm至约50μm、优选约25μm的范围内的表面粗糙度(Ra)时，密封性能得到改善。如果粗糙度低于此范围，则不会产生足够的湍流来耗散能量以形成密封。当粗糙度高于此范围时，流动开始停滞并阻止涡流的形成。已经发现，25μm的表面粗糙度(Ra)可提供最佳密封效果。用于这些目的的表面粗糙度是根据算术平均偏差Ra来测量的，然而基本上可以使用任何合适的表面粗糙度量度(例如均方根、Rq等)。驻留部分20a、20b、21a、21b可以具有任何合适的表面粗糙度，然而优选地，驻留部分20a、20b、21a、21b是光滑的，以避免在第一部件8接合第二部件10的情况下在两者相对移动时任何可能的磨削或磨损效应。

在替代实施例中，密封组件2的第一部件8和第二部件10可以包括多个凹部18、19。图4中示出了一个这样的实施例，其描绘了根据本发明的密封组件2的第二实施例的示意性横截面。本发明的第二实施例与第一实施例的不同之处在于第一部件8包括多个凹部18a-c，而第二部件10包括多个凹部19a-c。第二实施例的密封组件2以对齐的构造示出，使得第一部件8的第一凹部18a定位成与第二部件10的第一凹部19a相对，第一部件8的第二凹部18b定位成与第二部件10的第二凹部19b相对，并且第一部件8的第三凹部18c与第二部件10的第三凹部19c相对。第一部件8的多个凹部18a-c和第二部件10的多个凹部19a-c在它们之间限定了多个腔24a-c。第-部件8的凹部18a-c被多个驻留部分20a-d隔开，并且第二部件10的凹部19a-c被多个驻留部分21a-d隔开。第一部件8的驻留部分20a-d和第二部件10的驻留部分21a-d在它们之间限定了多个喉部22a-d，其方式与上面关于第一实施例所述的方式相对应。

在使用期间，流体从高压环境4经由入口14进入密封组件2并进入第一喉部22a。然后流体随后流出第一喉部22a，并通过第一腔24a、第二喉部22b、第二腔24b、第三喉部24c、第三腔24c和第四喉部24d。最后，流体经由出口16流出密封组件2并进入低压环境6。应当理解，第一部件8和第二部件10可以相对于彼此移动，从而使它们以与第一实施例相同的方式限定未对齐和重叠构造。

如上关于第一实施例所讨论的，由于第一部件8和第二部件10之间的狭窄间隙以及由驻留部分20a-d、21a-d施加在流体上的摩擦力，喉部22a-d将对流体流动提供阻力。此外，每个腔24a-c将允许流体膨胀，从而以与第一实施例相同的方式形成涡流。然而，由于第二实施例的密封组件包括多个串联布置的喉部22a-d和腔24a-c，所以流经第二实施例的密封组件2的总阻力高于第一实施例的密封组件2的总阻力。换句话说，喉部22a-d和腔24a-d中的每一个将导致流体损失相关量的能量。流体从入口14流向出口16时损失的总能量是喉部22a-d和腔24a-d中的每一个的相关能量的总和。因此，通过增加流体必须通过的喉部22a-d和腔24a-d的数量，可以增加通过密封组件2的能量损失总量。因为当流体通过密封组件2时，更多的能量被流体损失，所以流过密封组件2的阻力增加，因此密封组件2的密封效率提高。然而，应当理解，对于大多数操作条件，腔24a-c将导致流体比喉部22a-d损失更多的能量，因此可以通过增加腔24a-d的数量来增加总阻力。

第一部件8和第二部件10可以包括基本上任意数量的凹部18、19。然而，已经发现，在第一部件8和/或第二部件10包括最少四个或五个凹部18、19的情况下密封性能得到改善。通常，随着凹部18、19的数量增加，密封性能将提高。然而，最少数量的四个或五个凹部18、19提供了有效的密封，同时节省了制造更多凹部18、19的成本。对于给定的密封长度，通常优选增加凹部18、19的数量而不是增加各个凹部18、19的尺寸(例如直径)，因为这将产生更有效的密封。然而，凹部18、19的总数可能取决于封装限制。

凹部18a-c、19a-c可以在横向上以任何合适的距离彼此间隔开。特别地，凹部可以布置成使得每个凹部的中心与相邻凹部的中心间隔开等于凹部宽度的距离，凹部宽度的1.5倍的距离，凹部宽度的2倍的距离，凹槽宽度的2.5倍或更多的距离。然而，已经发现每个凹部中心之间的最佳横向间距大约是凹槽宽度的至少2倍。特别地，在图4的实施例中，第一部件8的凹部18a-c、第二部件10的凹部19a-c中的每一个限定了横向上的宽度，并且每个凹部18a-c、19a-c的宽度大致相同。此外，第一部件8的第二和第三驻留部分20b、20c以及第二部件10的第二和第三驻留部分21b、21c各自限定的横向宽度大致等凹部18a-c，19a-c的宽度。这样，第一部件8的第一凹部18a的中心与第一部件8的第二凹部18b的中心间隔开凹部18a-c的宽度的大约2倍。这同样适用于第一部件8的第二和第三凹部18b、18c之间的间距以及第二部件10的凹部19a-c之间的间距。当凹部之间的横向间距至少是每个凹部宽度的2倍时，这确保在第一部件8相对于第二部件10的所有位置都将存在喉部。喉部的存在起到了限制器的作用，导致更大的流动阻力。然而，应当理解，当凹部之间的横向间距增加到凹部宽度的2倍以上时，较少的凹部可以安装在第一部件8和第二部件10上。因此，希望将凹部18a-c、19a-c的横向间距保持为尽可能接近其宽度的两倍。

在一些实施例中，第一部件8的凹部18可以具有与第二部件10的凹部19不同的尺寸和形状。图5示出了根据本发明的密封组件2的第三实施例的示意性剖视图。本发明的第三实施例与本发明的第二实施例的不同之处在于，第一部件8的凹部18a-c大于第二部件10的凹部19a-c。在图5所示的实施例中，当当第一部件8和第二部件10处于对齐构造时，第一部件8的凹部18a-c和第二部件10的凹部19a-c一起限定大致圆形的腔24a-c。然而，第一部件8的凹部18a-c限定圆形腔24a-c的主要部分并且第二部件的凹部19a-c限定圆形腔24a-c的次要部分。因此，喉部22a-d不与圆形腔24a-c的中心对齐。喉部22a-d可以远离圆形通道的中心移位任何合适的距离，例如等于圆形腔24a-c的半径的大约一半的距离。

因为第一部件8的凹部18a-c与第二部件的凹部19a-c具有不同的尺寸和形状，所以喉部22a-d从腔24a的中心垂直偏移。这例如在不可能在第二部件10的表面上产生大的腔的情况下可能是有利的，例如当第二部件10在竖直方向上的厚度相对较薄的情况下。

图6示出了根据本发明的密封组件2的第四实施例。密封组件2的第四实施例与第三实施例的不同之处在于第一部件8的第二凹部18b小于第二部件10的第二凹部19b。这样，关于第一部件8和第二部件10的凹部中的哪一个大于另一个的关系对于第二凹部18b、19b是相反的。在其他实施例中，对于多个凹部18、19中的任何一个，这种关系可以颠倒。

图7示出了根据本发明的密封组件2的第五实施例。密封组件2的第五实施例与密封组件2的第一至第四实施例的不同之处在于第一部件8和第二部件10的凹部18、19限定了大致锯齿状轮廓。也就是说，凹部18、19从上游到下游是不对称的。参考第一部件8的第二凹部18b，锯齿状轮廓包括倾斜部分26、平坦部分28和竖直部分30。倾斜部分26在上游驻留部分(例如第一部件8的第二驻留部分20b)和平坦部分28之间延伸。倾斜部分26与横向成角度，使得通道12的宽度在从上游驻留部分20b到平坦部分28的方向上增加。倾斜部分26相对于横向的角度优选地在大约20°至大约70°的范围内，并且更优选地在大约20°到60°的范围内。平坦部分28在倾斜部分26和竖直部分30之间延伸。平坦部分28大致平行于横向，然而在替代实施例中，平坦部分28可以朝向或远离横向倾斜少量，例如在大约正负0°到5°范围内的角度。竖直部分30在平坦部分28和下游驻留部分(例如第一部件8的第三驻留部分20c)之间延伸。竖直部分30大致在竖直方向上延伸。也就是说，竖直部分30在图7的平面内大致垂直于横向延伸。然而，在替代实施例中，竖直部分30可以相对于竖直方向有少量角度，例如在大约正负0°到5°范围内的角度。

参考第二腔24b，在使用期间，流体从第二喉部22b进入第二腔24b。凹部18b、19b的倾斜部分26使通道12变宽，从而增加了第二腔24b中流体的雷诺数，导致湍流和涡流的形成。因为竖直部分30通常垂直于横向倾斜，所以第二腔24b中的一些流体将撞击竖直部分30。竖直部分30防止流体在横向上的进一步运动，并导致撞击的流体再循环，从而产生更多的涡流并导致额外的摩擦损失。应当理解，在替代实施例中，倾斜部分26和竖直部分30中的一个或多个(或全部)可以互换，使得锯齿轮廓被反转。在这样的实施例中，流体将进入竖直部分30一例的腔24a-c，使得流体将在腔24a-c中发生快速膨胀，从而产生湍流。

图8示出了根据本发明的密封组件2的第六实施例。密封组件2的第六实施例与密封组件2的第五实施例的不同之处在于凹部18、19限定了大致呈舀状的轮廓。这种舀状轮廓是不对称的凹部的另一个例子。参考第一部件8的第二凹部18b，舀状轮廓包括发散部分32、顶点34和回流部分36。发散部分32在上游驻留部分(例如第一部件8的第二驻留部分20b)和顶点34之间延伸。发散部分32与横向成角度，使得通道12的宽度在从上游驻留部分20b到顶点34的方向上增加。在上游驻留部分20b和发散部分32之间的连接处发散部分32相对于横向的角度优选地在约20°至约70°的范围内，并且更优选地在约30°至60°的范围内。顶点34在发散部分32和回流部分36之间延伸。回流部分36在顶点34和下游驻留部分，例如第一部件8的第三驻留部分20c之间延伸。在回流部分36和第一部件8的下游驻留部分20c之间的连接处，回流部分36优选地相对于竖直方向在大约0°至大约30°、大约5°至大约20°或大约10°至大约15°的角度范围内成角度。

参考第二腔24b，在使用期间，流体从第二喉部22b进入第二腔24b。凹部18b、19b的发散部分32使通道12变宽，从而增加了第二腔24b中流体的雷诺数，导致湍流和涡流的形成。此外，顶点34和回流部分36用于将腔室中的流体舀起，使得一部分流体开始朝向第二(即上游)喉部22b回流。“舀状”流体用于形成阻碍流过腔24b的屏障。此外，“舀状”流体将与从上游喉部22b进入第二腔24b的流体混合，从而导致进一步的湍流和涡流形成。应当理解，在替代实施例中，发散部分32和回流部分36中的一个或多个(或全部)可以互换，使得舀状轮廓反转。在这样的实施例中，流体将在回流部分36的一例进入腔24a-c，使得流体将在腔24a-c中发生快速膨胀，从而产生湍流。

图9示出了根据本发明的密封组件2的第七实施例。密封组件2的第七实施例与密封组件2的第二至第六实施例的不同之处在于第一部件8和第二部件10的凹部18a-c、19a-c的尺寸不同。特别地，第一凹部18a、19a大于第二凹部18b、19b，第二凹部18b、19b又大于第三凹部18c、19c。因此，第一腔24a大于第二腔24b，第二腔24b大于第三腔24c。这在驱动流过通道12的高压环境4和低压环境6之间的压差高度可变的情况下是有利的。特别地，当压差大时，流体流过通道12的速度会比较高，而当压差小时，流过通道12的流体速度会比较低。可以选择第一腔24a的尺寸，使得流过第一腔24a的流体的雷诺数足够大以导致即使在流体的速度相对较高时也能产生湍流。同样，可以选择第三腔24c的尺寸以使得当流体的速度相对较低时它能够产生湍流。因此，第七实施例的密封组件2能够确保在一系列不同的流动条件下产生湍流。此外，可以选择相邻凹部18a-c、19a-c之间的尺寸差异，使得在每个凹部18a-c、19a-c上发生恒定的压降。

图10示出了根据本发明的密封组件2的第八实施例。在密封组件2的第八实施例中，第二部件10包括多个凹坑38。凹坑38与前述实施例的凹部的不同之处在于凹坑38是形成在第二部件10的表面上的离散凹口，并且因此凹坑38是凹面的示例。凹坑38通常是圆形的，使得对于给定的凹坑38，凹坑38在横向上的宽度与凹坑38在纵向上的宽度大致相同。总的来说，凹坑38具有在第二部件10上形成粗糙表面的效果。粗糙表面在流过通道12的流体中产生湍流。由凹坑38产生的湍流包含涡流，因此增加了对流体流过密封组件2的的阻力。凹坑38可以通过机加工或压制第二部件10的表面形成。

图11示出了根据本发明的密封组件2的第九实施例。在第九实施例的密封组件2中，第一部件包括与锯齿状凹部18b、18d间隔开的三个半圆形凹部18a、18c、18d。同样，第二部件10包括三个半圆形的凹部19a、19c、19d，它们与锯齿状凹部19b、19d间隔开。因此，第一部件8和第二部件10的凹部形成半圆形和锯齿状轮廓的交替图案。此外，半圆形的凹部在竖直方向上限定的深度大于由锯齿状凹部限定的对应深度。应当理解，给定的凹部尺寸和几何形状将适合于为特定范围的流动条件产生涡流。因为第九实施例的密封组件2包括彼此具有不同形状和尺寸的两种不同类型的凹部，所以密封组件2将在更大范围的流动条件下引起涡流形成。

图12示出了根据本发明的密封组件2的第十实施例。在第十实施例的密封组件2中，第一部件8包括四个凹部18a-d并且第二部件10包括四个凹部19a-d。第一部件8的凹部18a-d和第二部件的凹部19a-d在峰点(第一部件8和第二部件10之间的距离最小的点)和谷点(第一部件8和第二部件10之间的距离最大的点)之间平滑过渡。凹部18a-d、19a-d用于扩散然后限制流过通道12的流。这会引起阻碍流过密封组件2的湍流。

尽管上面已经讨论了根据本发明的密封组件2的多个实施例，应当理解，密封组件2的进一步的实施例被设想为形成本发明的一部分。例如，在替代实施例中，凹部18、19可以包括除上述那些之外的横截面轮廓，包括例如：三角形、正方形、矩形或任何其他合适的横截面轮廓。这种轮廓可以是对称的，例如在第一到第四实施例中，或者可以是不对称的，例如在第五和第六实施例中。第一部件8和第二部件10可以包括基本上任何合适数量的凹部18、19。此外，应当理解，可以选择凹部18、19的尺寸和形状以在对应于密封组件的操作条件的流动条件范围内最有效地产生湍流。

在一些实施例中，第一部件8的凹部18的数量可以不等于第二部件10的凹部19的数量。在一些实施例中，第一或第二部件8、10中的一个可以不包括凹部，使得该侧由该部件限定的通道12的一部分完全由单个延伸的驻留部分组成。此外，在替代实施例中，第一部件8和第二部件10中的一个或两个可以包括未被驻留部分隔开的凹部。在进一步的实施例中，密封组件2可以包括不止一种类型的凹部尺寸或几何形状，例如三种或更多种类型。不同的凹部类型可以基本上以任何合适的图案布置。凹部18、19可以在第一和/或第二部件8、10的纵向上延伸第一和/或第二部件8、10的仅一部分或整个纵向延伸。密封组件2可以包括纵向延伸的凹部18、19和凹坑32的混合物。凹部18、19本身也可以包括形成在它们的表面上的凹坑32。还应当理解，在凹部18、19中不需要限定直线路径，而是可以限定弯曲、正弦或之字形路径或任何其他合适的路径几何形状。

在另外的实施例中，凹部18或第一部件8和/或第二部件10的凹部19可以是大致半球形或圆顶形的。凹部18、19可以基本上是任何球冠形状，并且不必一定是半球。已经发现，在凹部成形为球冠(包括半球)的情况下，密封效果与凹部18、19是细长凹槽的实施例大致相同。球冠可以以与上文关于其中，凹部18、19是细长凹槽的实施例描述的相同的距离和比例间隔开。

上述实施例的密封组件2可以在一系列不同的应用中实施。一种这样的应用是改进用于涡轮的旋转旁路阀的密封，例如在涡轮增压器系统内。然而，应当理解，密封组件2可以在基本上任何合适的阀中实施。

图13至图15描绘了用作涡轮控制阀的旋转阀100。旋转阀100可以用于例如包括涡轮增压器的发动机系统内。旋转阀100包括外壳体102、内壳体103、套筒105和阀构件104。外壳体102、内壳体103和套筒105通常是管状的。套筒105被容纳在内壳体103内并且内壳体103被容纳在外壳体102内。外壳体102、内壳体103和套筒105相对于彼此旋转固定。套筒105限定阀腔106，阀构件104定位在该阀腔106内。

外壳体102、内壳体103和套筒105限定入口108、主出口110和次出口112。入口108、主出口110和次出口112位于公共平面内并经由形成在外壳体102、内壳体103和套筒105中的开口从旋转阀100的外部延伸到阀腔106中。阀腔106通常是圆柱形的并且限定了旋转阀100的纵向轴线114，该纵向轴线114通常横向于由入口108、主出口110和次出口112限定的公共平面延伸(即，与图13的透视图正交)。在使用期间，入口108连接到内燃发动机(未示出)的排气口，从而其接收来自内燃发动机的废气。主出口110连接到涡轮(未示出)的入口，例如形成涡轮增压器的一部分。次出口112连接到旁路通道(未示出)，用于将废气输送到涡轮下游的位置而不通过涡轮。外壳体102的限定入口108、主出口110和/或次出口112的部分可以另外包括安装凸缘。

如图15中最清楚地示出，阀构件104通常是圆柱形的并且包括位于主体105的纵向相对端处的端壁126，它们通过纵向延伸的腹板130连接。阀构件104的直径可以是任何合适的尺寸，然而在本实施例中，阀构件104的直径在大约30mm至大约100mm的范围内。端壁126和腹板130限定通道124，该通道沿大致垂直于纵向轴线114的方向穿过主体105。端壁126被容纳在端盖116内，端盖116具有与纵向轴线114对齐的纵向延伸的轴118。端盖116相对于阀构件104旋转固定，例如通过使用过盈配合或粘合剂，使得阀构件104与端盖116一起旋转。

如图14和图15所示，内壳体103包括第一壳部分119和第二壳部分120。第一壳部分119、第二壳部分120和套筒105在图14中以横截面示出，以便于参考。然而，阀构件104和端盖116未以横截面示出，使得它们的外表面在图14中可见。第一壳体部分119和第二壳体部分120通常是杯形的，使得第一壳体部分119和第二壳体部分120至少部分地容纳阀构件104。第一外壳部分119包括用于容纳套筒105的阶梯部分122，并且第二壳体部分120邻接套筒105以将套筒105轴向地保持在第一壳体部分119和第二壳体部分120之间。端盖的轴118轴116延伸穿过第一壳体部分119的孔142和第二壳体部分120的孔144。轴118支撑阀构件104以在阀腔106内围绕纵向轴线114旋转。端盖116的轴118中的至少一个伸出旋转阀100并连接到致动机制(未示出)以控制阀构件104在阀腔106内的旋转位置。孔142、144还可以包括轴承或衬套以支撑阀构件104以进行旋转。尽管未在图14或15中示出，端盖116的最外径可使用物理接触式密封件抵靠第一壳体部分119和第二壳体部分120密封。端盖116起到将阀构件104保持在旋转阀100内并支撑阀构件104以用于旋转的作用。

阀构件104限定了闭合旁路构造和打开旁路构造。闭合旁路构造如图13所示并且对应于阀构件104的位置，在该位置，腹板130阻塞次出口112的入口(并因此阻塞旁路通道)同时允许流体从入口108流动到主出口110(并因此到涡轮)。打开旁路构造对应于阀构件104的位置，在该位置阀构件104已经旋转使得腹板130不再阻塞次出口112的入口(使得流体可以流到旁路通道)，同时还允许流体流到主出口110。这对应于图13中所示的阀构件104已经沿逆时针方向旋转大约90°的位置。

参考图13，套筒105包括多个面向内的凹部138并且阀构件104包括对应的多个面向外的凹部140。凹部138、140具有大约1.5mm的直径。两组凹部138、140大致平行于旋转阀100的纵向轴线114延伸。套筒105的面向内的凹部138形成在套筒105的大致圆柱形的内表面上，并且阀构件104的面向外的凹部140形成在腹板130的大致弓形的外表面上。腹板130的外表面和套筒105的内表面彼此间隔开狭窄的间隙154。间隙154是相对狭窄的间隙，其确保阀构件104在阀腔106内相对于套筒105自由旋转。

由于间隙154的存在，所以在使用过程中，一些废气能够通过阀构件104和套筒105之间的阀构件104泄漏。当阀构件104处于闭合位置时，废气的一部分气体可能从入口108泄漏到次出口112。泄漏的废气不通过涡轮，因此涡轮吸收的能量和涡轮的效率降低。然而，由于套筒105的面向外的凹部138和阀构件104的对应的面向内的凹部140的存在，经由间隙154泄漏到次出口112中的总速率降低。特别地，如上文关于密封组件2所描述的，凹部138、140导致涡流的形成，涡流的作用是基本上阻止废气流过阀构件104和套筒105之间的空间。因此，套筒105和阀构件104可以被认为对应于上述密封组件2的第一部件8和第二部件10。

因为凹部138、140产生阻止废气泄漏到次出口112中的涡流，所以旋转阀100不需要套筒105和阀构件104之间的接触式密封件。相反，如果在套筒105和阀构件106之间使用接触式密封件，这将施加相对大的摩擦力，从而阻止阀构件104的旋转。此外，因为凹部138、140是形成在套筒105和阀构件104的相对表面上的凹形特征，所以套筒105的任何部分都没有延伸到阀构件104的凹部140中并且阀构件104的任何部分都没有延伸到套筒105的凹部138中。因此，阀构件104可绕纵向轴线114相对于壳体102自由旋转。相比之下，传统迷宫式密封件不适用于在阀构件104和套筒105之间形成密封，因为为了为了形成迷宫式密封件，阀门构件104的一部分(或中间部件)将需要延伸到套筒105的一部分中(反之亦然)，这将防止阀构件104围绕纵向轴线114旋转。因此，旋转阀100在不限制阀构件104的运动的情况下提供改进的密封。

使用套筒105来限定面向内的凹部是有益的，因为套筒可以比外壳体102或内壳体103制造得更便宜。套筒105可以例如通过铸造、机加工或化学蚀刻制造。在一些实施例中，套筒105可以由波纹材料片制成以限定面向内的凹部138。应当理解，因为套筒105围绕阀构件104，所以套筒105可以被认为形成旋转阀100的壳体的一部分。此外，一些实施例可能不包括内壳体103。然而，使用内壳体103的好处是：阀构件104、端盖116、套筒105和内壳103可以预先组装到匣中，该匣然后简单地被插入外壳体102，从而提高组装的容易性。此外，因为匣的部件通常小于外壳体102，所以更容易控制匣中部件的几何形状(即公差)，从而避免需要严格控制相对较大的外壳体的几何形状。

然而，在替代实施例中，外壳体102或内壳体103可以限定多个面向内的凹部138。因此此类实施例可不包括套筒105。在又一实施例中，轴118可与阀构件104一体地形成，使得旋转阀100不包括端盖116(或者，换句话说，端盖116可以与阀构件104一体地形成)。通过消除端盖116和/或套筒105，限定旋转阀100所需的部件更少，因此旋转阀100的制造和组装更简单且更便宜。

壳体102和/或套筒105可以包括用于产生涡流的单个凹面或多个凹面。凹面(或多个凹面)可以具有用于产生涡流的基本上的任何几何形状，例如上文关于密封组件2描述的任何几何形状。

在一些实施例中，旋转阀100可以与双入口涡轮一起使用。因此，入口108、主出口110和次出口112可被分成两个轴向分开的部分(例如，通过在与阀腔106的纵向轴线114垂直的平面中存在分隔壁)。在这样的实施例中，阀构件104可以包括位于端壁126之间的分隔壁，以便将通道124分成两个轴向分离的部分。分隔壁的作用是防止瞬时压力波动导致通过旋转阀100的两个分离区段的废气之间的干扰。

图24显示了旋转阀100’，它是上述旋转阀100的替代实施例。在旋转阀100’中，主出口110’定位为与入口108相对，次出口112’定位为与入口108和主出口110’成大约90°。

已经发现，大约五个连续布置的凹部138、140提供了最佳的充分密封效果。因此，凹部138、140可以在泄漏点处或附近以五个为一组定位，同时节省在阀构件104或套筒105中加工进一步凹部的成本。这种布置在图24中示出。特别地，从图24可以看出，阀构件104的腹板130包括布置在第一组141中的五个凹部140和布置在第二组143中的另外五个凹部140。第一组141邻近腹板130的第一边缘定位并且第二组143邻近腹板130的第二边缘定位。此外，套筒105包括定位在定位在第三组145中的五个凹部138，所述第三组145位于第一组145中，邻近主出口110’，以及五个凹部138位于与入口108相邻的第四组147中。第三组和第四组位于套筒105的与次出口112’相对的一例。套筒105还包括位于入口108和次出口112’之间的第五组149中的五个凹部138，以及位于主出口110’和次出口112’之间的第六组151中的五个凹部138。

阀构件104的重要密封位置是当阀构件104阻塞主出口110’时。因此，优选地，阀100’至少包括第一组141和第二组143、第三组145和第六组151。也就是说，优选地，当腹板130阻塞旁路通道时，套筒上存在大约五个凹部的组，出口105的任一例连接到旁通通道以提高密封效果。然而，应当理解，在替代实施例中，阀100’可以包括基本上任何合适数量的分组。组可以放置在阀构件104内的任何合适的位置。此外，组可以包括任何合适数量的凹部(例如三个、四个、六个或更多个凹部)。分组不需要都包括相同数量的凹部，并且每个分组中的凹部数量可以根据封装限制而变化。

图23示出了涡轮146，其包括具有集成旋转阀100的大致蜗形涡轮壳体150。涡轮壳体限定入口152和出口154。阀构件104连接至致动器156，致动器156被构造成控制阀构件104的角位置。致动器156由安装到涡轮壳体150的支架157支撑。通过涡轮壳体150的切除部分可以看到阀构件104。涡轮146的阀构件104不包括端盖116，并且轴118与阀构件104一体形成。涡轮146是双蜗壳(双入口)涡轮，因此阀构件104包括位于端壁126之间大约中间的分隔壁148。

涡轮壳体150相当于上述旋转阀100的前一实施例的第一壳体部分119(也就是说，涡轮壳体150可以限定第一壳体部分119)。涡轮壳体150因此可以限定上述密封组件2的第一部件8和第二部件10中的一个。涡轮146包括盖板158，其等同于上述旋转阀100的先前实施例的第二壳体部分120(也就是说，盖板158可以限定第二壳体部分120)。因此，盖板158可以限定密封组件2的第一部件8和第二部件10中的另一个。或者，阀构件104可以限定密封组件2的第一和/或第二部件8、10中的一个。

因为旋转阀100与涡轮壳体150集成在一起，所以旋转阀100可以比在整个旋转阀定位在涡轮壳体150上游的替代布置中更靠近涡轮叶轮(未示出)。应当理解，因为涡轮壳体通常是蜗壳形的，可用于流体流动的横截面积在涡轮叶轮周围减小。由于伯努利原理，当可供流动的横截面积减少时，流体的压力会更高。由于旋转阀100离涡轮叶轮较近，旋转阀100可能位于流动面积减小的位置，因此通道中的流体压力较低。通道中较低的流体压力在密封组件2(由涡轮壳体150和阀构件104形成)上产生较大的压差，这会在凹部138、140内产生湍流，从而提高密封的有效性。此外，将旋转阀100与涡轮壳体150集成降低了涡轮148的复杂性，从而节省了制造和组装期间的成本。

密封组件2的另一个具体应用示出于图16中，其描绘了涡轮增压器200的示意性截面图。涡轮增压器200包括压缩机202、轴承壳204和涡轮206。压缩机202包括压缩机叶轮208和压缩机壳体210。压缩机壳体210限定压缩机蜗壳211。压缩机叶轮208包括与轴承壳体204的压缩机端部213相对定位的背面227，以便在它们之间限定压缩机泄漏通道219。涡轮206包括涡轮叶轮212和涡轮壳体214。涡轮壳体214限定涡轮蜗壳215。涡轮叶轮221包括背面229，背面229与轴承壳204的涡轮端部217相对定位以限定其间的涡轮泄漏通道231。应当理解，压缩机202和涡轮206均是叶轮组件的示例。特别地，压缩机叶轮208和涡轮叶轮212是叶轮的示例。

涡轮叶轮212与涡轮增压器轴216一体地形成，涡轮增压器轴216穿过轴承壳204延伸到压缩机202。压缩机叶轮208安装到涡轮增压器轴216的与涡轮叶轮212相对的端部并且由压缩机螺母218保持就位。涡轮增压器轴216由设置在轴承壳204中的一对轴承222支撑以围绕涡轮增压器轴线220旋转。在使用期间，来自内燃机(未示出)的废气被供给到涡轮206，这导致涡轮叶轮212旋转，从而驱动压缩机叶轮218。压缩机叶轮218压缩空气，使其处于高于大气压的压力，并且压缩空气被供给到内燃机的进气口以增加内燃机的功率输出，如本领域技术人员已知的。

轴承壳包括润滑通道224，其将润滑剂供给至轴承222。这减少了涡轮增压器轴216在旋转时所经历的摩擦，并改善了从涡轮叶轮212到压缩机叶轮218的动力传输(即，通过减少摩擦损失)。通常，压缩机蜗壳211中的进气压力将高于轴承壳204内的压力。因此，来自压缩机蜗壳211的流体将经由压缩机泄漏通道219泄漏到轴承壳204中。同样地，涡轮蜗壳215中的废气压力将高于轴承座204内的压力，因此来自涡轮蜗壳215的流体将经由涡轮机泄漏通道231泄漏到轴承壳204中。然而，在某些情况下，在操作条件下，压缩机或涡轮蜗壳211、215之一中的压力可能显著高于另一个。在这种情况下，来自高压蜗壳的流体压力可以通过击打壳体204传递到低压蜗壳。因此，润滑流体有可能从轴承壳204流入压缩机或涡轮蜗壳211、215，在那里这对于涡轮增压器200、发动机或任何后处理系统的操作可能是有问题的。

为了解决这个问题，轴承座204的压缩机端213包括位于压缩机叶轮208的背面227后面的多个凹部226。轴承壳204的压缩机端213的凹部226围绕涡轮增压器轴线220周向延伸并且彼此同心地布置。此外，压缩机叶轮208的背面227包括相应的一系列凹部228。压缩机叶轮208的背面227的凹部228围绕涡轮增压器轴线220周向延伸并且彼此同心地布置。在使用期间，从压缩机蜗壳211泄漏到压缩机泄漏通道219中的压缩空气将被压缩机叶轮208的凹部226、228和轴承壳204的压缩机端部213的存在中断。凹部226、228将导致压缩机泄漏通道219内的空气变得湍流，导致涡流的形成并导致空气损失能量(如上文关于密封组件2所解释的)。因此，凹部226、228形成作用以阻止流体流过压缩机泄漏通道219。因为轴承壳体204的压缩机叶轮208和压缩机端部213包括凹部226、228，所以应当理解，轴承壳204的压缩机叶轮208和压缩机端部213对应于如上所述的密封组件2的第一部件8和/或第二部件10。

同样地，轴承壳204的涡轮端217包括位于涡轮叶轮212的背面229后面的多个凹部230，并且涡轮叶轮212的背面229包括多个凹部232。轴承壳204的涡轮端部217的凹部230、232和涡轮叶轮212围绕涡轮增压器轴线220周向延伸并且彼此同心地布置。涡轮壳体214和涡轮叶轮212的凹部230、232将在流过涡轮机泄漏通道231的任何流体中引起涡流形成，这将阻止流体从涡轮泄漏通道231泄漏。因为轴承壳204的涡轮叶轮212和涡轮端部217包括凹部230、232，应当理解，轴承壳的涡轮叶轮212和涡轮端部217对应于如上所述的密封组件2的第一部件8和/或第二部件10。

在替代实施例中，凹部226、228、230、232可布置成使得它们从涡轮增压器轴线220径向向外定向。另外或替代地，凹部226、228、230、232可布置成使得它们是从涡轮增压器轴线220向外延伸的螺旋形，或者可以是多个凹坑。应当理解，压缩机202的限定压缩机泄漏通道219的至少一部分的任何部件和涡轮206的限定涡轮泄漏通道231的至少一部分的任何部件可以包括构造成产生涡流的凹部。例如，压缩机壳体210、涡轮壳体214和/或轴承壳204可以包括凹部并且因此可以对应于密封组件2的第一部件8和/或第二部件10。

图17公开了涡轮增压器200的另一个实施例。压缩机叶轮208包括多个压缩机叶轮240。压缩机叶轮限定大致弯曲的轴向横截面，使得沿轴向方向进入压缩机202的空气沿径向向外方向离开。也就是说，弯曲的横截面限定在压缩机叶轮208的进口部分和出口部分之间。压缩机壳体210包括与压缩机叶轮240的横轴横截面紧密贴合的弯曲轮廓242。使得压缩机叶轮208可相对于压缩机壳体210旋转，在压缩机叶轮240和压缩机壳体210的弯曲轮廓242之间存在间隙243。通常，通过压缩机的空气能够通过间隙243。通过间隙243的空气不会像通过压缩机叶轮208的空气那样被压缩，因此压缩机202的效率将降低。

然而，如图17所示，压缩机壳体210的弯曲轮廓242包括多个凹部244。凹部244围绕涡轮增压器轴线220周向延伸并且彼此同心地布置。然而，在替代实施例中，凹部244可以平行于涡轮增压器轴线220延伸或者可以是螺旋形的或者可以是多个凹坑。凹部在间隙243中产生湍流，其作用是阻止空气流过间隙243，从而提高压缩机202的效率。

同样，涡轮叶轮212包括多个涡轮叶片246，涡轮叶片246与涡轮壳体214的弯曲轮廓248隔开间隙250。在使用过程中，一部分废气可以通过间隙250，从而降低了涡轮的效率，因为这部分废气不会将任何能量传递给涡轮叶片246。为了解决这个问题，涡轮壳体214的弯曲轮廓248包括多个凹部252，这些凹部可以与压缩机202的凹部244相同。涡轮206的凹部252在涡轮202的间隙250中引起湍流，从而以与上述压缩机202相同的方式减少通过间隙250的泄漏并提高涡轮202的效率。

图18示出了用作涡轮增压器200的压缩机叶轮208或涡轮叶轮212的叶轮260的一部分的前视图。叶轮260包括多个叶轮叶片262，这些叶轮叶片从叶轮轴线264大致径向向外延伸至叶轮圆周266。为清楚起见，图18中仅示出一个叶轮叶片262。叶轮叶片262包括凹部268，其沿着叶轮叶片的尖端大致从叶轮轴线264延伸到叶轮圆周266。因此，将理解的是，叶轮叶片262的尖端可以包括密封组件2的第一部件8和/或第二部件10。

如上文关于图17所讨论的，在使用期间，一些流体可能通过压缩机叶片240和压缩机壳体210之间或涡轮叶片246和涡轮壳体214之间的空间区域泄漏。这种泄漏意味着由压缩机叶轮208传递给流体的能量较少，并且通过涡轮206的流体传递给涡轮叶轮212的能量较少。然而，如果图18的叶轮260用于压缩机叶轮208和/或涡轮叶轮212，叶轮的凹部268将在流体泄漏通过的空间区域中引起湍流，这阻止流体泄漏和提高压缩机202和/或涡轮206的性能。

叶轮叶片262的径向最外部分还包括一对小翼270，小翼270沿大致周向方向远离凹部268延伸。小翼270增加了流体必须流过的表面积，以便从叶片262的径向外端漏出。因此，小翼270起到进一步阻止泄漏的作用。

应当理解，涡轮增压器200的上述实施例可以组合以阻止从压缩机叶轮208和/或涡轮叶轮212后面的泄漏和阻止压缩机叶片240和/或涡轮叶片246的尖端上方的泄漏。

应当理解，密封组件2可以应用于在两个相对移动的部件之间限定的间隙上存在压差的任何应用中。图19中描绘了一个这样的示例，其示出了用于涡轮的排气门组件300的示意性截面图。排气门组件300包括排气门阀构件302、排气门轴304和致动器连杆306。排气门轴304穿过被牢固地保持在涡轮壳体312的孔310内的衬套308。排气门轴的外径304紧贴衬套310的内径但比衬套310的内径稍窄，以便在它们之间留下间隙313。间隙313允许排气门轴304相对于衬套308旋转。涡轮壳体312限定内侧314和外侧316。内侧314包含高温高压废气，外侧316是敞开的到大气中。

在使用过程中，致动器联动装置在废气门轴304上施加扭力以导致排气门轴304相对于衬套308和涡轮机壳体312旋转。这导致排气门阀构件302覆盖或打开排气门通道(图中未示出)，其允许废气从涡轮叶轮上游的位置排放到涡轮叶轮的下游位置，而不通过涡轮叶轮。以此方式，排气门组件300可以用于控制由涡轮叶轮产生的旋转能量的量。

然而，由于涡轮壳体312内侧314上的废气压力高于涡轮壳体312外侧316上的大气压力，所以废气将通过排气门轴304和衬套308之间的间隙313泄漏。泄漏的废气不会通过废气后处理系统，因此对环境有潜在危害。为了解决这个问题，排气门轴304包括沿轴304彼此轴向间隔开的多个周向延伸的凹槽318，并且衬套308包括沿衬套308彼此轴向间隔开的对应的多个周向延伸的凹槽320。对应的凹槽组318、320导致在流过间隙313的废气内形成涡流，其作用是阻止废气从涡轮壳体312的内侧314流到外侧316。凹槽318、320周向布置是有利的，使得通过间隙313泄漏的废气将依次通过凹槽318、320中的每一个。

因为排气门轴304包括凹槽318并且衬套308包括凹槽320，所以排气门轴304和衬套308可以被认为对应于密封组件2的第一部件8和/或第二部件10。应当理解，在替代实施例中，可以不存在衬套308，因此，涡轮壳体312可以包括多个构造成产生涡流的凹槽。在这样的实施例中，涡轮壳体312可以被认为对应于密封组件2的第一部件8和/或第二部件10。应当理解，排气门轴304、衬套308和/或涡轮壳体312可以包括用于凹槽318、320的基本上任何合适的几何形状，例如上面关于密封组件2讨论的那些几何形状。例如，排气门轴304可以包括多个凹坑，衬套308可以包括凹槽320，反之亦然。

在一些实施例中，排气门组件300可另外包括一个或多个密封元件(例如O形环或活塞环)以在排气门轴304与涡轮壳体312和/或衬套308之间形成接触式密封件。在此类实施例中，凹槽318、320提供的优点在于，在密封元件破裂的情况下，排气门组件仍然能够阻止通过间隙313的泄漏。因此，凹槽318、320可用作支撑或辅助密封装置。

图20示出了密封组件2的进一步应用。特别地，图20示出了包括涡轮402和轴承壳404的涡轮增压器400。涡轮402包括限定入口蜗壳408的涡轮壳体406。涡轮402还包括涡轮叶轮410，其安装到涡轮增压器轴412上，涡轮增压器轴412由轴承414支撑以围绕涡轮增压器轴413旋转。为了允许涡轮增压器轴412相对于轴承壳404旋转，轴412和轴承壳404限定它们之间的间隙416。

如上所述，在使用过程中，轴承壳404中的空气压力将小于入口蜗壳408中流体的压力，因此在使用过程中，一些废气将通过间隙416从入口蜗壳408泄漏并且进入轴承壳404，降低涡轮402的效率。为了解决这个问题，轴承壳404包括多个沿涡轮增压器轴线413轴向间隔开的周向延伸凹槽418，涡轮增压器轴412包括多个沿涡轮增压器轴线413轴向间隔开的周向延伸的凹槽420。凹槽418、420的存在将导致在通过间隙416的流体内形成湍流和涡流，从而阻止流体从入口蜗壳408泄漏到轴承壳404。

此外，涡轮增压器400包括一对圆周密封元件422，它们被容纳在涡轮增压器轴412的密封元件凹槽424内。轴承壳404的凹槽418和涡轮增压器轴412的凹槽420提供了以下优点：进一步阻止任何流体通过间隙413泄漏，并在密封元件422发生故障的情况下提供备用密封装置。

应当理解，因为轴承壳404包括多个周向延伸的凹槽418并且涡轮增压器轴412包括多个周向延伸的凹槽420，所以可以认为轴承壳404和涡轮增压器轴412对应于密封组件2的第一部件8和/或第二部件10。

图21示出了涡轮500的横截面侧视图。涡轮500包括排气门组件502和涡轮壳体504。排气门组件502包括排气门阀构件506和排气门致动器508。涡轮壳体504限定排气门通道510和阀座511。在使用期间，排气门阀构件506接触阀座511，使得其覆盖排气门通道510以防止流体流过排气门通道。排气门阀构件506可以被排气门致动器508从阀座511提升脱离接触，以选择性地允许废气从排气门通道510的上游侧512流到排气门通道的下游侧514，从而绕过涡轮叶轮(未显示)。

排气门通道510的上游侧512上的排气压力通常高于排气门通道的下游侧514上的排气压力。虽然排气门阀构件506接触阀座511，但是排气门阀构件506和阀座511之间可能会泄漏一些废气。泄漏的废气不会通过涡轮叶轮，因此不会从泄漏的废气中提取能量，从而降低了涡轮500的效率。

为了解决这个问题，阀密封件511包括多个周向延伸的凹槽520并且排气门阀构件506包括相应的一组周向延伸的凹槽522。在使用期间，凹槽520、522将在排气门阀构件506和阀座511之间泄漏的流体中引起湍流并且将阻碍泄漏流体的流动，从而减少总泄漏。此外，凹槽520、522还在排气门阀构件506打开的量相对较小的情况下用于阻止泄漏，这在打开和关闭排气门组件502时是有利的。

因为排气门阀构件506包括凹槽522并且因为涡轮壳体504的阀座511包括凹槽520，所以排气门阀构件506和涡轮壳体504可以被认为对应于密封组件2的第一部件8和/或第二部件10。

图22示出了可变几何涡轮600的一部分的示意性横截面侧视图，该可变几何涡轮600可以形成涡轮增压器的一部分。可变几何涡轮包括涡轮叶轮602、涡轮轴604、涡轮壳体606和轴承壳608。涡轮叶轮602由涡轮轴604支撑以在涡轮壳体606内围绕涡轮轴线609旋转。涡轮轴604延伸穿过轴承壳608并且由轴承610支撑以用于旋转。涡轮壳体606限定入口蜗壳612例如从内燃机(未示出)的出口接收空气。

涡轮600还包括具有喷嘴环616和护罩618的可变几何机制614。喷嘴环616限定具有内壁617和外壁619的大致U形横截面。喷嘴环616包括多个喷嘴叶片620(其中仅示出一个)围绕涡轮轴线609周向间隔开。喷嘴环616设置在形成在涡轮壳体606和轴承壳608之间的环形喷嘴环通道622内。喷嘴环616可通过可定位在轴承壳608内的致动机制(未示出)沿涡轮轴线609移动。喷嘴叶片620沿涡轮轴线609延伸并穿过定位在涡轮叶轮602的上游和入口蜗壳612的下游的环形入口通道624。

护罩618固定地定位在由涡轮壳体606限定的护罩腔626内，使得护罩618沿着涡轮轴线609与喷嘴环616相对地定位。护罩618通常为U形并且包括内壁621和外壁623。护罩618被卡环630阻止轴向移动，卡环630容纳在涡轮壳体606的周向凹槽632和外壁623的对应槽634之间。护罩618包括多个孔口628，这些孔口容纳喷嘴环616的喷嘴叶片620。在使用期间，喷嘴环616沿涡轮轴线609移动以改变入口通道624的宽度，从而控制流体流体到涡轮叶轮602。

已经发现，来自入口蜗壳612的流体能够经由喷嘴环通道622泄漏到轴承壳608中，这对涡轮600的效率是有害的。涡轮壳体606因此包括多个周向延伸的凹槽636，喷嘴环616的外壁619包括多个周向延伸的凹槽638。凹槽636、638导致涡流的形成，涡流阻碍流体流过喷嘴环通道622。因此，涡轮壳体606和喷嘴环616的外壁619可以被认为限定密封组件2的第一部件8和/或第二部件10。同样地，喷嘴环616的内壁617也包括多个周向延伸的凹槽640并且轴承壳608包括对应的多个周向延伸的凹槽642。内壁617和轴承壳608的凹槽640、642产生涡流以阻止流体流过喷嘴环通道622。因此，喷嘴环616的内壁617和轴承座608可以被认为限定密封组件2的第一部件8和/或第二部件10。

流体还可能在护罩618和涡轮壳体606之间泄漏到护罩腔626中和/或从护罩腔体626中漏出。因此，涡轮壳体606包括多个周向延伸的凹槽644并且护罩618的外壁623包括对应的多个周向延伸的凹槽646，其产生涡流以阻止其间的流体流动。涡轮壳体606和护罩618的外壁623可以被认为限定了密封组件2的第一部件8和/或第二部件10。同样，护罩618的内壁621包括多个周向延伸的凹槽648，并且涡轮壳体606包括相应的多个周向延伸的凹槽650，其产生涡流以阻止流体在其间流动。护罩618的内壁621和涡轮壳体606因此可以被认为限定密封组件2的第一部件8和/或第二部件10。

流体还可能在喷嘴叶片620和护罩618的孔口628之间泄漏。因此，喷嘴叶片620可以包括一个或多个凹槽652，并且孔口628可以包括一个或多个相应的凹槽654，该凹槽被配置为产生涡流以便阻碍流体在它们之间流动。喷嘴叶片620的凹槽652可以围绕喷嘴叶片602的整个周边延伸，或者可以定位成局部组，例如在喷嘴叶片620的前缘和/或后缘处。因此，喷嘴叶片620和护罩618的孔口628可被认为限定密封组件2的第一部件8和/或第二部件10。

已经发现，在使用期间，当喷嘴叶片620被容纳在孔口628内时，一些流体可能在喷嘴叶片620的前缘和孔口628之间泄漏到护罩腔626中，越过喷嘴叶片620的尖端然后从护罩的内壁621和涡轮壳体606之间的护罩腔626流出。这种泄漏不利地影响涡轮的性能，并且泄漏的流体不会在喷嘴叶片620之间通过，因此，相对于涡轮叶轮602没有以正确的压力、速度和角度进行调节。然而，可变几何涡轮600避免了这个问题，由于喷嘴叶片620的凹槽652和护罩618的孔口628的凹槽654以及护罩618的内壁621的凹槽648和涡轮壳体606的凹槽650的存在起到阻止流体流动的作用，从而减少沿该泄漏路径的泄漏。

应当理解，上文关于可变几何涡轮600所讨论的凹槽可以具有如先前关于密封组件2所讨论的基本上任何合适的几何形状(包括例如凹坑几何形状)。尽管上述可变几何涡轮600包括可轴向移动的喷嘴环616，但应理解，密封组件2可以用于在基本上任何可变几何涡轮机中提供改进的密封，例如摆动叶片可变几何涡轮。或者，护罩618可沿涡轮轴线609移动并且喷嘴环616可轴向固定。应当理解，可变几何涡轮600不需要包括上述用于减少泄漏的所有对应的多个凹槽。特别地，涡轮600可构造成使得仅减少喷嘴环616与涡轮壳体606或轴承壳608之间、护罩618与涡轮壳体606之间和/或喷嘴叶片620和孔口628之间的泄漏。

一般而言，贯穿本公开，应当理解，任何上述实施例的特征都可以与任何其他描述的实施例组合。

Claims (49)

1.一种密封组件，包括：

第一部件和与第一部件间隔开的第二部件，以限定用于将流体从密封组件的入口转移到密封组件的出口的通道，

其中，第一部件包括至少部分地限定通道的凹面，并且其中，第二部件的任何部分都没有延伸到通道的由凹面界定的部分中。

2.根据权利要求1所述的密封组件，其中，第一部件和第二部件能够相对于彼此移动。

3.根据权利要求2所述的密封组件，其中，密封组件限定了从入口到出口的流体流动方向，并且其中，第一部件和第二部件能够相对于彼此大致平行于流体流动方向移动。

4.根据前述权利要求中任一项所述的密封组件，其中，凹面限定深度，并且第一部件和第二部件限定间隙，并且其中，凹面的深度与第一部件和第二部件之间的间隙的比率至少约为3∶1。

5.根据前述权利要求中任一项所述的密封组件，其中，凹面限定细长的凹部。

6.根据前述权利要求中任一项所述的密封组件，其中，凹面限定大致半圆形的横截面。

7.根据前述权利要求中任一项所述的密封组件，其中，凹面限定不对称的横截面。

8.根据前述权利要求中任一项所述的密封组件，其中，凹面在最小深度和最大深度之间平滑过渡。

9.根据前述权利要求中任一项所述的密封组件，其中：

凹面限定深度；

第一部件和第二部件之间限定最小间隙；以及

凹面的深度与第一部件和第二部件之间的最小间隙的比率在大约2.5∶1至大约3.75∶1的范围内。

10.根据前述权利要求中任一项所述的密封组件，其中：

通道限定长度；以及

通道的长度与凹面的深度的比率至少约为20∶1。

11.根据前述权利要求中任一项所述的密封组件，其中，凹面限定大约10μm至大约50μm范围内的表面粗糙度。

12.根据前述权利要求中任一项所述的密封组件，其中，第一部件包括至少部分地限定通道的多个凹面。

13.根据权利要求12所述的密封组件，其中，第一部件包括至少五个凹面。

14.根据权利要求12或13所述的密封组件，其中，凹面串联设置在密封组件的入口和密封组件的出口之间。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的密封组件，其中，每个凹面限定在从入口到出口的方向上的宽度，并且其中，凹面的宽度大致相等。

16.根据权利要求15所述的密封组件，其中，每个凹面限定中心，并且其中，凹面的中心彼此间隔开至少大约为凹面的宽度的两倍。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的密封组件，其中，多个凹面包括多个凹坑。

18.根据权利要求12至17中任一项所述的密封组件，其中，多个凹面中的每一个限定深度，并且其中，两个或更多个相邻凹面的深度不同。

19.根据前述权利要求中任一项所述的密封组件，其中，第二部件包括至少部分地限定通道的凹面，并且其中，第一部件的任何部分都没有延伸到通道的由第二部件的凹面界定的部分中。

20.根据权利要求19所述的密封组件，其中，第一部件的凹面限定第一深度，并且其中，第二部件的凹面限定第二深度，并且其中，第一深度不同于第二深度。

21.根据前述权利要求中任一项所述的密封组件，其中，第二部件包括至少部分地限定通道的多个凹面。

22.一种阀，包括：

壳体，其限定阀腔、与阀腔相邻的入口、与阀腔相邻的主出口，所述阀腔限定纵向轴线，以及

阀构件，其设置在阀腔内并被支撑以绕阀腔的纵向轴线旋转，阀构件和壳体在它们之间限定间隙；以及

根据前述权利要求中任一项所述的密封组件，其中：

壳体包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的一个，

阀构件包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的另一个，以及

间隙包括密封组件的通道。

23.根据权利要求22所述的阀，其中，阀还包括与阀腔相邻的次出口。

24.根据权利要求23所述的阀，其中，阀构件包括：

位于阀构件的第一纵向端处的第一端壁，

位于与阀构件的第一端相反的阀构件的第二纵向端处的第二端壁，以及

在第一端壁和第二端壁之间延伸的腹板。

25.根据权利要求24所述的阀，其中，第一端壁被具有第一纵向延伸轴的第一端盖容纳，并且其中，第二端壁被具有第二纵向延伸轴的第二端盖容纳，轴与壳体的纵向轴线对齐并且被构造成支撑阀构件以在阀腔内旋转。

26.根据权利要求25所述的阀，其中，腹板包括第一部件，并且其中，第一部件的凹面由腹板的外表面限定。

27.根据权利要求22至25中任一项所述的阀，其中，壳体包括套筒，并且其中，套筒包括第一部件。

28.根据权利要求27所述的阀，其中，阀构件包括在壳体和套筒之间的内壳体，该内壳体和阀构件至少部分地形成由壳体容纳的匣。

29.根据权利要求22至28中任一项所述的阀，其中，入口、主出口和次出口限定平面，并且其中，纵向轴线横向于平面延伸。

30.根据权利要求22至29中任一项所述的阀，其中，该阀是用于涡轮的旋转涡轮控制阀。

31.一种涡轮系统，包括：

具有涡轮壳体和涡轮叶轮的涡轮；

旁路通道；以及

根据权利要求22至30中任一项所述的阀；

其中，阀的主出口与涡轮壳体的入口流体连通，阀的次出口与旁路通道流体连通，并且其中，旁路通道还与涡轮壳体的出口流体连通。

32.一种涡轮，包括根据权利要求22至30中任一项所述的阀，其中，涡轮包括涡轮壳体，并且其中，涡轮壳体限定阀的壳体。

33.一种用于涡轮增压器的叶轮组件，该叶轮组件包括：

限定蜗壳的壳体；

叶轮，其位于壳体内并被支撑以相对于壳体旋转，以及

根据权利要求1至21中任一项所述的密封组件，其中：

壳体包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的一个，以及

压缩机叶轮包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的另一个。

34.根据权利要求33所述的叶轮组件，其中，叶轮限定与壳体的一部分相对定位的背面以在其间限定泄漏通道，并且其中：

背面包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的一个；以及

壳体的一部分包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的另一个。

35.根据权利要求33或34所述的叶轮组件，其中，壳体是轴承壳。

36.根据权利要求33所述的叶轮组件，其中，叶轮包括多个弯曲的叶轮叶片，并且壳体包括与叶轮叶片的曲线一致的弯曲轮廓，并且其中，壳体的弯曲轮廓包括密封组件的第一部件。

37.根据权利要求33所述的叶轮组件，其中，叶轮包括限定尖端的多个叶轮叶片，并且其中，尖端包括密封组件的第一部件。

38.根据权利要求37所述的叶轮组件，其中，叶轮叶片尖端的径向外端包括小翼。

39.根据权利要求33至38中任一项所述的叶轮组件，其中，叶轮组件是压缩机组件。

40.根据权利要求33至38中任一项所述的叶轮组件，其中，叶轮组件是涡轮组件。

41.一种轴组件，包括：

壳体，其限定具有第一直径的孔；

容纳在孔内的轴，该轴限定比第一直径窄的第二直径，以便限定壳体和孔之间的间隙；以及

根据权利要求1至21中任一项所述的密封组件，其中：

壳体包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的一个，以及

轴包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的另一个。

42.根据权利要求41所述的轴组件，其中，第一部件的凹面包括周向延伸的凹槽。

43.一种涡轮增压器，包括根据权利要求41或42所述的轴组件，其中，壳体是轴承壳，以及轴是涡轮增压器轴。

44.一种涡轮，包括根据权利要求41或42所述的轴组件，其中，壳体是涡轮壳体或衬套，以及轴是排气门轴。

45.一种可变几何涡轮，包括：

至少部分地限定环形入口通道的壳体；

涡轮叶轮，其定位在壳体内并被支撑以相对于涡轮壳体旋转；

包括多个喷嘴叶片的喷嘴环；

护罩，其包括多个孔口，该孔口构造成容纳喷嘴叶片，其中，喷嘴环和护罩构造成在它们之间进行相对运动；以及

根据权利要求1至21中任一项所述的密封组件，其中：

喷嘴环包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的一个，以及

壳体包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的另一个。

46.一种可变几何涡轮，包括：

至少部分地限定环形入口通道的壳体；

涡轮叶轮，其定位在壳体内并被支撑以相对于涡轮壳体旋转；

包括多个喷嘴叶片的喷嘴环；

护罩，其包括多个孔口，该孔口构造成容纳喷嘴叶片，其中，喷嘴环和护罩构造成在它们之间进行相对运动；以及

根据权利要求1至21中任一项所述的密封组件，其中：

喷嘴环包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的一个，以及

护罩包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的另一个。

47.一种可变几何涡轮，包括：

至少部分地限定环形入口通道的壳体；

涡轮叶轮，其定位在壳体内并被支撑以相对于涡轮壳体旋转；

包括多个喷嘴叶片的喷嘴环；

护罩，其包括多个孔口，该孔口构造成容纳喷嘴叶片，其中，喷嘴环和护罩构造成在它们之间进行相对运动；以及

根据权利要求1至21中任一项所述的密封组件，其中：

壳体包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的一个，以及

护罩包括密封组件的第一部件和密封组件的第二部件中的另一个。

48.一种形成密封组件的方法，包括：

提供具有凹面的第一部件，

提供第二部件，

将第一部件和第二部件间隔开以在它们之间限定通道，以及

定向第一部件使得凹面至少部分地限定通道。

49.根据权利要求48所述的方法，还包括：

支撑第一部件和第二部件以便能够相对移动。

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