CN115707865B - 柱塞密封组件和密封方法 - Google Patents

Abstract

在一些实施例中，本文提供的设备可用于密封可移动襟翼和固定结构之间的间隙，例如燃气涡轮发动机喷嘴襟翼和侧壁之间的间隙。用于密封这种间隙的设备可以是柱塞密封件，其可以包括使用至少一个挠曲部连接在一起的多个柱塞段。当定位在间隙中时，柱塞段内的挠曲部枢转，从而允许多个柱塞段中的每一个围绕它们各自的枢轴点旋转，使得柱塞组件抵靠可移动表面密封并定轮廓。

Description

柱塞密封组件和密封方法

技术领域

本技术领域大体上涉及密封件，用于密封固定结构与轮廓壁或可移动表面部件之间的间隙。更具体地，本发明涉及用于在包括但不限于燃气涡轮发动机排气喷嘴的应用中防止空气泄漏的柱塞密封组件和方法。

背景技术

燃气涡轮发动机，例如用于为飞行器提供动力的燃气涡轮发动机，可包括涡轮下游的排气喷嘴。排气喷嘴可以包括定位在喷嘴侧壁之间的可移动襟翼。襟翼可以通过一系列连接件来控制喷嘴内的二维区域，从而引导和加速来自发动机的核心空气流，以达到推力的目的。

襟翼和喷嘴侧壁之间的间隙可以形成通道，例如，由于喷嘴核心和围绕喷嘴的周围环境之间的压力梯度，核心空气可以流过这些通道。核心空气从喷嘴核心泄漏到周围环境可能会降低发动机的推力和效率。

附图说明

在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本说明书的各方面的完整且有效的公开，包括其最佳模式，说明书参考了附图，其中：

图1是具有可调节喷嘴组件的燃气涡轮发动机的图示，其可利用本文提供的柱塞设备的实施例。

图2是沿图1的线2-2截取的图1的喷嘴组件的横截面视图。

图3是从喷嘴组件的后端截取的图1的喷嘴组件的端立面视图。

图4是图1的喷嘴组件的截面4-4的横截面视图。

图5是根据一些实施例的柱塞密封组件的立体图。

图6是图5的柱塞密封组件的立体图，其中柱塞段的上壁被移除以更清楚地示出密封组件通道内的挠曲部。

图7是图6中圆圈区域的放大视图。

图8是根据一些实施例的定位在密封壳体内并抵靠侧壁的用于密封空气与加压环境的柱塞段的横截面视图。

图9是抵靠轮廓侧壁定位的图5的柱塞密封组件的立体图。

图10是抵靠轮廓侧壁定位的图5的柱塞密封组件的立体图，柱塞密封组件包括附加的柱塞段和挠曲部。

图11是根据一些实施例的致动柱塞密封组件的立体图。

图12是根据一些实施例的抵靠可移动表面密封间隙的方法的流程图。

附图中的元件是为了简单和清楚而示出的并且不一定按比例绘制。例如，附图中的一些元件的尺寸和/或相对定位可能相对于其他元件被夸大以帮助理解各种实施例。同样，通常不会描绘在商业上可行的实施例中有用或必需的常见但易于理解的元件，以便于对这些各种实施例的视图的较少阻碍。

具体实施方式

为了减小襟翼和喷嘴侧壁之间的间隙的尺寸并将核心空气密封在喷嘴核心内，密封组件可以定位在喷嘴襟翼和侧壁之间。在一些情况下，衬套可以通过一个或多个吊架安装到喷嘴侧壁。当喷嘴侧壁包括衬套时，密封组件可以定位在襟翼和侧壁衬套之间，使得密封件抵靠侧壁衬套密封而不是直接密封到喷嘴侧壁上。包括侧壁衬套在内的衬套在操作期间可能会变形、轮廓化和翘曲，因此不平坦或具有一致的轮廓。

在喷嘴操作期间，襟翼可以相对于喷嘴侧壁在一个或多个方向上移动。因此，用于襟翼和喷嘴侧壁之间的间隙的密封组件可能需要适应滑动运动。例如，密封组件可能需要促进密封组件沿喷嘴侧壁滑动，同时仍保持喷嘴襟翼和侧壁之间的密封。因此，当喷嘴侧壁和/或衬套或其部分变形或移动时，密封组件可能需要与喷嘴侧壁和/或衬套相符。

传统的柱塞密封件具有许多缺点。一般来说，它们是刚性的并且对磨损极其敏感。此外，已知的柱塞通常在密封件对表面的顺应性与密封件的有效性和可靠性之间进行权衡。因此，仍然需要一种柱塞密封组件，其比已知方法更有效和高效地密封诸如喷嘴襟翼和/或侧壁的可移动或轮廓表面。

除非本文另有规定，否则术语“联接”、“固定”、“附接到”等既指直接联接、固定或附接，也指通过一个或多个中间部件或特征间接联接、固定或附接。

除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数引用。

在整个说明书和权利要求书中使用的近似语言被应用于修饰任何可以允许变化而不导致其相关的基本功能发生变化的定量表示。因此，由诸如“大约”、“近似”和“基本上”之类的一个或多个术语修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量该值的仪器的精度，或用于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可能指的是在10%的余量内。

本文提供了一种用于密封动态间隙的柱塞密封组件或设备和密封方法，其中需要密封固定结构和可移动表面或壁之间的空气。柱塞密封组件包括多个柱塞段，该多个柱塞段使用挠曲元件连接在一起，该挠曲元件以允许这些段移动并符合可移动表面的方式结合到这些段上。更具体地，柱塞段之间的挠曲部和它们的布置允许每个段一致且确定地与其相邻的柱塞段相关，而没有段与段之间的泄漏变化、结合和意外的密封运动。

每个联接到两个相邻段的内表面的挠曲部被构造为围绕质心（即，挠曲韧带的虚拟交叉点）枢转，以使得联接到相应段的挠曲部的头部允许该段在其成轮廓时抵靠可移动壁密封，而不会干扰相邻段的枢转运动。每个挠曲部的布置被构造为允许段之间的预定量的空间以避免柱塞段之间的潜在结合或过度间隙。在本文的柱塞组件的实施例中使用的段的数量可以根据给定的应用而变化。更具体地，所使用的段的数量可以相对于所需的一致性的量和柱塞段之间可接受的最大泄漏量来平衡。

图1是燃气涡轮发动机12内的喷嘴组件10的图示，其在本文中作为示例性应用提供，在该示例性应用中可以采用本文提供的柱塞密封设备和密封方法。该设备和方法不限于燃气涡轮发动机，并且可适用于需要高运动、高顺应性表面以及特别是高温的密封的其他应用，其中弹性体密封不可行。

本文提供的柱塞密封组件和密封方法克服了传统解决方案的许多挑战。例如，由于分段构造、相邻段之间的挠曲元件的目标布置以及各种其他特征，本文的实施例使泄漏最小化。例如，通过相邻柱塞段之间的水平压缩、横向堆叠结合和/或在给定的动态间隙应用中一个或多个柱塞段远离波状表面的间隙，这种泄漏可能已经发生。这些和其他好处和优点将在本文中讨论。

参考图1-4，示出了产生核心空气流的燃气涡轮发动机12。在燃气涡轮发动机12的后方是喷嘴组件10，以控制排出的核心空气的影响。喷嘴组件10包括安装用于在两个相对的侧壁16之间相对于彼此移动的上下襟翼14。间隙42位于襟翼14的外边缘和侧壁16之间。该间隙42将允许空气在没有密封的情况下低效地排放到周围环境中。燃气涡轮发动机12将废气（也称为核心空气）排放到喷嘴组件10中。喷嘴组件10可包括一个或多个襟翼14和一个或多个侧壁16。在该示例性实施例中，喷嘴组件10包括两个相对的侧壁16和两个相对的襟翼14。在一些实施例中，一个或多个侧壁16还包括通过一个或多个吊架20安装到侧壁的衬套18。襟翼14可以相对于侧壁16可移动，侧壁16通常可以是固定的。通过一些方法，襟翼14可以在喷嘴组件10的前端30处由燃气涡轮发动机12枢转地支撑。襟翼14可以例如通过将襟翼14联接到燃气涡轮发动机12的诸如铰链24的旋转装置枢转地支撑。

襟翼14和侧壁16限定了喷嘴核心22，其限制离开燃气涡轮发动机12的核心空气。来自燃气涡轮发动机12的核心空气流过喷嘴核心22以产生用于燃气涡轮发动机12的推力。核心空气可从喷嘴组件10的前端30流过喷嘴核心22到后端32。喷嘴组件10的后端32限定出口26，其通常为矩形，用于将核心空气从喷嘴组件10排放到周围环境。在一些方法中，襟翼14可移动以引导喷嘴核心22内的核心空气的流动和压力。例如，襟翼14可以竖直地移动以调节喷嘴组件10的出口26的尺寸。

转向图2，燃气涡轮发动机12的发动机核心34位于喷嘴组件10的上游，使得核心空气从发动机核心34流入喷嘴核心22。在一些实施例中，喷嘴组件10的襟翼14被致动以改变喷嘴核心22的一个或多个横截面区域。以这种方式，喷嘴组件10是可变的二维喷嘴组件。襟翼14可以被致动，例如通过围绕铰链24枢转。喷嘴核心22包括第一横截面区域36、第二横截面区域38和第三横截面区域40。襟翼14控制第二横截面区域38和第三横截面区域40的尺寸。

在燃气涡轮发动机12的操作期间，襟翼14在喷嘴组件10的喷嘴核心22中产生压力梯度。例如，喷嘴核心22中的核心空气的压力从喷嘴核心22的前端30到后端32减小。也就是说，核心空气的压力从第一横截面区域36到第二横截面区域38到第三横截面区域40减小。二维横截面允许不同的喷嘴封装和更容易调节的横截面区域36、38、40，以在发动机操作条件的整个范围内匹配推力和可操作性。

转向图3，襟翼14和侧壁16之间的间隙42沿襟翼14的长度延伸（即，从图1所示的喷嘴组件的前端30到后端32）。间隙42可以在一个或多个位置连续或中断。间隙42的尺寸可以在喷嘴组件10的操作期间动态地变化。在操作期间，襟翼14可以沿图3所示的Y方向移动。例如，襟翼14的这种运动改变了喷嘴组件10的出口26的尺寸。此外，在操作过程中，侧壁16可以沿图3所示的X方向移动。例如，喷嘴核心22中的核心空气的压力可促使侧壁16远离襟翼14，从而增加间隙42的尺寸。因此，与在喷嘴组件10的操作期间喷嘴核心22接收发动机核心空气时相比，当喷嘴核心22处于大气压力时，间隙42可以更窄。除了侧壁16的运动之外，侧壁16的衬套18也可能在操作期间变形，导致衬套18沿X方向和Y方向中的一个或多个方向移动。例如，由于沿喷嘴核心22的温度和压力变化，可能会发生衬套18的这种变形。柱塞密封组件50（图3中未示出）可以安装在襟翼14和侧壁16之间的间隙42中。在一些实施例中，柱塞密封组件50是图5-9中描绘的柱塞密封组件50。

参考图4，间隙42通常在襟翼14和侧壁16之间延伸。在喷嘴组件10中，侧壁16包括衬套18，衬套18通过吊架20安装到侧壁16上。因此，间隙42在襟翼14和衬套18之间延伸。襟翼14还可包括定位在襟翼14的邻近喷嘴核心22的端部的襟翼衬套46。襟翼衬套46或其部分可以延伸到间隙42中。喷嘴组件10包括定位在襟翼14和侧壁16之间的间隙42中的柱塞密封组件50。柱塞密封组件50桥接襟翼14和侧壁16之间的间隙42以密封间隙42。柱塞密封组件50可以减小间隙42的尺寸或消除间隙42。以这种方式，柱塞密封组件50减少了核心空气从喷嘴核心22通过间隙42的偏移，这可以减少或影响核心空气从喷嘴核心22到围绕喷嘴组件10的周围环境的流动。

转向图5和6，更详细地示出了柱塞密封组件50，包括在所示示例中柱塞密封组件50具有多个柱塞段51。柱塞段51包括第一柱塞段52、第二柱塞段54、第三柱塞段56和第四柱塞段58。为简单起见，我们将描述第一柱塞段52、第二柱塞段54和第三柱塞段56之间的关系。如图所示，第二柱塞段54包括限定内部54a、近端54p和远端54d的中空主体54b，其中远端54d与近端54p间隔开。第一柱塞段52位于第二柱塞段54的近端54p，第三柱塞段56位于第二柱塞段54的远端54d。第二柱塞段54可以设置为具有柱状几何形状，该柱状几何形状由上壁、下壁、两个侧壁（例如，侧壁81）和限定在其中的通道或空隙限定，如图所示。然而，也可以设想其他合适的几何形状。第四柱塞段58位于第三柱塞段56的远端56d。虽然在图5和图6中未示出，但可以设想附加柱塞段可联接到第四柱塞段58。

柱塞密封组件50的柱塞段51的数量以及第一柱塞段52、第二柱塞段54、第三柱塞段56和第四柱塞段58的尺寸可以基于需要密封的特定间隙42的尺寸来选择。在一个实施例中，例如，柱塞段51可以具有适用于给定应用的相同尺寸。在一些实施例中，柱塞段51具有不同的尺寸。然而，即使在柱塞段51不具有相同尺寸的实施例中，相邻柱塞段之间的挠曲半径和界面曲率，如图9中的箭头79所示，也必须相同。所描述的特征和益处可以应用于每个柱塞段51。此外，虽然柱塞段51中的每一个已被图示和描述为相同或基本相同，但预期它们不需要相同。当柱塞段51分别端对端可操作地联接在一起时，如本文所述，柱塞段51的相应内部形成柱塞通道63。

柱塞段51可由金属或陶瓷合金材料形成。柱塞段51可以传统地机加工、冲压MIM、铸造、电火花加工、增材生长（additively grown）或以其他方式使用任何合适的工业制造方法制造。

柱塞段51使用与其联接的多个挠曲支撑元件或挠曲枢轴（例如，分别为挠曲部60、62、64、66）纵向联接或互锁。当柱塞段51纵向联接或互锁时，形成柱塞通道63。为简单起见，挠曲部60、62、64、66在本文中被称为挠曲部。在所示实施例中，挠曲部60、62、64、66具有发夹或叉骨形状，其具有头部41和两个延伸臂、韧带或杆（例如杆43、45），如图5-9所示。挠曲部60、62、64、66可以具有其他构造、轮廓、形状或设计（未示出），包括作为进一步非限制性示例的三角形、梯形、蝶形、双轴等。此外，虽然每个挠曲部已被说明和描述为相同或基本相同，但预期它们不需要相同。

如图6所示，挠曲部60联接到第一柱塞段52和第二柱塞段54。（为了说明的目的，柱塞段51的上壁未在图6中示出，以便为挠曲部60和柱塞通道63内的挠曲部62提供可见性。）因此，每个挠曲部60、62、64、66可以在多个点或界面83a、83b、83c处联接到由其两个相邻柱塞段的中空主体54b的内部54a限定的内表面。例如，挠曲部60具有三个结合板60a、60b、60c。如图所示，头部结合板60a在界面83c处朝向其远端54d联接到第二柱塞段54的内部54a。两个杆结合板60b、60c在界面83a和界面83b处固定到相邻柱塞段52的内部52a。类似地，挠曲部62也是三个结合板62a、62b、62c。头部结合板62a朝向其远端56d联接到第三柱塞段56的内部56a。两个杆结合板62b、62c联接到第二柱塞段54的内部54a。竖直侧壁81是与图8中的侧壁16接触的柱塞密封组件50的外表面或部分。

在此将挠曲部60、62、64、66联接到柱塞段51的方法可以基于所使用的挠曲部材料和/或柱塞材料的类型而变化。合适的方法可以包括例如结合、锡焊、焊接、钎焊或其他粘合联接或机械附接方法。因此，界面83a、83b、83c可以包括粘合剂或其他结合材料，这取决于所使用的联接方法。

在柱塞密封组件50的实施例中使用的挠曲部（例如挠曲部60、62）以嵌套方式联接在柱塞通道63内。这种布置能够在给定柱塞段与其相邻柱塞段之间保持精确的无摩擦间隙或空间（例如，预定空间77a、77b、77c）。尽管在图中不明显，在第一柱塞段52和第二柱塞段54之间存在预定空间77a。在第二柱塞段54和第三柱塞段56之间存在预定空间77b。类似地，在第三柱塞段56和第四柱塞段58之间存在预定空间77c。图7中的放大图示出了预定空间77b。在一些方法中，预定空间77a、77b、77c基本上是均匀的。也就是说，预定空间77a、77b、77c沿它们的长度基本上是等距的。

此外，在一个实施例中，一个或多个挠曲部（例如，挠曲部60）的杆结合板60b、60c可以分别联接到第一柱塞段52的下内表面73a以及内侧壁73b、73c。以此方式，杆结合板60b、60c进一步固定到第一柱塞段52。可以根据需要增加结合板60a、60b、60c在相应界面83a、83b、83c处与柱塞的结合或联接的强度，以确保柱塞密封组件50的正确操作。在操作中，挠曲部60、62、64、66产生抵抗柱塞密封组件50的铰接运动的恢复力，并且必须与压力、预加载弹簧/致动器一起设计以提供足够的用于致动的驱动力。

图8示出了柱塞密封组件50的实施例的横截面视图，该柱塞密封组件50用于密封来自喷嘴核心22的试图通过间隙42的空气。挠曲部60沿z方向上的平面设置在柱塞通道63内。在一个实施例中，第一柱塞段52可以设置在密封壳体72内。密封壳体72可以是襟翼（例如，图1-4中的襟翼片14）的可移除或一体的部分，其为柱塞密封组件50提供严格控制的界面以滑入和滑出，以及二次保持以防止柱塞密封组件50在拆卸时脱落。密封壳体72可以是严格控制的开口或狭槽85。狭槽85内与柱塞密封组件50接合的接合表面可以或可以不针对磨损、摩擦、热或化学益处进行涂敷。此外，柱塞密封组件50可与狭槽85和侧壁16接合以产生压力梯度，该压力梯度将柱塞密封组件50的至少一部分加载到密封壳体72中并保持抵靠侧壁16的密封。

在该实施例中，作为柱塞密封组件50（其剩余部分不可见）的一部分的第一柱塞段52对来自喷嘴核心22的试图穿过间隙42进入周围环境的核心空气进行密封。然而，侧壁16也可以对应于需要沿着类似轮廓或可移动表面进行气密密封的其他应用。

图9进一步描绘了分别对应于挠曲部60、62、64在柱塞段51内的多个枢轴点76a、76b和76c的位置。枢轴点76a、76b、76c位于给定挠曲部的质心或投影交叉点处（参见图9中的虚线）。例如，枢轴点76a、76b、76c是挠曲部60、62、64的头部（例如，结合板60a、结合板62a）围绕其旋转以允许柱塞段51中的至少一个相对于侧壁16的运动移动和顺应的位置。提供每个挠曲部60、62、64的布置，使得相邻段之间的距离最小。预定空间77a、77b、77c设置在柱塞段51之间以便于这一点。例如，当侧壁16移动第一柱塞段52时，挠曲部60围绕枢轴点76a枢转，使得第二柱塞段54不受干扰。类似地，挠曲部62围绕点76b枢转，使得当侧壁16移动到第二柱塞段54附近时，第三柱塞段56和第一柱塞段52都不会受到干扰。

给定头部结合板（例如结合板60a、结合板62a）的附接位置使得柱塞密封组件50能够保持柱塞段51之间的预定空间77a、77b、77c。柱塞段51以重复模式互锁，使得柱塞密封组件50中的每个柱塞段51在侧壁16的轮廓成形或移动期间不能移动超过预定距离。例如，第二柱塞段54与第一柱塞段52和第三柱塞段56互锁，使得第二柱塞段54不能移动超过距第一柱塞段52和第三柱塞段56的预定距离。

选择本文实施例中的挠曲部（例如挠曲部60、62、64、66）的几何形状（更尖锐或较不尖锐、较长与较短韧带等）以在碰撞前提供期望的最大旋转量。换言之，如果柱塞段过度挠曲，每个挠曲杆将接触其各自的柱塞段并发生碰撞，导致柱塞密封组件50的操作中断。因此，在一些方面，每个挠曲部60、62、64、66的延伸距离和缩回距离之间的比率低。通过适当地选择几何形状，柱塞密封组件50在抵靠侧壁16插入狭槽中时将增加压力平衡。

此外，挠曲布置使整个柱塞密封组件50能够相对于侧壁16移动，而不会出现在其他常规封装密封组件（例如，铰接的晶片组件）中可能发生的磨损和撕裂、堆叠结合或间隙。

图10是柱塞密封组件50的立体图，柱塞密封组件50类似于图5中所示和描述的用于密封侧壁16的组件。应当理解，图示的柱塞密封组件50已经显示为具有附加的柱塞段和相应的挠曲部。可以设想，可以使用任何合适数量的柱塞段和挠曲部，此外，柱塞密封组件50可以是任何长度。

每个挠曲部60、62、64、66的材料选择取决于需要柱塞密封组件50的特定应用的操作温度。在一个非限制性操作示例中，挠曲部60、62、64、66可以由能够承受大于或等于500-2000华氏度的温度的金属或陶瓷合金形成，其对应于燃气涡轮发动机的工作温度，该燃气涡轮发动机的喷嘴在图1-4中描绘。挠曲材料和柱塞段材料的组合基于所需或可接受的泄漏变化量来选择。例如，如果仅需要一种温度下的密封并且通过将几何间隙与挠曲部60、62、64、66的热生长相匹配来补偿该一种温度下的密封，则可以互换高和低α材料而不会产生不利影响。然而，在柱塞密封组件50必须在大温度范围内操作的应用中，应选择挠曲材料和柱塞段材料以具有相似的膨胀系数。在后一示例中，用于挠曲部60、62、64、66和柱塞段51的材料将被选择为使得柱塞段51之间的间隙在整个操作温度范围内不会关闭或打开太多。例如，但不限于，两种镍超合金，如 Rene 77 和 Inconel 718 plus，在很宽的温度范围内具有相似的α，可以满足设计要求。如果它们的热生长和材料特性与所需的操作条件充分匹配，则可以选择许多其他材料匹配。根据这些原理的材料选择提供了当柱塞密封组件50暴露于热量时避免柱塞段51相对于挠曲部60、62、64、66的任何期望生长的益处，从而使泄漏最小化。

在一些实施例中，预加载的弹簧或致动器可用于补充、增加或替代一些操作条件下的压力负载。例如，当燃气涡轮发动机12关闭时，没有将柱塞密封组件50驱动到位的压力。因此，当压力差不足时，诸如每个柱塞段后面的弹簧或间歇柱塞段的致动机构可用于轻推或确保柱塞段51和侧壁16之间的充分接触。

图11示出了根据一些实施例的致动的柱塞密封组件50a。致动的柱塞密封组件50a包括致动机构80a。致动机构80a可以是例如弹簧或柱塞组件。致动机构80a设置在柱塞段52a和密封壳体72之间的狭槽85中。致动机构80a将第一柱塞段52推向侧壁16以密封间隙42。

图12是密封固定结构和可移动表面之间的间隙的方法100的流程图。方法100包括在102将柱塞密封设备抵靠可移动表面定位在间隙内。柱塞密封设备包括使用多个挠曲部相互连接的多个柱塞段。挠曲部在每个柱塞段的内表面内的多个点处结合，使得每个挠曲部的头部构造成围绕对应于多个柱塞段中的对应一个的弧的枢轴点旋转。方法100还包括在104处通过允许多个柱塞段中的每一个围绕它们各自的枢轴点旋转来密封间隙，使得柱塞组件相对于可移动表面的移动定轮廓。

可以设想，柱塞密封组件50可以安装在可移动襟翼和固定结构之间的任何间隙中或抵靠任何可移动表面。此外，应当理解，柱塞密封组件50不限于在喷嘴组件10中使用，而是可以用于为任何加压环境产生密封。

本发明的其他方面由以下条项的主题提供：

一种用于密封间隙的柱塞密封设备，所述柱塞密封设备包括：第一柱塞段，所述第一柱塞段具有第一近端、第一远端和限定在其中的第一通道；第二柱塞段，所述第二柱塞段具有第二近端、第二远端和限定在其中的第二通道；和第一挠曲部，所述第一挠曲部固定在所述第一通道和所述第二通道内，用于将所述第一柱塞段联接到所述第二柱塞段，所述第一挠曲部的布置在所述第一远端和所述第二近端之间限定预定距离并形成穿过所述第一通道和所述第二通道的柱塞通道。

根据任何前述条项的柱塞密封设备，其中所述第一挠曲部具有头部部分和两个杆部分，所述头部部分联接到所述第一柱塞段，所述两个杆部分联接到所述第二柱塞段的内表面。

根据任何前述条项的柱塞密封设备，其中所述第一挠曲部的所述头部部分构造成围绕位于第三柱塞段内的质心枢转，所述第三柱塞段定位成与所述第一柱塞段相邻。

根据任何前述条项的柱塞密封设备，其中所述第一挠曲部、所述第一柱塞段和所述第二柱塞段均由金属材料和陶瓷材料中的至少一种组成。

根据任何前述条项的柱塞密封设备，进一步包括密封壳体，所述密封壳体设置在所述间隙内并且包围所述第一柱塞段和所述第二柱塞段的一部分。

根据任何前述条项的柱塞密封设备，进一步包括致动机构，所述致动机构与所述第一柱塞段和所述第二柱塞段中的至少一个相邻，以将所述第一柱塞段和所述第二柱塞段中的至少一个推向至少部分地限定所述间隙的固定结构。

根据任何前述条项的柱塞密封设备，其中所述柱塞密封设备构造成在500到2000华氏度之间的温度下操作。

一种用于发动机的排气喷嘴，所述排气喷嘴包括：侧壁；可移动襟翼，所述可移动襟翼与侧壁相邻；和柱塞密封设备，所述柱塞密封设备设置在所述侧壁和所述可移动襟翼之间，以密封所述侧壁和所述可移动襟翼之间的间隙，所述柱塞密封设备构造成在所述排气喷嘴操作时沿着所述可移动襟翼的至少一部分定轮廓，所述柱塞密封设备包括：多个挠曲部；和多个柱塞段，至少包括第一柱塞段和第二柱塞段，所述第一柱塞段经由所述多个挠曲部中的至少一个连接到所述第二柱塞段，并且其中所述多个柱塞段首尾相连，使得通道限定在所述柱塞密封设备内。

根据任何前述条项的排气喷嘴，其中所述多个挠曲部中的每一个都包括头部和固定在相邻柱塞段内的两个杆部分。

根据任何前述条项的排气喷嘴，其中所述多个挠曲部内的给定挠曲部的枢轴点位于相邻柱塞段内的质心中，所述相邻柱塞段不同于固定所述头部的柱塞段。

根据任何前述条项的排气喷嘴，其中所述多个柱塞段基于联接到其的所述多个挠曲部的布置而定位于彼此之间的预定距离处。

根据任何前述条项的排气喷嘴，其中所述多个挠曲部的材料包括金属材料和陶瓷材料中的至少一种；并且其中，所述多个柱塞段的材料包括金属材料和陶瓷材料中的至少一种。

根据任何前述条项的排气喷嘴，其中所述第一柱塞段进一步使用所述多个挠曲部中的另一个联接到第三柱塞段。

根据任何前述条项的排气喷嘴，其中所述多个柱塞段包括多个机加工的柱塞段、多个冲压柱塞段、多个铸造柱塞段和多个增材制造的柱塞段中的至少一种。

一种密封间隙的方法，所述方法包括：将柱塞密封设备定位在所述间隙内并抵靠可移动表面，所述柱塞密封设备具有使用多个挠曲部互连的多个柱塞段，所述挠曲部在多个点处联接到所述多个柱塞段的内表面，使得每个挠曲部的头部构造成围绕位于相邻柱塞段内的枢轴点旋转；以及通过允许所述多个柱塞段中的至少一些围绕它们各自的枢轴点旋转来密封所述间隙，使得所述柱塞组件在移动时抵靠所述可移动表面的至少一部分定轮廓。

根据任何前述条项的方法，进一步包括使用所述多个挠曲部限定所述多个柱塞段中的每一个之间的预定距离。

根据任何前述条项的方法，其中所述预定距离在所述多个柱塞段中的每一个之间基本一致。

根据任何前述条项的方法，其中所述多个挠曲部使用结合、锡焊、焊接、钎焊和粘合方法中的至少一种方法联接到所述多个柱塞段的内表面。

根据任何前述条项的方法，其中所述多个柱塞段使用机加工处理、冲压处理、铸造处理和增材制造处理中的至少一种制造。

根据任何前述条项的方法，其中所述柱塞密封装置构造成在500到2000华氏度之间的温度下操作。

应当理解，本领域技术人员可以在所附权利要求的原理和范围内对本文描述和图示的部件和部件的细节、材料和布置进行各种改变以解释运动部件和固定部件之间的动态密封的性质。此外，虽然已经针对特定实施例描述了各种特征，但是应当理解，针对一个实施例描述的特征也可以与其他描述的实施例结合。

Claims (18)

1.一种用于密封间隙的柱塞密封设备，其特征在于，所述柱塞密封设备包括：

第一柱塞段，所述第一柱塞段具有第一近端、第一远端和限定在其中的第一通道；

第二柱塞段，所述第二柱塞段具有第二近端、第二远端和限定在其中的第二通道；和

第一挠曲部，所述第一挠曲部固定在所述第一通道和所述第二通道内，用于将所述第一柱塞段联接到所述第二柱塞段，所述第一挠曲部的布置在所述第一远端和所述第二近端之间限定预定空间并形成穿过所述第一通道和所述第二通道的柱塞通道，其中所述第一挠曲部具有头部部分和两个杆部分，所述头部部分联接到所述第一柱塞段，所述两个杆部分联接到所述第二柱塞段的内表面。

2.根据权利要求1所述的柱塞密封设备，其特征在于，其中所述第一挠曲部的所述头部部分构造成围绕所述第二柱塞段外部的质心枢转。

3.根据权利要求1所述的柱塞密封设备，其特征在于，其中所述第一挠曲部、所述第一柱塞段和所述第二柱塞段均由金属材料和陶瓷材料中的至少一种组成。

4.根据权利要求1所述的柱塞密封设备，其特征在于，进一步包括密封壳体，所述密封壳体设置在所述间隙内并且包围所述第一柱塞段和所述第二柱塞段的一部分。

5.根据权利要求1所述的柱塞密封设备，其特征在于，进一步包括致动机构，所述致动机构与所述第一柱塞段和所述第二柱塞段中的至少一个相邻，以将所述第一柱塞段和所述第二柱塞段中的至少一个推向至少部分地限定所述间隙的固定结构。

6.根据权利要求1所述的柱塞密封设备，其特征在于，其中所述柱塞密封设备构造成在500到2000华氏度之间的温度下操作。

7.一种用于发动机的排气喷嘴，其特征在于，所述排气喷嘴包括：

侧壁；

可移动襟翼，所述可移动襟翼与所述侧壁相邻；和

柱塞密封设备，所述柱塞密封设备设置在所述侧壁和所述可移动襟翼之间，以密封所述侧壁和所述可移动襟翼之间的间隙，所述柱塞密封设备构造成在所述排气喷嘴操作时沿着所述可移动襟翼的至少一部分定轮廓，所述柱塞密封设备包括：

多个挠曲部，其中所述多个挠曲部中的至少一个挠曲部包括头部和固定在相邻柱塞段内的两个杆部分；和

多个柱塞段，至少包括第一柱塞段和第二柱塞段，所述第一柱塞段经由所述多个挠曲部中的至少一个联接到所述第二柱塞段，并且其中所述多个柱塞段首尾相连，使得通道限定在所述柱塞密封设备内。

8.根据权利要求7所述的排气喷嘴，其特征在于，其中所述多个挠曲部内的给定挠曲部的枢轴点位于柱塞段外部的质心中，所述两个杆部分固定在所述柱塞段中。

9.根据权利要求7所述的排气喷嘴，其特征在于，其中所述多个柱塞段基于联接到其的所述多个挠曲部的布置而定位于彼此之间的预定空间处。

10.根据权利要求7所述的排气喷嘴，其特征在于，其中所述多个挠曲部的材料包括金属材料和陶瓷材料中的至少一种；并且其中，所述多个柱塞段的材料包括金属材料和陶瓷材料中的至少一种。

11.根据权利要求7所述的排气喷嘴，其特征在于，其中所述第二柱塞段进一步使用所述多个挠曲部中的另一个联接到第三柱塞段。

12.根据权利要求7所述的排气喷嘴，其特征在于，其中所述多个柱塞段包括多个机加工的柱塞段、多个冲压柱塞段、多个铸造柱塞段和多个增材制造的柱塞段中的至少一种。

13.一种密封间隙的方法，其特征在于，所述方法包括：

将柱塞密封设备定位在所述间隙内并抵靠可移动表面，所述柱塞密封设备具有使用多个挠曲部互连的多个柱塞段，所述多个挠曲部中的至少一个挠曲部包括头部和两个杆，所述头部联接到所述多个柱塞段的第一段，所述两个杆联接到所述多个柱塞段的第二段的内表面，使得所述头部构造成围绕所述第二段外部的枢轴点旋转；以及

通过允许所述多个挠曲部中的所述至少一个挠曲部围绕所述枢轴点的旋转来密封所述间隙，使得所述柱塞密封设备在移动时抵靠所述可移动表面的至少一部分定轮廓。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括使用所述多个挠曲部限定所述多个柱塞段中的每一个之间的预定空间。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，其中所述预定空间在所述多个柱塞段中的每一个之间基本一致。

16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，其中所述多个挠曲部使用焊接和粘合方法中的至少一种方法联接到所述多个柱塞段的所述内表面。

17.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，其中所述多个柱塞段使用机加工处理、冲压处理、铸造处理和增材制造处理中的至少一种制造。

18.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，其中所述柱塞密封设备构造成在500到2000华氏度之间的温度下操作。