CN1749531A - 透平叶片内装密封减振装置 - Google Patents

Abstract

一种透平叶片减振器密封装置包括密封和减振器，两者紧挨非气体路径表面的径向最外侧。该密封是由可塑性变形的材料制成和内装在减振器的凹槽里。该减振器由刚性的材料制成，该材料吸收在操作中产生的振动能量。为减振器和密封两者提供减振器内的凹槽，以便使两者定位在非气体路径表面的径向最外侧。

Description

透平叶片内装密封减振装置

按照与美国海军签订的No.00019-02-C-3003号合同美国政府在这个发明中可以有一定的权利。

技术领域

这个申请整体涉及一种透平密封和减振装置并特别涉及一种内装的密封和减振装置。

背景技术

常规的气体透平发动机包括透平装置，它有多个围绕透平转子的圆周连接的透平叶片。每个透平叶片与相邻的透平叶片间隔一定的距离以便适应在操作中的运动和膨胀。叶片一般包括连接在转子的根部，叶片架和从叶片架径向向外伸出的叶片。

当热气体穿透到透平叶片的叶片架下面时产生了问题。通过密封防止在叶片架上面流动的热气体泄漏到相邻的透平叶片之间。这是因为在叶片架下面的部件不是为在热气体的很高温度下长期运行而设计的。该密封一般是一块金属板内装在叶片架的内表面上相邻的透平叶片之间。该密封通常是柔性的以便适应叶片架的内表面和防止热气体侵入到透平叶片的叶片架下面。通常，靠着透平叶片的叶片架内表面径向外侧放置该密封。

除了密封，一般的做法是在相邻的透平叶片之间还包括减振器以便消除潜在的有害的振动。减振器的尺寸通常为了提供足够的质量和刚性以便消除从透平叶片来的振动。从透平叶片来的振动通过摩擦接触在减振器和透平叶片的叶片架的内表面之间传递。当减振器定位在叶片架内表面的径向最外部分时它能提供最大的效益和减振。

不利的是，减振器和密封两者靠着叶片架的内表面定位时它们能发挥最大的效益。将能理解，只可能将密封或减振器两者之一直接挨着内表面定位。

近来建议的解决办法是提供能执行密封和减振器两种功能的单一部件。这样的装置装设在减振器和密封两者所需的位置。但是，该密封和该减振器材料特性是兼顾的以便适应不同的功能。也就是密封材料不具有所需那样的柔性以便提供所需的减振特性和减振器材料不能提供最有利的减振特性以便为密封提供某种程度的柔性。在有利的减振特性和有利的密封特性之间的结合平衡对两种功能来说造成性能差于所要求的结果。

因此，需要开发一种密封和减振器装置，它对每一种功能应用最有利的材料同时提供减振器和密封最有利的位置。

发明内容

这个发明是透平叶片的减振器—密封装置，它包括内装在减振器内的密封，从而使密封和减振器两者都设置在透平叶片最外侧的内表面上。

减振器—密封装置包括密封，它防止热的气体穿透到相邻透平叶片之间的间隙。该密封紧挨着叶片架的内表面和桥接间隙以便阻塞热气体的流动。减振器包括凹槽，密封内装在该凹槽内。在凹槽的每一侧上减振器有接触透平叶片最内部表面的表面。该减振器表面提供摩擦接触来吸收在操作中由透平叶片产生的振动能量。

减振器—密封装置装配在透平叶片的坑腔内，从而使减振器和密封两者都邻接内表面。减振器和密封两者被放置在坑腔内径向最外的点上能提供最大的效益。

为密封和减振器应用不同的材料同时又为密封和减振器两者提供最佳的位置，提出这个发明的减振器—密封装置。该密封包括塑性可变形的材料，它提供所需的密封以便防止热气体侵入和减振器包括为吸收操作中产生的振动能量所必需的致密刚性结构。

因此，这个发明的减振器—密封装置为每一种功能提供最有利的材料和为减振器及密封提供最有利的位置。

从下面说明书和附图可以最清楚地理解本发明这些和其它的特性，下面是附图的简要描述。

附图说明

图1是相邻透平叶片装配体的透视图。

图2是在透平叶片内减振器密封装置的侧视图。

图3是减振器密封装置的分解图。

图4是减振器密封装置的透视图。

图5是减振器密封装置位置的示意图。

具体实施方式

参考图1，透平装置10包括多个相邻的透平叶片12。每个透平叶片12包括根部14，它是装配到透平转子(未表示)的径向凹槽中。根部14的径向外侧是叶片架16。叶片架16包括外表面18和内表面20。内表面20设置在外表面18的径向内侧。翼面22从叶片架16向上伸展。

热气体24围绕着翼面22和在上表面18上流动。间隙26在相邻透平叶片12之间轴向伸展。间隙26防止透平叶片12之间的接触。减振器—密封装置28包括密封30，密封防止热气体24穿过间隙26并穿透到叶片架16的下侧。将密封30定位在相邻透平叶片12之间形成的坑腔32内。密封30紧挨着叶片架16的内表面20和桥接间隙26以便阻塞热气体的流动。透平叶片的坑腔32包括节36用于减振器—密封装置的对齐和定位。

参考图2，将减振器—密封装置28装配在透平叶片12的坑腔32内，从而使减振器34和密封30两者邻接内表面20。通过将减振器34和密封30两者定位在坑腔32内的径向最外的点上，它们能提供最大的效益。径向最外的位置是减振器34紧挨着内表面20和与其摩擦接触。在减振器34和内表面20之间的摩擦接触吸收和消散在操作中产生的振动能量。减振器34的轴向位置基本上使减振性能达到最大。优选地，将减振器34定位在坑腔32内以便使减振性能最大化。图示的减振器34是在前面最佳的位置。尽管表示减振器34是在前面最佳位置，但是本发明所属技术领域的普通技术人员通过此公开内容所获得的知识将能理解，减振器34的其他结构也在这个发明的设想之内。

参考图3和4，密封30内装在减振器34的凹槽38内。为密封30和减振器34的一部分提供凹槽38使两者都紧挨着叶片架16的内表面20。凹槽38沿着减振器34的上表面轴向延伸。密封30包括指状物44，它们交错装配在减振器34上并将密封30和减振器34固定在一起。与减振器34之间的配合使密封30相对减振器34定位，从而相对相邻透平叶片12之间的间隙26定位。

减振器34包括主体部分50和密封保持臂52，该臂伸展在主体部分50的前面用于支持密封30的前部。减振器34包括设置在凹槽38两侧的摩擦表面46。该摩擦表面46沿着与密封30共同的平面与内表面20摩擦接触。减振器34还包括保持部件54，它与坑腔32相配合使减振器—密封装置28相对内表面20定位和固定。还包括对齐构造56，它从减振器34每一侧上主体50突出。硬化部分58在减振器34的每一侧上沿摩擦表面46伸展。硬化部分58加强和加固摩擦表面46。

减振器34是由在操作中产生的热和离心负荷下不会塑性变形的材料制成。另外选择减振器34所使用的材料以便除了热容量之外提供所需的振动衰减特性。设置减振器34使其在离心负荷下压在叶片架16的内表面上。尽管表示的是优选的减振器34结构，但是在这个公开内容启发下的工作者将能理解，减振器34各种不同的结构和部件都在这个发明的设想之内和取决于特殊需要的应用。

密封30优选地是一块薄的金属板，它的前部60装配在减振器34的保持臂上。指状物44交错地配合减振器34并将密封30保持内装在凹槽38内。密封30优选地是柔性的以便适应内表面20来提供所需的密封阻止热气体24侵入到透平叶片12下面。后部62轴向朝后伸展和朝内伸展以便与轴向伸展的间隙26的构形相同并将其密封。选择密封30所使用的材料以便能承受与特殊应用相关的压力和温度和允许某种程度的塑性变形。密封30响应热和离心负荷产生塑性变形以便适应和配合内表面20的外形。塑性变形提供所需的密封阻止热气体24的侵入。

参考图5，表示减振器—密封装置28在由相邻透平叶片12限定的坑腔32内。摩擦表面46接触内表面20。减振器34在透平叶片12的非气体路径侧上的径向最外部分处产生最大的效益。在减振器34和透平叶片12的内表面20之间的摩擦接触衰减在操作中产生的振动。沿着内表面20上的轴向间隙26设置密封30。为使密封30沿着相邻透平叶片12的内表面20上沿整个轴向间隙26连续接触装设凹槽38，并为减振器34提供有利的最外侧的径向位置。

这个发明提供的减振器—密封装置28对密封30和减振器34使用不同的材料同时为密封30和减振器34两者提供最佳的位置。密封30包括可塑性变形的材料，该材料提供所需的密封以便防止热气体24的侵入和减振器34提供为吸收操作中产生的振动能量所必需的致密刚性结构。

虽然已经公开了这个发明的优选实施例，但是本发明所属技术领域的普通技术人员将能认识到在这个发明的范畴内将能进行某种修改。由于那个理由，应该研究下面的权利要求书以便确定这个发明的真实范畴和内涵。

Claims (30)

1.一种透平组件，包括：

多个互相间隔分布的透平叶片，其中每个所述多个透平叶片包括在外表面径向内侧的内表面；

减振器包括邻近所述的内表面设置的一部分；和

与所述减振器内装并邻近所述的内表面设置的密封。

2.如权利要求1所述的透平组件，其特征在于所述减振器包括凹槽，在凹槽里内装所述的密封。

3.如权利要求1所述的透平组件，其特征在于所述密封包括翼片部分，它装配到所述减振器上。

4.如权利要求3所述的透平组件，其特征在于所述减振器包括用于相对每个所述多个透平叶片对齐所述减振器的对齐构造。

5.如权利要求4所述的透平组件，其特征在于所述对齐构造包括向外突出的节。

6.如权利要求1所述的透平组件，其特征在于每个所述多个透平叶片包括前部和后部以及在其间伸展的内和外表面，所述减振器设置在所述前部附近。

7.如权利要求1所述的透平组件，其特征在于所述密封包括薄的金属板。

8.如权利要求1所述的透平组件，其特征在于所述减振器包括模制的块状物。

9.如权利要求1所述的透平组件，其特征在于所述减振器和所述密封两者都设置在径向最外侧位置上。

10.如权利要求1所述的透平组件，其特征在于相邻的透平叶片限定一坑腔，所述减振器和密封都设置在该坑腔内。

11.如权利要求10所述的透平组件，其特征在于所述减振器设置在所述坑腔的最前面部分。

12.如权利要求11所述的透平组件，其特征在于每个所述多个透平叶片包括用于将所述减振器定位在所述坑腔内的对齐构造。

13.一种透平叶片用的减振器密封组件，包括：

减振器包括紧挨着透平叶片的内表面的接触表面；和

与紧挨着透平叶片的内表面的所述减振器内装的密封。

14.如权利要求13所述的减振器密封组件，其特征在于所述减振器包括凹进部分，所述密封内装在里面。

15.如权利要求13所述的减振器密封组件，包括跨过所述减振器由所述接触表面限定的平面，其特征在于所述密封的表面设置在所述的平面内。

16.如权利要求13所述的减振器密封组件，其特征在于所述减振器包括与透平叶片内表面相对应的保持部件。

17.如权利要求13所述的减振器密封组件，其特征在于所述密封的表面和所述减振器的所述接触表面紧挨透平叶片的径向最外非气体路径侧。

18.一种减振器密封组件，包括：

减振器包括主体和至少两个在主体上伸展并被凹槽互相分离的摩擦表面；和

密封包括有指状物从那里突出的前部和至少部分与指状物同方向突出的后部。

19.如权利要求18所述的减振器密封组件，其特征在于所述密封包括装配到所述减振器上的翼片部分。

20.如权利要求19所述的减振器密封组件，其特征在于所述密封适合装配到所述主体的所述凹槽内。

21.如权利要求20所述的减振器密封组件，其特征在于所述至少两个摩擦表面和所述密封的表面成共同的平面。

22.一种减振器，包括：

主体；和

至少两个在主体上伸展并被凹槽互相分离的摩擦表面。

23.如权利要求22所述的减振器，包括至少一个从所述主体纵向伸出的指状物。

24.如权利要求22所述的减振器，其特征在于所述至少两个摩擦表面沿着所述主体纵向伸展。

25.如权利要求22所述的减振器，包括至少一个从所述主体侧向伸出的凸耳。

26.如权利要求22所述的减振器，包括至少两个设置在所述主体相反的两侧上的凸耳。

27.一种密封，包括：

包括从其突出的指状物的前段；和

至少部分与所述指状物同方向突出的后段。

28.如权利要求27所述的密封，包括限定一平面的主体段，其特征在于所述指状物至少部分与所述平面横切突出。

29.如权利要求28所述的密封，包括至少两个在共同侧从所述主体段横向突出的指状物。

30.如权利要求29所述的密封，其特征在于所述至少两个指状物互相间隔一定的距离。

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