CN1847625A - 在涡轮转子和静止部件之间的可磨耗密封件 - Google Patents

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Abstract

一种在涡轮的转动部件(14)和静止部件(12)上的密封件，包括在该静止部件的表面上的在沿轴向间隔安置的嵌入的密封条之间的一种可磨耗的涂层。该转动部件包括与静止部件的齿(18)互相叉指状交叉的多个沿轴向间隔安置的齿(16)，它们在涡轮的冷却状态下接合静止部件上的可磨耗的涂层。该静止部件上的齿具有较大的余隙，从而在瞬变状态的情况下防止尖端压扁。与传统的曲折状的密封齿相比，利用嵌入的齿，对于相同的轴向范围可设置数目更多的密封齿。

Description

在涡轮转子和静止部件之间的可磨耗密封件
发明领域
本发明总的涉及涡轮转子和涡轮静止部件之间的密封件，特别涉及一种具有在该静止部件上在与该转子上的径向齿对置的嵌入齿之间的可磨耗的涂层的密封件。
背景技术
在涡轮特别是蒸汽涡轮中，转动部件和静止部件之间的密封件是蒸汽涡轮性能的关键部件。可以理解，蒸汽泄漏路径数目越多和尺寸越大，蒸汽涡轮的效率损失也越大。已提出许多各种类型的密封装置并用于涡轮的转动部件和静止部件之间的密封。例如，高低迷宫式密封齿常用于蒸汽涡轮的各级之间和轴端部的密封。齿和对置的涡轮部件之间的余隙通常足够地大，以避免转动部件和静止部件之间的任何接触。但是，紧密的余隙导致例如在涡轮过渡运转期间的接触和摩擦。当然，摩擦导致对齿的严重损伤，例如导致大大减小密封能力。另一方面，大的余隙导致大量有害的泄漏路径，这转过来又影响涡轮效率。因此，通常这样设置冷余隙，使得转动部件和静止部件之间特别是密封齿和对置的部件之间不会接触。因而，产生了这样一种在涡轮的可转动部件和静止部件之间的密封件的需求，它能尽可能减小或消除上述问题并获得一种余隙减小而密封效率提高的高效密封件。
发明概述
在本发明的一个优选实施例中提供一种涡轮，该涡轮包括：一个转子，一个静止的部件；一个在转子和静止部件之间的端部轴密封件；该密封件包含(i)由转子在沿其轴向间隔位置处支承的并大体上自其径向向外凸出的多个齿和(ii)由静止部件其轴向间隔位置处支承的并大体上自其径向向内凸出的多个齿；由转子支承的齿和由静止部件支承的齿是互相交叉的并沿轴向互相间隔地设置；以及在静止部件上在与转子上的齿成径向对置的位置处在静止部件的齿之间有一种可磨损的涂层。
在本发明的另一优选实施例中，一种涡轮包括：一个转子；一个静止部件；一种在转子和静止部件之间的密封件；该密封件包含(i)由转子在沿其轴向间隔位置处支承的并大体上自其径向向外凸出的多个齿和(ii)由机械地被固定在静止部件上的金属条在沿静止部件的轴向间隔位置处形成的并大体上自其向转子径向向内凸出的齿条；由转子支承的齿和由静止部件支承的齿条沿轴向互相间隔；以及在与转子上的齿成径向对置的位置处在齿条之间在静止部件上有一种可磨耗的涂层。
附图简述
图1是分解的截面图，例示按照本发明的一个优选的实施例的一种在涡轮转子和静止部件之间的密封件；
图2是例示该密封件的分解的放大截面图；
图3是一个放大图，例示在转动部件和静止部件两者上的可磨耗的涂层；以及
图4是类似于图1的视图，例示在静止部件的一个弹簧背衬的区段和涡轮转子之间的密封件。
优选实施例说明
现在参照附图，特别是图1，图中例示涡轮的静止部件12和涡轮转子14之间的密封件，总的用10表示。虽然密封件10例示为静止部件和转动部件之间的端部轴密封件的一部分，但可以理解，该密封件可用于涡轮中静止部件和转动部件之间的其它位置处。如图所示，转子14设有多个沿轴向间隔安置的齿16。齿16可以包括在转子上机加工的嵌入的密封条或齿。静止部件12上的密封齿18也可以包括沿轴向间隔安置的嵌入的齿。嵌入的齿是指条状密封件，它们机械地被连接在相关的密封部件上并被设置在该相关的密封部件的槽中。例如，该嵌入的密封齿可以包括图2中所示的扁平条状密封件18，或设置在一个密封部件的槽20中的L形或J形构型的条状密封件。密封件的金属本质上可以变形而完成该密封件和密封件安装部件之间的机械连接。或者是，可以将一个附加的止动器如一个O形金属环在槽中变形而对着该密封条支承，从而将该密封条机械地固定在槽中。这种类型的嵌入的密封条是普通的，并已用于涡轮的其它密封位置中。
如图2中所示，静止的部件12上的嵌入的密封齿18断开沿静止部件12的表面涂敷的可磨耗的涂层22，涂层22与转子14的表面及由其支承的齿16对置。因此，除了存在嵌入的齿的部位外，可磨耗的涂层22暴露于静止部件12的表面上。利用静止部件上的可磨耗的涂层22，可以将冷涡机的余隙调置得更紧密，从而能使转动部件14上的齿16与可磨耗的涂层22接触而在涂层中切削出一个槽，且不会损伤转动的齿。相反，静止部件12上的嵌入的齿18和转子表面之间的余隙被调置到一个更大的范围，从而避免了齿18和转子14之间的接触以及磨坏齿的可能性。
也可以理解，利用至少静止部件12上或静止部件12和转动部件14两者上的嵌入的齿的配置，这些条状密封件提供在像一种传统的迷宫式密封齿设计中那样的同一轴向范围中的更加等效的齿。这一点成为可能是因为与传统的迷宫式密封齿的宽度相比减小了宽度，也即减小了至少静止部件上的或静止部件和转动部件两者上的条状密封件的轴向长度。
该可磨耗的涂层构成一个牺牲涂层，该涂层被转动部件上的密封齿切削而不会损伤转动部件14的齿16。该可磨耗的材料可以是此处共同受让人的美国专利No.6,547,522中公开的类型，其公开内容参考合并于此。比如该可磨耗的材料可以包括一种有一第一成分和一第二成分的组成物，该第一成分包括铝、钴、镍、铬、钇，而该第二成分选自由六角氮化硼和一聚合物组成的一组材料。任何一种在美国专利No.6,547,522中公开的其它可磨耗材料同样可以用于本发明。可磨耗的涂层22热喷涂在静止部件上。也可以利用其它类型的可磨耗的密封系统，如金属纤维和蜂窝状结构。金属纤维和蜂窝状结构两者用钎焊工艺涂敷。
也如图2中所示，可以理解，转动部件和静止部件的齿16和18分别互相叉指状交叉。虽然这种配置是优选的，但密封齿可以不需交叉，而任何一个或更多个密封齿16或18均可安置在任何相邻的一对对置的密封齿之间。
在图3中，密封齿的类型和配置与图2中相同。但是，在图3中，与涂层22相同或相似的可磨耗的涂层24也涂敷在转动部件14上。因此，静止部件的条状密封齿18与可磨损的涂层24对置。
现在参照图4，图中示出转动部件和静止部件之间的上述密封件配置。但是，在图4中，静止部件上的齿18设置在多个沿周边延伸的密封区段26上。密封区段26通常用弹簧支撑而向转动部件14偏压这些区段。
虽然已经联系目前认为是最实用和最优选的实施例来描述了本发明，但可以理解，本发明并不限于该公开的实施例，相反，本发明预期包括落入所附权利要求书的范围和精神之内的各种修改和等同配置。

Claims (13)

1.一种涡轮，包括：
一个转子(14)；
一个静止部件(12)；
一种在所述转子和所述静止部件之间的端部轴密封件(10)；
所述密封件包含(i)由所述转子在沿其轴向间隔位置处支承的并大体上自其径向向外凸出的多个齿(16)和(ii)由所述静止部件在其轴向间隔位置处支承的并大体上自其径向向内凸出的多个齿(18)；
由所述转子支承的所述齿(16)和由所述静止部件支承的所述齿(18)是互相交叉的并沿轴向互相间隔的；以及
在与该转子上的齿成径向对置的位置处在其齿之间在所述静止部件上的一种可磨耗涂层(22)。
2.一种按照权利要求1的涡轮，其特征在于，在所述转子和所述静止部件中的至少一个上的齿包括被机械固定在所述转子和所述静止部件中的所述一个上的金属条。
3.一种按照权利要求2的涡轮，其特征在于，所述转子和所述静止部件中的所述一个的齿(16，18)有一大体上L形的构型，带一个被埋置在所述转子和所述静止部件中的所述一个的槽内的L形构型的底部。
4.一种按照权利要求1的涡轮，其特征在于，所述静止部件包含围绕所述转子的多个弧形密封区段，所述静止部件的所述齿由所述密封区段支承，所述密封区段可移向和移离所述转子。
5.一种按照权利要求的涡轮，其特征在于，在涡轮冷却状态下，所述转子上的齿从所述转子沿径向凸出而与该可磨耗涂层进入接触。
6.一种按照权利要求1的涡轮，其特征在于，所述转子和所述静止部件上的齿包含分别机械地被固定在所述转子和所述静止部件上的金属条。
7.一种按照权利要求1的涡轮，其特征在于包含一种在与由该静止部件支承的齿成径向对置的位置处在其齿之间在所述转子上的可磨耗的涂层(24)。
8.一种涡轮，包括：
一个转子(14)；
一个静止部件(12)；
一种在所述转子和所述静止部件之间的密封件(10)；
所述密封件包含(i)由所述转子在沿其轴向间隔位置处支承的并大体上自其径向向外凸出的多个齿(16)和(ii)由机械地被固定在所述静止部件上的金属条在沿静止部件的轴向间隔位置处形成的并大体上自其向所述转子径向向内凸出的多个齿(18)；由所述转子支承的所述齿和由所述静止部件支承的所述齿条是沿轴向互相间隔的；以及
在与所述转子上的齿成径向对置的位置处在所述齿条之间在所述静止部件上的一种可磨耗涂层(22)。
9.一种按照权利要求8的涡轮，其特征在于，在所述转子上的所述齿(16)和在所述静止部件上的所述齿条(18)是互相交叉的。
10.一种按照权利要求8的涡轮，其特征在于，所述静止部件上的所棕齿条有一大体上L形的构型，带一个被埋置在该静止部件上的槽中的L形底部。
11.一种按照权利要求8的涡轮，其特征在于，所述转子上的齿包括机械地固定在所述转子上的金属条。
12.一种按照权利要求8的涡轮，其特征在于，在涡轮的冷却状态下所述转子上的所述齿沿径向向外凸出而与静止部件上的可磨耗的涂层接触。
13.一种按照权利要求8的涡轮，包括在所述转子上的在其齿之间的在与由静止部件支承的齿沿径向对置的位置处的一个可磨耗的涂层(24)。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101876259A (zh) * 2009-05-01 2010-11-03 株式会社日立制作所 密封结构及其控制方法
CN103306749A (zh) * 2012-03-09 2013-09-18 通用电气公司 用于旋转机械的密封组件以及用于组装旋转机械的方法
CN103958948A (zh) * 2011-11-28 2014-07-30 Skf公司 具有耐磨性不同的迷宫环的迷宫密封装置
CN114278393A (zh) * 2021-12-28 2022-04-05 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种汽轮机轴封通流区域密封结构

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2019238A1 (de) * 2007-07-25 2009-01-28 Siemens Aktiengesellschaft Anstreifschicht einer Wellendichtung und Verfahren zum Aufbringen einer Anstreifschicht
IT1397706B1 (it) 2009-12-22 2013-01-24 Nuovo Pignone Spa Tenuta che si puo' abradere con spostamento assiale.
GB2492546A (en) * 2011-07-04 2013-01-09 Alstom Technology Ltd A labyrinth seal for an axial fluid flow turbomachine
US9464536B2 (en) * 2012-10-18 2016-10-11 General Electric Company Sealing arrangement for a turbine system and method of sealing between two turbine components
FR3042552B1 (fr) * 2015-10-16 2020-06-26 Safran Helicopter Engines Joint-labyrinthe d'etancheite a dents geometriquement optimisees
US10690251B2 (en) 2016-09-23 2020-06-23 General Electric Company Labyrinth seal system and an associated method thereof
BE1025283B1 (fr) * 2017-06-02 2019-01-11 Safran Aero Boosters S.A. Systeme d'etancheite pour compresseur de turbomachine
FR3091725B1 (fr) * 2019-01-14 2022-07-15 Safran Aircraft Engines Ensemble pour une turbomachine

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US899319A (en) * 1906-10-08 1908-09-22 Charles Algernon Parsons Turbine.
EP0844369B1 (en) * 1996-11-23 2002-01-30 ROLLS-ROYCE plc A bladed rotor and surround assembly
JP3477347B2 (ja) * 1997-07-30 2003-12-10 三菱重工業株式会社 ガスタービン段間部シール装置
DE50113413D1 (de) * 2000-03-22 2008-02-07 Siemens Ag Verfahren zum entfernen eines dichtmittels
EP1152124A1 (de) * 2000-05-04 2001-11-07 Siemens Aktiengesellschaft Dichtungsanordnung
US6547522B2 (en) * 2001-06-18 2003-04-15 General Electric Company Spring-backed abradable seal for turbomachinery

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101876259A (zh) * 2009-05-01 2010-11-03 株式会社日立制作所 密封结构及其控制方法
CN103958948A (zh) * 2011-11-28 2014-07-30 Skf公司 具有耐磨性不同的迷宫环的迷宫密封装置
CN103958948B (zh) * 2011-11-28 2016-11-23 Skf公司 具有耐磨性不同的迷宫环的迷宫密封装置
CN103306749A (zh) * 2012-03-09 2013-09-18 通用电气公司 用于旋转机械的密封组件以及用于组装旋转机械的方法
CN103306749B (zh) * 2012-03-09 2016-05-11 通用电气公司 用于旋转机械的密封组件以及用于组装旋转机械的方法
CN114278393A (zh) * 2021-12-28 2022-04-05 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种汽轮机轴封通流区域密封结构

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006112029A (ru) 2007-11-10
EP1712743A2 (en) 2006-10-18
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US20060228209A1 (en) 2006-10-12

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