CN117211894A - 用于涡轮发动机的密封组件 - Google Patents

Abstract

一种旋转机器包括定子和配置为相对于定子旋转的转子。转子与定子在转子‑定子界面处布置并且限定转子面。进一步，旋转机器包括在转子‑定子界面处的密封组件。密封组件包括至少一个密封件和在转子‑定子界面处形成到转子中的凹槽。此外，密封组件包括可移除插入件，该可移除插入件定位在密封组件的凹槽内并且限定转子面的至少一部分。这样，在旋转机器的操作期间，如果转子和定子在转子‑定子界面处产生不期望的接触，则可移除插入件被损坏以防止转子和定子损坏。

Description

用于涡轮发动机的密封组件

优先权信息

本申请要求于2022年6月10日提交的印度专利申请号202211033291的优先权。

技术领域

本公开总体上涉及用于旋转机器的密封组件，并且更具体地，涉及一种用于旋转机器的模块化面密封件。

背景技术

燃气涡轮发动机通常包括燃烧区段下游的涡轮区段，其可与压缩机区段一起旋转以旋转和操作燃气涡轮发动机以产生动力，例如推进推力。通常，涡轮区段限定与中压涡轮和/或低压涡轮串联流动布置的高压涡轮。高压涡轮包括燃烧区段和高压涡轮转子之间的入口或喷嘴导向轮叶。喷嘴导向轮叶通常用于加速离开燃烧区段的燃烧气体流以更紧密地匹配或超过沿着切向或周向方向的高压涡轮转子速度。此后，涡轮区段通常分别包括静止和旋转翼型件，或轮叶和叶片的连续排或者连续级。

此外，诸如燃气涡轮发动机的旋转机器在旋转部件(例如，转子)和相应的静止部件(例如，定子)之间具有密封件。这些密封件可有助于减少转子和定子之间的流体泄漏。密封件可以附加地或替代地帮助分离分别具有不同压力和/或温度的流体。密封件的密封性能不仅会影响流体的泄漏量和/或流体的分离，而且会影响旋转机器的整体操作和/或操作效率。

燃气涡轮发动机中的示例密封件是转子的非接触式薄膜骑乘吸气面密封件。然而，在燃气涡轮发动机的瞬态或极端持续振动期间，吸气面密封件可能会在转子和定子之间发生金属与金属的接触，从而导致刻痕、凹痕、划痕和裂纹，和/或一般地导致转子空气-轴承磨损。这种损坏还会导致与低压涡轮锥轴匹配/对齐的转子无法使用。此外，金属对金属的损坏可能会潜在地导致可通过转子传播的裂纹。

附图说明

在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：

图1示出了根据本公开的实施例的包括燃气涡轮发动机的示例性旋转机器的示意性横截面视图；

图2A和2B分别示出了根据本公开的实施例的邻近涡轮发动机的转子设置的示例性密封组件的示意性立体图；

图3示出了根据本公开的实施例的示例性密封组件的示意性侧视图；

图4是图示了根据本公开的具有缩回板簧的吸气轴承面密封件的实施例的切开立体图；

图5是图示了螺栓连接到图4所示的吸气轴承面密封件的定子部分的板簧的第一周向端的横截面视图；

图6示出了根据本公开的密封组件的示例性转子面的详细侧视图，特别是图示了根据本公开的实施例的用于密封组件的可移除插入件的凹槽；

图7示出了根据本公开的密封组件的示例性转子面的详细侧视图，特别是图示了根据本公开的实施例的定位在密封组件的凹槽中的密封组件的可移除插入件；

图8示出了根据本公开的实施例的密封组件的示例性可移除插入件的详细侧视图；

图9示出了根据本公开的实施例的密封组件的示例性可移除插入件的俯视图；

图10示出了根据本公开的实施例的密封组件的示例性分段可移除插入件的俯视图；

图11示出了根据本公开的实施例的邻近涡轮发动机的转子设置的示例性密封组件的多个示意性立体图，特别是图示了转子上的空气轴承表面与涡轮发动机的低压(LP)线轴椎体相匹配以尽量减少平坦度；和

图12A-12D示出了根据本公开的实施例的密封组件的示例性位置的多个示意图。

在本说明书和附图中重复使用参考字符旨在表示本公开的相同或相似的特征或元件。

具体实施方式

现在将详细参考本公开的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。每个示例都是通过解释本公开而不是限制本公开的方式提供的。事实上，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可以对本公开进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一实施例一起使用以产生又一实施例。因此，本公开旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变化。

本文使用的词语“示例性”是指“用作示例、实例或说明”。本文所述为“示例性”的任何实施方式不一定被解释为优于或好于其他实施方式。此外，除非另有具体说明，否则本文所述的所有实施例都应被视为示例性的。

单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代，除非上下文另有明确规定。

在例如“A、B和C中的至少一个”的上下文中的术语“至少一个”是指仅A、仅B、仅C、或A、B和C的任意组合。

术语“涡轮机”是指包括一起产生扭矩输出的一个或多个压缩机、发热区段(例如，燃烧区段)和一个或多个涡轮的一种机器。

术语“燃气涡轮发动机”是指具有涡轮机作为其全部或部分动力源的发动机。示例性燃气涡轮发动机包括涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮喷气发动机、涡轮轴发动机等，以及这些发动机中的一个或多个的混合动力版本。

术语“燃烧区段”是指用于涡轮机的任何热添加系统。例如，术语燃烧区段可指包括爆燃燃烧组件、旋转爆震燃烧组件、脉冲爆震燃烧组件或其他适当的热添加组件中的一个或多个的区段。在某些示例性实施例中，燃烧区段可包括环形燃烧器、筒形燃烧器、管状燃烧器、驻涡燃烧器(TVC)或其他合适的燃烧系统，或其组合。

如本文所用，术语“转子”是指绕旋转轴线旋转的旋转机器(例如涡轮发动机)的任何部件。例如，转子可包括诸如涡轮发动机的旋转机器的轴或线轴。

如本文所用，术语“定子”是指诸如涡轮发动机的旋转机器的任何部件，其具有与旋转机器的转子同轴的配置和布置。定子可相对于转子的至少一部分沿径向轴线径向向内或径向向外设置。附加地或替代地，定子可轴向地邻近转子的至少一部分设置。

当与压缩机、涡轮、轴或线轴部件等一起使用时，术语“低”和“高”，或它们各自的比较级(例如，较低和较高，在适用的情况下)各自是指发动机内的相对速度，除非另有规定。例如，“低涡轮”或“低速涡轮”定义了配置为以低于发动机的“高涡轮”或“高速涡轮”的转速(例如最大允许转速)操作的部件。

术语“前”和“后”是指燃气涡轮发动机或运载器内的相对位置，并且是指燃气涡轮发动机或运载器的正常操作姿态。例如，对于燃气涡轮发动机，前是指更靠近发动机入口的位置，而后是指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。

术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体流自的方向，“下游”是指流体流向的方向。

如本文所用，术语“轴向”和“轴向地”是指基本平行于燃气涡轮发动机的中心线延伸的方向和方位。此外，术语“径向”和“径向地”是指基本垂直于燃气涡轮发动机的中心线延伸的方向和方位。此外，如本文所用，术语“周向”和“周向地”是指围绕燃气涡轮发动机的中心线呈弧形延伸的方向和方位。

术语“联接”、“固定”、“附接到”等指直接联接、固定或附接，以及通过一个或多个中间部件或特征的间接联接、固定或附接，除非本文另有规定。

如本文所用，术语“第一”、“第二”、“第三”等可互换使用以将一个部件与另一个部件区分开来，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。

如本文所用，关于两个壁和/或表面的术语“相邻”是指两个壁和/或表面相互接触，或者两个壁和/或表面仅被一个或多个非结构层隔开并且两个壁和/或表面处于串联接触关系(即，第一壁/表面接触一个或多个非结构层，并且一个或多个非结构层接触第二壁/表面)。

如本文所用，用于描述结构的术语“一体”、“整体”或“单体”是指由连续材料或材料组一体形成的结构，没有接缝、连接接头等等。本文所述的一体、整体结构可通过增材制造形成以具有所述结构，或替代地通过铸造处理等形成。

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与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，或者用于构建或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可以指在1％、2％、4％、10％、15％或20％的余量内。这些近似余量可应用于单个值、定义数值范围的任一端点或两个端点，和/或端点之间范围的余量。

此处和贯穿说明书和权利要求书，范围限制被组合和互换，这样的范围被识别并且包括包含在其中的所有子范围，除非上下文或语言另有说明。例如，本文公开的所有范围均包括端点，并且端点可彼此独立组合。

本公开总体上涉及用于旋转机器的密封组件。目前公开的密封组件可用于任何旋转机器。示例性实施例可特别适用于涡轮机，例如涡轮发动机等。目前公开的密封组件包括吸气密封件，其在密封件的面和转子的面之间提供流体薄膜。流体薄膜可以由一个或多个抽吸导管提供，抽吸导管允许涡轮发动机内的流体(例如加压空气或气体)从密封组件一侧的高压区域流向密封组件的另一侧的低压区域。流经抽吸导管的流体在密封面和转子面之间提供了加压流体薄膜。加压流体薄膜可用作流体轴承，例如气体轴承，其阻止密封件和转子之间的接触。例如，流体轴承可以是流体静力轴承、空气静力轴承、空气动力轴承或称为混合轴承的空气静力和空气动力特征的组合等。

在特定实施例中，例如，本公开的密封组件通常包括在转子-定子界面处形成到转子的转子面中的凹槽。因此，本公开的密封组件还包括定位在凹槽内的可移除插入件。因此，在旋转机器的操作期间，如果转子和定子在转子-定子界面处发生不希望的接触，例如金属与金属的接触，这会导致可移除插入件损坏，则插入件会防止损坏传播到转子，并且可以拆卸、修理或更换为另一个可移除插入件，以避免更换转子。

目前公开的密封组件通常被认为是非接触式密封件，其中流体轴承阻止密封面和转子面之间的接触。目前公开的密封组件包括由密封转子的转子面和密封滑块的滑块面限定的主密封件。主密封件可被配置为吸气面密封件、流体轴承、气体轴承等。附加地或替代地，主密封件可被配置为径向薄膜骑乘密封件、轴向薄膜骑乘密封件、轴向刷式密封件、径向刷式密封件、径向碳密封件、轴向碳密封件等。

现在将更详细地描述本公开的示例性实施例。参考图1，将描述示例性涡轮发动机100。示例性涡轮发动机100可以安装到飞行器，例如以翼下配置或尾部安装配置。应当理解的是，图1所示的涡轮发动机100是通过示例而非限制的方式提供的，并且本公开的主题可以用其他类型的涡轮发动机以及其他类型的旋转机器来实施。例如，涡轮发动机100可用于为火车、轮船、发电机、泵、气体压缩机、坦克等提供动力。

通常，涡轮发动机100可包括风扇区段102和设置在风扇区段102下游的核心发动机104。风扇区段102可包括具有任何合适配置的风扇106，例如可变螺距、单级配置。风扇106可包括以间隔开的方式联接到风扇盘110的多个风扇叶片108。风扇叶片108可大致沿径向方向从风扇盘110向外延伸。核心发动机104可以直接或间接地联接到风扇区段102以提供用于驱动风扇区段102的扭矩。

核心发动机104可包括发动机壳体114，其包围核心发动机104的一个或多个部分，包括压缩机区段122、燃烧器区段124和涡轮区段126。发动机壳体114可限定核心发动机入口116、排气喷嘴118和其间的核心空气流动路径120。核心空气流动路径120可以以串联流动关系经过压缩机区段122、燃烧器区段124和涡轮区段126。压缩机区段122可包括第一增压或低压(LP)压缩机128和第二高压(HP)压缩机130。涡轮区段126可包括第一高压(HP)涡轮132和第二低压(LP)涡轮134。压缩机区段122、燃烧器区段124、涡轮区段126和排气喷嘴118可以以串联流动关系布置并且可以分别限定通过核心发动机104的核心空气流动路径120的一部分。

核心发动机104和风扇区段102可以联接到由核心发动机104驱动的轴。例如，如图1所示，核心发动机104可包括高压(HP)轴136和低压(LP)轴138。HP轴136可将HP涡轮132驱动地连接到HP压缩机130。LP轴138可将LP涡轮134驱动地连接到LP压缩机128。在其他实施例中，涡轮发动机可以具有三个轴，例如在包括中压涡轮的涡轮发动机的情况下。核心发动机104的轴连同核心发动机104的旋转部分有时可称为“线轴”。HP轴136、HP压缩机130的联接到HP轴136的旋转部分、以及HP涡轮132的联接到HP轴136的旋转部分可统称为高压(HP)线轴140。LP轴138、LP压缩机128的联接到LP轴138的旋转部分和LP涡轮134的联接到LP轴138的旋转部分可统称为低压(LP)线轴142。

在一些实施例中，风扇区段102可以直接联接到核心发动机104的轴，例如直接联接到LP轴138。替代地，如图1所示，风扇区段102和核心发动机104可以通过动力齿轮箱144相互联接，例如行星减速齿轮箱、行星齿轮箱等。例如，动力齿轮箱144可以将LP轴138联接到风扇106，例如联接到风扇区段102的风扇盘110。动力齿轮箱144可包括多个齿轮，以将LP轴138的转速逐级降低至风扇区段102的更有效的转速。

仍然参考图1，涡轮发动机100的风扇区段102可包括至少部分地围绕风扇106和/或多个风扇叶片108的风扇壳体146。例如，风扇壳体146可由核心发动机104支撑，例如由多个出口导向轮叶148支撑，这些出口导向轮叶148在其间周向间隔开并基本上径向地延伸。涡轮发动机100可包括机舱150。机舱150可固定到风扇壳体146。机舱150可包括至少部分地围绕风扇区段102、风扇壳体146和/或核心发动机104的一个或多个区段。例如，机舱150可包括机头罩、风扇罩、发动机罩、推力反向器等。风扇壳体146和/或机舱150的内部部分可周向地围绕核心发动机104的外部部分。风扇壳体146和/或机舱150的内部部分可限定旁通通道152。旁通通道152可环状地设置在核心发动机104的外部部分和风扇壳体146和/或围绕核心发动机104的外部部分的机舱150的内部部分之间。

在涡轮发动机100的操作期间，入口气流154通过由机舱150(例如机舱150的机头罩)限定的入口156进入涡轮发动机100。入口气流154穿过风扇叶片108。入口气流154分成流入并流过核心发动机104的核心空气流动路径120的核心气流158和流经旁通通道152的旁通气流160。核心气流158被压缩机区段122压缩。加压空气从压缩机区段122向下游流动到燃烧器区段124，在燃烧器区段124中引入燃料以产生燃烧气体，如箭头162所示。燃烧气体离开燃烧器区段124并流经涡轮区段126，产生旋转压缩机区段122以支持燃烧同时也旋转风扇区段102的扭矩。风扇区段102的旋转导致旁通气流160流经旁通通道152，产生推进推力。额外的推力由离开排气喷嘴118的核心气流158产生。

在一些示例性实施例中，涡轮发动机100可以是相对大功率等级的涡轮发动机100，其在以额定速度操作时可产生相对大的推力。例如，涡轮发动机100可被配置为产生约300千牛顿(kN)的推力至大约700kN的推力，例如大约300kN至大约500kN的推力，例如大约500kN至大约600kN的推力，或例如大约600kN至大约700kN的推力。然而，应当理解的是，参考图1描述的涡轮发动机100的各种特征和属性仅通过示例而非限制的方式提供。事实上，本公开可针对任何期望的涡轮发动机实施，包括那些具有在一个或多个方面不同于本文所述的涡轮发动机100的属性或特征的涡轮发动机。

仍然参考图1，涡轮发动机100在整个涡轮发动机100的多个位置处包括密封组件，密封组件中的任何一个或多个可根据本公开配置。目前公开的密封组件可设置在涡轮发动机100中的包括与涡轮发动机100的旋转部分的界面的任何位置处，例如与核心发动机104的旋转部分或线轴的界面。例如，密封组件可包括在与LP线轴142的一部分的界面处和/或与HP线轴140的界面处。在一些实施例中，密封组件可包含在线轴(例如LP线轴142或HP线轴140)和核心发动机104的固定部分之间的界面处。附加地或替代地，密封组件可包括在LP线轴142和HP线轴140之间的界面处。附加地或替代地，密封组件可包括在核心发动机104的固定部分和LP轴138或HP轴136之间的界面处，和/或在LP轴138和HP轴136之间的界面处。

例如，图1示出了密封组件的一些示例性位置。这样的密封组件可能特别适用于例如本文所述和图2A所示的转子-定子界面201处。作为示例，密封组件可位于或靠近轴承隔室164。位于或靠近轴承隔室164的密封组件有时可称为轴承隔室密封件。这种轴承隔室密封件可被配置为阻止气流，例如来自进入涡轮发动机100的轴承隔室的核心气流158，例如位于LP轴138和HP轴136之间的界面处的轴承隔室。

作为另一个示例，密封组件可位于或靠近涡轮发动机100的压缩机区段122。在一些实施例中，密封组件可位于或靠近例如HP压缩机130的压缩机排放口166。位于或靠近压缩机排放口166的密封组件有时可称为压缩机排放压力密封件。这种压缩机排放压力密封件可被配置为维持压缩机区段122下游的压力和/或提供轴承推力平衡。附加地或替代地，密封组件可位于压缩机区段122的相邻压缩机级168之间。位于相邻压缩机级168之间的密封组件有时可称为压缩机级间密封件。这种压缩机级间密封件可被配置为限制压缩机区段122内的空气再循环。

作为另一个示例，密封组件可位于或靠近涡轮发动机100的涡轮区段126。在一些实施例中，密封组件可位于或靠近例如HP涡轮132或LP涡轮134的涡轮入口170。位于或靠近涡轮入口170的密封组件有时可称为前涡轮密封件。这种前涡轮密封件可被配置为包含用于HP涡轮132和/或LP涡轮134的高压冷却空气，例如用于其涡轮盘和涡轮叶片的高压冷却空气。附加地或替代地，密封组件可位于或靠近一个或多个涡轮盘边沿172。位于或靠近涡轮盘边沿172的密封组件有时可称为涡轮盘边沿密封件。这种涡轮盘边沿密封件可被配置为阻止热气体吸入盘边沿区域。附加地或替代地，密封组件可位于涡轮区段126的相邻涡轮级174之间。位于相邻涡轮级174之间的密封组件有时可称为涡轮级间密封件。这种涡轮级间密封件可被配置为限制涡轮区段126内的空气再循环。

在这些位置中的任何一个或多个位置或涡轮发动机100的其他位置处的密封组件可根据本公开配置。附加地或替代地，涡轮发动机100可包括涡轮发动机100的一个或多个其他位置处的目前公开的密封组件。还应当理解的是，目前公开的密封组件也可用于其他旋转机器，并且参考图1所述的涡轮发动机100可通过示例而非限制的方式提供。

现在参考图2A-2B，进一步描述了示例性密封组件。如图所示，旋转机器200(诸如涡轮发动机100)可包括密封组件202，其被配置为提供与转子204的密封界面，例如在旋转机器200的转子204与定子206之间。密封组件202可以集成到任何旋转机器200中，例如参考图1所述的涡轮发动机100。如图2A所示，密封组件202可将入口气室208与出口气室210分开。入口气室208可限定旋转机器200的包括相对高压流体体积的区域。出口气室210可限定旋转机器200的包括相对低压流体体积的区域。密封组件202可具有环形配置。在一些实施例中，密封组件202可包括多个环形元件，这些环形元件可被组装以提供密封组件202。附加地或替代地，密封组件202可包括多个半环形元件，这些半环形元件可被组装以提供具有环形配置的密封组件202。

在一些实施例中，如图所示，例如在图2A中，密封组件202可在HP线轴140和核心发动机104的静止部分之间提供密封界面。例如，转子204可包括HP线轴140的一部分。附加地或替代地，转子204可包括限定HP线轴140的一部分的HP线轴锥体212。在一些实施例中，定子206可包括涡轮中心框架214。密封组件202可在HP线轴锥体212和涡轮中心框架214之间提供密封界面。附加地或替代地，在一些实施例中，例如如图2B所示，密封组件202可在旋转体之间提供密封界面，例如在HP线轴140和LP线轴142之间提供密封界面。转子204可包括LP线轴142的一部分。例如，转子204可包括LP线轴锥体218，其限定了LP线轴142的一部分。附加地或替代地，密封组件202可以联接到HP线轴锥体212。例如，密封定子224可联接到HP线轴140，例如联接到HP线轴椎体212。密封转子222可联接到LP线轴142，例如联接到LP线轴锥体218。密封组件202可限定HP线轴锥体212和LP线轴锥体218之间的密封界面。在一些实施例中，内延伸部220可将密封组件202联接到HP线轴锥体212。

密封组件202可被配置为吸气式密封件，其提供非接触式密封界面，该非接触式密封界面阻止密封定子224和密封滑块226之间的接触。作为示例，密封组件202可包括或可以被配置为吸气面密封件、流体轴承、气体轴承等。在操作期间，入口气室208内的流体可通过密封组件202的一个或多个通路流动(例如，抽吸)到出口气室210。流体流可以提供非接触式密封界面。在一些实施例中，流体可包括加压空气、气体和/或蒸汽。在其他实施例中，流体可以包括液体。

如图所示，密封组件202可邻近转子204设置。进一步，如图所示，密封组件202可包括密封转子222、密封定子224和密封滑块226。密封转子222可联接到转子204，例如联接到HP线轴锥体212或HP线轴140的另一部分，或者例如联接到LP线轴锥体218或LP线轴142的其它部分。在一些实施例中，密封定子224可联接到核心发动机104的静止部分，例如联接到涡轮中心框架214。在一些实施例中，密封定子224可联接到核心发动机104的旋转部分，例如联接到HP轴锥体212或HP线轴140的其他部分，或诸如LP线轴锥体218或LP线轴142的其他部分。附加地或替代地，密封定子224可联接到内延伸部220，例如如图2B所示。密封滑块226可在滑动界面228处可滑动地联接到密封定子224。密封转子222、密封定子224和/或密封滑块226可分别具有环形配置。附加地或替代地，密封转子222、密封定子224和/或密封滑块226可分别包括多个半环形元件，这些半环形元件可被组装以提供环形组件。密封组件202可包括主密封件230。主密封件230可包括或可被配置为吸气面密封件、流体轴承、气体轴承等。主密封件230可具有由一个或多个环形或半环形部件(例如密封滑块226和/或密封转子222)限定的环形配置。

密封滑块226可包括滑块面232。密封转子222可包括转子面234。主密封件230可至少部分地由密封滑块226的滑块面232和密封转子222的转子面234限定。滑块面232和转子面234可提供非接触界面，其限定主密封件230的抽吸面密封、流体轴承、气体轴承等。密封滑块226可被配置为相对于转子面234可滑动地接合滑块面232并缩回滑块面232。在一些实施例中，密封组件202可包括多个抽吸导管236，抽吸导管236被配置为将流体从入口气室208供应到主密封件230。多个抽吸导管236可由密封组件202的一个或多个部件的整体结构限定。

在一些实施例中，密封滑块226可包括多个抽吸导管236，抽吸导管236被配置为将流体从入口气室208供应到主密封件230。由密封滑块226限定的抽吸导管236有时可称为滑块-抽吸导管238。滑块-抽吸导管238可限定经过密封滑块226的内部导管、通路等。滑块-抽吸导管238可与入口气室208和主密封件230流体连通。滑块-抽吸导管238可将流体从入口气室208排放到主密封件230，例如，在滑块面232中的多个开口处。

附加地或替代地，由密封转子222限定的抽吸导管236有时可称为转子-抽吸导管240。转子-抽吸导管240可限定经过密封转子222的内部导管、通路等。转子-抽吸导管240可与入口气室208和主密封件230流体连通。转子-抽吸导管240可将流体从入口气室208排放到主密封件230，例如，在转子面234中的多个开口处。

在操作期间，密封滑块226可相对于密封定子224和密封转子222向前和向后滑动。密封滑块226的运动可至少部分地由于入口气室208和出口气室210之间的压力差而启动。作为示例，图2A和2B示出了处于缩回位置的密封滑块226，使得主密封件230相对打开。密封滑块226可占据缩回位置，例如，当旋转机器200空转操作时。随着功率输出和/或转速增加，密封滑块226可朝向密封转子222向前滑动，例如，随着入口气室208和出口气室210之间的压力差增加。例如，当旋转机器200在标称操作条件和/或额定操作条件下操作时，密封滑块226可占据接合位置。当密封滑块226处于接合位置时，滑块面232和转子面234变得非常接近，同时例如通过多个抽吸导管236从入口气室208流动到出口气室210的流体可以限定抽吸面密封、流体轴承、气体轴承等，其在滑块面232和转子面234之间提供非接触界面。

密封组件202可包括次级密封件242。次级密封件242可具有由一个或多个环形或半环形部件限定的环形配置。在密封滑块226的运动范围的至少一部分上，次级密封件242可以在压缩和回弹和/或膨胀和回弹时表现出弹性。次级密封件242可以阻止或防止流体从中经过，例如，从入口气室208到出口气室210，同时根据旋转机器200的操作条件，允许密封滑块226相对于密封定子224和密封转子222例如在缩回位置和接合位置之间向前和向后滑动。

在一些实施例中，次级密封件242可被配置为提供对压缩载荷的抵抗力。当密封滑块226朝向密封转子222向前移动时，可以激活次级密封件242上的至少一部分压缩载荷。附加地或替代地，次级密封件242可以呈现出至少一些预载荷，例如至少一些压缩预载荷。次级密封件242可被配置为呈现力常量(force constant)，例如在压缩载荷下，被配置为至少部分地提供对压缩载荷的抵抗力，同时呈现适合于主密封件230的操作的向前和/或向后位移，例如在旋转机器200的指定操作条件下。

在一些实施例中，除了压缩载荷之外或作为压缩载荷的替代，次级密封件242可被配置为提供对拉伸载荷的抵抗力。当密封滑块226朝向密封转子222向前移动时，可以激活次级密封件242上的至少一部分拉伸载荷。附加地或替代地，次级密封件242可以呈现出至少一些预载荷，例如至少一些拉伸预载荷。次级密封件242可被配置为呈现力常量，例如在拉伸载荷下，被配置为至少部分地提供对拉伸载荷的抵抗力，同时呈现适合于主密封件230的操作的向前和/或向后位移，例如在旋转机器200的特定操作条件下。次级密封件242的向前和向后位移可包括压缩和/或膨胀次级密封件242的一个或多个次级密封元件246。旋转机器200的特定操作条件可包括例如以下中的至少一个：启动操作条件、空转操作条件、停机操作条件、标称操作条件、瞬态操作条件和异常操作条件。作用在次级密封件242上的力矢量，例如压缩力矢量，可以施加足以将密封滑块226朝向密封转子222移动和/或将密封滑块226相对于密封转子222保持在适当位置(例如接合位置)的压缩载荷。

附加地或替代地，作用在次级密封件242上的力矢量，例如拉伸矢量，可以施加足以将密封滑块226朝向密封转子222移动和/或将密封滑块226相对于密封转子222保持在适当位置(例如接合位置)的拉伸载荷。力矢量可至少包括入口气室208和出口气室210之间的压力差。作用在次级密封件242上的力矢量可导致密封滑块226相对于密封转子222占据和/或保持在接合位置，使得滑块面232与转子面234具有合适的距离以提供抽吸面密封、流体轴承、气体轴承等等。

在一些实施例中，对由次级密封件242提供的压缩载荷的抵抗力可以使密封滑块226缩回远离密封转子222和/或将密封滑块226相对于密封转子222保持在缩回位置。次级密封件242可呈现出足以克服压缩载荷的回弹力，使密封滑块226缩回和/或将密封滑块226保持在缩回位置。附加地或替代地，对由次级密封件242提供的拉伸载荷的抵抗力可使密封滑块226缩回远离密封转子222和/或将密封滑块226相对于密封转子222保持在缩回位置。次级密封件242可呈现出足以克服拉伸载荷的回弹力，使密封滑块226缩回和/或将密封滑块226保持在缩回位置。次级密封件242的力常量可克服作用在次级密封件242上的压缩力矢量和/或拉伸力矢量，导致密封滑块226相对于密封转子222占据缩回位置和/或保持在缩回位置，例如当入口气室208和出口气室之间的压力差低于或减小至低于阈值时。在旋转机器200的特定操作条件下，次级密封件242可以缩回和/或将密封滑块226相对于密封转子222保持在缩回位置，该特定操作条件包括例如以下中的至少一个：启动操作条件、空转操作条件、停机操作条件、瞬态操作条件和异常操作条件。在一些实施例中，在密封滑块226相对于密封转子222占据缩回位置的情况下，主密封件230的滑块面232可与密封转子222的转子面234充分分离以提供抽吸面密封、流体轴承、气体轴承等的脱离。

在一些实施例中，密封转子222可以相对于密封滑块226和/或密封定子224向前和向后移动。密封滑块226可被配置为响应于密封转子222的移动向前和向后移动。例如，密封滑块226的向前和向后运动可以跟随密封转子222的向前和向后运动。在一些实施例中，作用在次级密封件242上的力矢量可以至少包括由密封转子222施加的力。附加地或替代地，密封定子224可相对于密封滑块226和/或密封转子222向前和向后移动。密封滑块226可被配置为响应于密封定子224的移动而向前和向后移动。例如，密封滑块226的向前和向后运动可以跟随密封定子224的向前和向后运动。在一些实施例中，作用在次级密封件242上的力矢量可以至少包括由密封定子224施加的力。

在操作期间，次级密封件242可以移动经过压缩和回弹和/或拉伸和回弹的各个阶段，例如，响应于作用在次级密封件242上的一个或多个力矢量的变化。一个或多个力矢量的变化可以包括以下中的至少一个：入口气室208和出口气室210之间的压力差的变化、密封转子222的运动和密封定子224的运动。次级密封件242可呈现出对一个或多个力矢量的这种变化的响应，足以在特定操作条件下将密封滑块226保持在接合位置，使得滑块面232可与转子面234保持适当的距离，以提供抽吸面密封、流体轴承、气体轴承等。例如，次级密封件242可以在落入工作变化范围内的可变操作条件期间将密封滑块226保持在接合位置。附加地或替代地，次级密封件242可在落入工作变化范围之外的操作条件期间将密封滑块缩回至缩回位置，和/或可将密封滑块226保持在缩回位置。在以下中的至少一个期间，操作条件可以在工作变化范围内：启动操作条件、空转操作条件、停机操作条件、瞬态操作条件和异常操作条件。

示例性密封组件202可包括具有一个或多个主密封元件244的主密封件230。附加地或替代地，示例性密封组件202可包括具有一个或多个次级密封元件246的次级密封件242。次级密封元件246可联接到密封定子224和/或密封滑块226。在一些实施例中，次级密封元件246的面向转子的部分可联接到密封定子224。

附加地或替代地，次级密封元件246的面向定子的部分可以联接到密封滑块226。在一些实施例中，次级密封元件246的面向定子的部分可以联接到密封定子224。附加地或替代地，次级密封元件246的面向转子的部分可联接到密封滑块226。一个或多个主密封元件244和/或一个或多个次级密封元件246可以至少部分地取决于密封滑块226相对于密封转子222和/或密封定子224的位置而接合和/或脱离。在操作期间，一个或多个主密封元件244和/或一个或多个次级密封元件246的接合和/或脱离可至少部分地取决于作用在次级密封件242上的一个或多个力。附加地或替代地，在一些实施例中，示例性密封组件202可包括具有一个或多个三级密封元件的三级密封件。一个或多个三级密封元件可至少部分地取决于密封滑块226相对于密封转子222和/或密封定子224的位置而接合和/或脱离，例如，响应于作用在次级密封件242上的一个或多个力。

现在参考图3，密封滑块226可包括主密封体248。主密封体248可包括一个或多个滑块面232。一个或多个滑块面232可分别与一个或多个对应的转子面234交界，限定主密封件230和/或一个或多个对应的主密封元件244。在一些实施例中，主密封体248可限定多个滑块-抽吸导管238。密封滑块226可包括朝向密封转子222轴向地突出的面向转子的延伸部250。面向转子的延伸部250可在密封滑块226的运动范围的至少一部分上与密封转子222的至少一部分轴向地重叠。面向转子的延伸部250和主密封体248可限定单个部件(例如整体部件)的相应部分，或者面向转子的延伸部250和主密封体248可彼此联接。密封滑块226可包括朝向密封定子224轴向地突出的面向定子的延伸部252。面向定子的延伸部252可在密封滑块226的运动范围的至少一部分上与密封定子224轴向地重叠。面向定子的延伸部252和主密封体248可限定单个部件(例如整体部件)的相应部分，或者面向定子的延伸部252和主密封体248可彼此联接。在一些实施例中，密封定子224可在面向定子的延伸部252处直接或间接地联接到密封滑块226。附加地或替代地，密封定子224可在主密封体248处直接或间接地联接到密封滑块226。在一些实施例中，次级密封件242可直接或间接地联接到密封滑块226。例如，次级密封件242可在面向定子的延伸部252处直接或间接地联接到密封滑块226和/或在主密封体248处直接或间接地联接到密封滑块226。附加地或替代地，在一些实施例中，次级密封件242可直接或间接地联接到密封定子224。

在一些实施例中，密封定子224可包括定子凸缘258和滑块凸缘260。定子凸缘258可联接到旋转机器200的定子206或由其限定，例如涡轮中心框架214(图2A)。附加地或替代地，定子凸缘258可联接到旋转机器200的转子204或由其限定，例如联接到HP线轴锥体212和/或内延伸部220(图2B)。滑块凸缘260可被配置为与密封滑块226交界。例如，滑块销254可由滑块凸缘260限定或联接到滑块凸缘260。滑块凸缘260可联接到定子凸缘258，或者滑块凸缘260和定子凸缘258可限定单个部件(例如整体部件)的相应部分。

在一些实施例中，密封滑块226可以包括次级密封凸缘262。次级密封凸缘262可以联接到密封滑块226，例如联接到密封滑块226的面向定子的延伸部252。替代地，次级密封凸缘262可限定密封滑块226的一部分，例如面向定子的延伸部252的一部分。例如，密封滑块226和次级密封凸缘262可限定单个部件(例如整体部件)的相应部分。

如图所示，例如在图3中，次级密封件242可设置在密封定子224和密封滑块226之间。在一些实施例中，次级密封件242可联接到密封定子224。例如，次级密封件242，例如次级密封件242的面向转子的部分，可联接到密封定子224的滑块凸缘260。附加地或替代地，次级密封件242可联接到密封滑块226。例如，次级密封件242，例如次级密封件242的面向定子的部分，可联接到密封滑块226的次级密封凸缘262。如本文所述，次级密封件242可被配置为呈现向前和向后位移和/或压缩和回弹，例如在压缩载荷和/或拉伸载荷下，适合于主密封件230的操作，例如在旋转机器200的特定操作条件。次级密封件242和/或其一个或多个次级密封元件246可被配置为阻止或防止流体流经次级密封件242，例如从入口气室208到出口气室210。

在一些实施例中，次级密封件242和/或其一个或多个次级密封元件246可以是不透流体的。附加地或替代地，次级密封件242和/或其一个或多个次级密封元件246可以例如在与密封滑块226的一部分(例如次级密封凸缘262)的界面处，和/或在与密封定子224的一部分(例如滑块凸缘260)的界面处提供流体紧密封。例如，次级密封件242和/或次级密封元件246可例如在次级密封件242的面向定子的部分和/或一个或多个次级密封元件246处联接到密封滑块226，例如联接到次级密封凸缘262。附加地或替代地，次级密封件242和/或次级密封元件246可例如在密封件242的面向转子的部分和/或次级密封元件246处联接到密封定子224，例如联接到滑块凸缘260。次级密封件242和/或次级密封元件246可以通过焊接、钎焊、附属硬件等联接到密封定子224和/或联接到密封滑块226。附加地或替代地，次级密封件242和/或次级密封元件246可位于由密封滑块226(例如由次级密封凸缘262)限定的凹槽等等中，在其间之间提供流体紧密封。附加地或替代地，次级密封件242和/或次级密封元件246可位于由密封定子224(例如由滑块凸缘260)限定的凹槽等等中，以在其间提供流体紧密封。在一些实施例中，次级密封件242和/或其次级密封元件246可以是流体可渗透的，同时适当地阻止流体流经其中，例如从入口气室208到出口气室210。

现在参考图4和5，示出了用于使密封滑块226缩回远离密封转子222的次级密封件242的另一个实施例。在低功率或无功率条件期间，密封滑块226和滑块面232被次级密封件242偏压远离滑块面232或密封转子222上的旋转密封表面。这导致气体轴承空间轴向地加长。

此外，如图所示，次级密封件242包括多个周向间隔开的非盘绕板簧231，它们设置在密封定子224和密封滑块226之间和周围。特别是如图4所示，每个板簧231包括第一端233和第二端235以及位于其间的中间部分237。在实施例中，如图所示，第一端233通过安装或附接到密封定子224的支架239来安装。第二端235安装或附接至密封滑块226。具体而言，如图所示，螺栓和螺母可用于固定或附接第一端233和第二端235。

板簧231被定向为在轴向方向上顺应，同时在径向和周向方向上是刚性的。滑块的运动自由度与当前技术相当，但不需要滑动界面，减少了磨损。因此，具有非盘绕板簧231的次级密封件242减少了零件数量，消除了磨损表面上的涂层，减少了机加工操作，并且降低了制造和维修成本。此外，具有板簧231的次级密封件242消除了需要严格公差的特征，使制造和维修成本降低。因此，具有非盘绕板簧231的次级密封件242简化了组装过程，因为需要较少的垫片。

特别是参考图5，随着发动机启动，高压区域241中的压力开始上升，因为启动器密封齿243限制空气从相对高压区域241流动到相对低压区域245。低压区域241和高压区域245之间的压力差导致作用在中心环247上的闭合压力。该压力抵抗来自次级密封件242的弹簧力，将中心环247和安装在其上的不可旋转面表面232推向转子面234。在发动机停机期间，高压区域241中的压力下降并且次级密封件242的板簧231克服关闭力并缩回吸气面密封件。可以使用许多样式和配置的板簧231。

现在参考图6-12D，示出了根据本公开的密封组件202的附加部件的各种视图。如所提及的，密封组件202可位于旋转机器200内的任何合适位置。因此，密封组件202可被配置为吸气面密封件(图2A、2B和3)、流体轴承、气体轴承等，以及碳密封件(其可以是径向碳密封件326(图12A)和/或轴向碳密封件328(图12B))、径向或轴向刷式密封件332，334(图12C和12D)、径向或轴向薄膜骑行密封件等。

特别地，如图6和7所示，密封组件202包括在转子-定子界面201处形成到转子204的转子面234中的凹槽302。因此，如图7和图8所示，本公开的密封组件202还包括定位在凹槽302内的可移除插入件300。因此，在旋转机器200的操作期间，如果转子204和定子206在转子-定子界面201处进行不期望的接触，可移除插入件300被损坏，以防止损坏发生在转子和定子上。这样，可移除插入件300防止损坏传播到转子204并且可以被移除、修理或更换为另一个可移除插入件，以避免更换转子。

作为示例，在实施例中，如本文所述，密封组件202可以是在转子-定子界面201处限定空气轴承表面304(例如转子面234)的空气轴承。在这样的实施例中，如图6所示，例如，空气轴承表面304包括凹槽302，使得可移除插入件300定位在空气轴承表面304上的凹槽302内。此外，在这样的实施例中，特别是如图11所示，转子204上的空气轴承表面304可以与旋转机器200的LP线轴锥体218相匹配，使得包含空气轴承表面304的转子204的凸缘上的高点306和LP线轴锥体218的低点308被识别以最小化平坦度。因此，在某些实施例中，为了满足在空气轴承表面304和LP线轴锥体218上指定的子组件平坦度，可以识别、标记和对齐高点306和低点308以最小化平坦度。

现在特别参考图7-9，可移除插入件300通常可包括主体部分310和从主体部分310延伸的至少一个突起部分312(例如多个不连续的、周向间隔开的突起部分312)。因此，如图7所示，主体部分310在转子-定子界面201处装配在形成于转子204中的凹槽302内，而突起部分312延伸穿过邻近于在转子-定子界面201处形成于转子204中的凹槽302的多个通孔314(图6)，使得可移除插入件300延伸穿过转子204的凸缘的厚度317。在某些实施例中，例如，可移除插入件300的主体部分310可被压配到形成于转子204中的凹槽302中。在这样的实施例中，可移除插入件300的主体部分310可被轻轻压入形成在转子204中的凹槽302中，使得接触压力小于约50psia。

此外，如通常所理解的，可移除插入件300的主体部分310和突起部分312可由金属材料构成，类似于转子204的金属材料，其可包括例如任何合适的金属合金或高温合金。此外，如图7和8所示，金属材料的至少一部分可以进一步涂有耐磨材料324，例如任何合适的金属、金属基涂层和/或聚合物基涂层。

在特定实施例中，如图7所示，作为示例，可移除插入件300的突起部分312可以是带螺纹的，例如螺纹杆。因此，在这样的实施例中，可移除插入件300还可包括一个或多个紧固件322(例如，螺母)，其在空气轴承表面304的相对侧(例如，在图7中的密封转子222的表面305上)固定到突起部分312。在又一个实施例中，可移除插入件300的突起部分312可配置有起重构件，例如起重螺钉，以协助从凹槽302内拆卸可移除插入件300。

在进一步的实施例中，大致如图9和10所示，可移除插入件300的主体部分310可以具有环形形状，即对应于转子204的环形。在附加实施例中，如图10所示，作为示例，可移除插入件300的主体部分310还可以包括一个或多个第一防旋转特征316，其被配置为与转子204的凹槽302内的一个或多个第二防旋转特征(未示出)配合。在这样的实施例中，凹槽302可以被成形为容纳可移除插入件300的主体部分310的第一防旋转特征316。

仍然参考图9和10，可移除插入件300的主体部分310可以是单体或整体部件(图9)或者可以由多个弧形段320(图10)构成。因此，在特定实施例中，通过分段，可移除插入件300的段320之间的间隙323的尺寸可被设计成在寒冷条件下间隔开并且在热条件下膨胀以刚好接触。

本公开的主题的其他方面由以下条项提供：

一种旋转机器，包括：定子；转子，所述转子被配置为相对于所述定子旋转，所述转子与所述定子在转子-定子界面处布置并且限定转子面；所述转子-定子界面处的密封组件，所述密封组件包括至少一个密封件和在所述转子-定子界面处形成到所述转子中的凹槽；和可移除插入件，所述可移除插入件定位在所述密封组件的所述凹槽内并且限定所述转子面的至少一部分，其中，在所述旋转机器的操作期间，如果所述转子和所述定子在所述转子-定子界面处产生不期望的接触，则所述可移除插入件被损坏以防止所述转子和所述定子损坏。

根据条项1所述的旋转机器，其中所述密封组件的所述至少一个密封件被配置为吸气面密封件、流体轴承或气体轴承中的至少一个，所述至少一个密封件在所述转子上在所述转子-定子界面处限定空气轴承表面，所述空气轴承表面包括所述凹槽，使得所述可移除插入件定位在所述空气轴承表面上的所述凹槽内。

根据前述条项中任一项所述的旋转机器，其中所述转子的转子凸缘与所述旋转机器的低压涡轮的锥体轴上的轴凸缘匹配，使得所述转子凸缘上的高点和所述轴凸缘上的低点经过识别和匹配，以最小化所述空气轴承表面处的平坦度。

根据前述条项中任一项所述的旋转机器，其中所述可移除插入件包括主体部分和从所述主体部分延伸的至少一个突起部分，其中所述主体部分装配在所述凹槽内并且所述至少一个突起部分延伸穿过邻近于形成在所述转子中的所述凹槽的至少一个通孔，使得所述可移除插入件延伸穿过所述至少一个密封件的主体的厚度。

根据前述条项中任一项所述的旋转机器，其中所述可移除插入件的所述主体部分包括环形形状。

根据前述条项中任一项所述的旋转机器，其中所述主体部分包括一个或多个第一防旋转特征，所述第一防旋转特征被配置为与所述转子的所述凹槽内的一个或多个第二防旋转特征相匹配。

根据前述条项中任一项所述的旋转机器，其中所述可移除插入件的所述主体部分的所述环形形状由多个弧形段构成。

根据前述条项中任一项所述的旋转机器，其中所述至少一个突起部分是带螺纹的，所述可移除插入件进一步包括一个或多个紧固件，所述一个或多个紧固件在所述空气轴承表面的相对侧固定到所述至少一个突起部分。

根据前述条项中任一项所述的旋转机器，其中所述可移除插入件的所述主体部分被压配合到所述转子的所述凹槽中。

根据前述条项中任一项所述的旋转机器，其中所述可移除插入件的所述主体部分和所述至少一个突起部分由金属材料构成。

根据前述条项中任一项所述的旋转机器，其中所述金属材料的至少一部分涂有耐磨材料。

根据前述条项中任一项所述的旋转机器，其中所述密封组件包括以下中的至少一个：薄膜骑乘密封件、碳密封件和刷式密封件。

根据前述条项中任一项所述的旋转机器，其中所述旋转机器包括燃气涡轮发动机。

一种燃气涡轮发动机，包括：定子；转子，所述转子被配置为相对于所述定子旋转，所述转子与所述定子在转子-定子界面处布置并且限定转子面；所述转子-定子界面处的密封组件，所述密封组件包括至少一个密封件和在所述转子-定子界面处形成到所述转子中的凹槽；和可移除插入件，所述可移除插入件定位在所述密封组件的所述凹槽内，所述可拆卸插入件包括主体部分，所述主体部分限定所述转子面的至少一部分，所述主体部分被压配合在所述凹槽内，其中，在所述旋转机器的操作期间，如果所述转子和所述定子在所述转子-定子界面处产生不期望的接触，则所述可移除插入件防止所述转子和所述定子损坏。

根据条项14所述的燃气涡轮发动机，其中所述密封组件的所述至少一个密封件被配置为吸气面密封件、流体轴承或气体轴承中的至少一个，所述至少一个密封件在所述转子上在所述转子-定子界面处限定空气轴承表面，所述空气轴承表面包括所述凹槽，使得所述可移除插入件定位在所述空气轴承表面上的所述凹槽内。

根据条项14-15所述的燃气涡轮发动机，其中所述可移除插入件包括从所述主体部分延伸的至少一个突起部分，其中所述至少一个突起部分延伸穿过邻近于形成在所述转子中的所述凹槽的通孔，使得所述可移除插入件延伸穿过所述转子的凸缘的厚度。

根据条项14-16所述的燃气涡轮发动机，其中所述可移除插入件的所述主体部分包括环形形状。

根据条项14-17所述的燃气涡轮发动机，其中所述主体部分包括一个或多个第一防旋转特征，所述第一防旋转特征被配置为与所述转子的所述凹槽内的一个或多个第二防旋转特征相匹配。

根据条项14-18所述的燃气涡轮发动机，其中所述可移除插入件的所述主体部分由多个弧形段构成。

根据条项16-19所述的燃气涡轮发动机，其中所述可移除插入件的所述主体部分和所述至少一个突起部分由金属材料构成，并且其中所述金属材料的至少一部分涂有耐磨材料。

本书面描述使用示例性实施例来描述当前公开的主题，包括最佳模式，并且还使本领域的任何技术人员能够实践这样的主题，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何结合的方法。本公开主题的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的文字语言没有区别的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的文字语言没有实质性差异的等效结构元件，则这些其他示例旨在在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种旋转机器，其特征在于，包括：

定子；

转子，所述转子被配置为相对于所述定子旋转，所述转子与所述定子在转子-定子界面处布置并且限定转子面；

密封组件，所述密封组件在所述转子-定子界面处，所述密封组件包括至少一个密封件和在所述转子-定子界面处形成到所述转子中的凹槽；和

可移除插入件，所述可移除插入件定位在所述密封组件的所述凹槽内并且限定所述转子面的至少一部分，

其中，在所述旋转机器的操作期间，如果所述转子和所述定子在所述转子-定子界面处产生不期望的接触，则所述可移除插入件被损坏以防止所述转子和所述定子损坏。

2.根据权利要求1所述的旋转机器，其特征在于，其中所述密封组件的所述至少一个密封件被配置为吸气面密封件、流体轴承或气体轴承中的至少一个，所述至少一个密封件在所述转子上在所述转子-定子界面处限定空气轴承表面，所述空气轴承表面包括所述凹槽，使得所述可移除插入件定位在所述空气轴承表面上的所述凹槽内。

3.根据权利要求2所述的旋转机器，其特征在于，其中所述转子的转子凸缘与所述旋转机器的低压涡轮的锥体轴上的轴凸缘匹配，使得所述转子凸缘上的高点和所述轴凸缘上的低点经过识别和匹配，以最小化所述空气轴承表面处的平坦度。

4.根据权利要求2所述的旋转机器，其特征在于，其中所述可移除插入件包括主体部分和从所述主体部分延伸的至少一个突起部分，其中所述主体部分装配在所述凹槽内并且所述至少一个突起部分延伸穿过邻近于形成在所述转子中的所述凹槽的至少一个通孔，使得所述可移除插入件延伸穿过所述至少一个密封件的主体的厚度。

5.根据权利要求4所述的旋转机器，其特征在于，其中所述可移除插入件的所述主体部分包括环形形状。

6.根据权利要求4所述的旋转机器，其特征在于，其中所述主体部分包括一个或多个第一防旋转特征，所述第一防旋转特征被配置为与所述转子的所述凹槽内的一个或多个第二防旋转特征相匹配。

7.根据权利要求5所述的旋转机器，其特征在于，其中所述可移除插入件的所述主体部分的所述环形形状由多个弧形段构成。

8.根据权利要求5所述的旋转机器，其特征在于，其中所述至少一个突起部分是带螺纹的，所述可移除插入件进一步包括一个或多个紧固件，所述一个或多个紧固件在所述空气轴承表面的相对侧固定到所述至少一个突起部分。

9.根据权利要求4所述的旋转机器，其特征在于，其中所述可移除插入件的所述主体部分被压配合到所述转子的所述凹槽中。

10.根据权利要求4所述的旋转机器，其特征在于，其中所述可移除插入件的所述主体部分和所述至少一个突起部分由金属材料构成。