RU2628141C2 - Турбина, включающая в себя устройство, предотвращающее вращение хомутового уплотнения - Google Patents

Турбина, включающая в себя устройство, предотвращающее вращение хомутового уплотнения Download PDF

Info

Publication number
RU2628141C2
RU2628141C2 RU2015114999A RU2015114999A RU2628141C2 RU 2628141 C2 RU2628141 C2 RU 2628141C2 RU 2015114999 A RU2015114999 A RU 2015114999A RU 2015114999 A RU2015114999 A RU 2015114999A RU 2628141 C2 RU2628141 C2 RU 2628141C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sealing tape
base portion
annular gap
sealing
protrusions
Prior art date
Application number
RU2015114999A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015114999A (ru
Inventor
Маниш С. ГУРАО
Кевин М. ЛАЙТ
Пол А. УХРАН
Мэттью Дж. ЛАГРОУ
Original Assignee
Сименс Акциенгезелльшафт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сименс Акциенгезелльшафт filed Critical Сименс Акциенгезелльшафт
Publication of RU2015114999A publication Critical patent/RU2015114999A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2628141C2 publication Critical patent/RU2628141C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/06—Rotors for more than one axial stage, e.g. of drum or multiple disc type; Details thereof, e.g. shafts, shaft connections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/129—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding specially adapted for particular articles or workpieces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/005—Sealing means between non relatively rotating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/06—Rotors for more than one axial stage, e.g. of drum or multiple disc type; Details thereof, e.g. shafts, shaft connections
    • F01D5/066—Connecting means for joining rotor-discs or rotor-elements together, e.g. by a central bolt, by clamps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/08—Heating, heat-insulating or cooling means
    • F01D5/081—Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades
    • F01D5/084—Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades the fluid circulating at the periphery of a multistage rotor, e.g. of drum type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/28—Arrangement of seals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/60—Assembly methods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/55—Seals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)

Abstract

Турбина содержит множество ступеней, каждая из которых включает диск и расположенные на нем лопасти. Пара смежных дисков образует кольцевой зазор между ними и имеет противоположные пазы для приема уплотнительной ленты, обеспечивающей уплотнение кольцевого зазора. В уплотнительной ленте образовано сквозное отверстие, расположенное посередине между краями уплотнительной ленты. Между краями уплотнительной ленты внутри кольцевого зазора расположен участок основания предотвращающего вращение элемента, включающего также соединительный участок, проходящий в осевом направлении из участка основания для зацепления с вырезным участком по меньшей мере одного из дисков. Внутри кольцевого зазора из участка основания через сквозное отверстие в уплотнительной ленте проходит выступ, образующий конструкцию крепления, прикрепляющую предотвращающий вращение элемент к уплотнительной ленте. Изобретение позволяет предотвратить смещение уплотнительной ленты по окружности. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение, в целом, относится к уплотнениям для многоступенчатых турбомашин и, в частности, к конструкции, предотвращающей вращение уплотнения, обеспеченного между смежными дисками в многоступенчатой турбомашине.
В различных многоступенчатых турбомашинах (см., например, патенты США №7581931 и 7549845), используемых для преобразования энергии, таких как турбины, текучая среда используется для создания вращательного движения. В газовой турбине, например, газ сжимается посредством последовательных ступеней в компрессоре и смешивается с топливом в камере сгорания. Затем смесь газа и топлива воспламеняются для образования продуктов сгорания, которые направляется к ступеням турбины, чтобы создать вращательное движение. Ступени турбины и ступени компрессора обычно имеют неподвижные или невращающиеся компоненты, например лопаточные конструкции, которые взаимодействуют с выполненными с возможностью вращения компонентами, например лопастями ротора, для сжатия и расширения рабочих газов.
Лопасти ротора обычно установлены на диски, которые поддерживаются для вращения на вале ротора. Кольцевые рычаги проходят из противоположных участков смежных дисков, чтобы образовать пару кольцевых рычагов. Полость для охлаждающего воздуха образована на внутренней стороне пары кольцевых рычагов между дисками взаимносмежных ступеней, и лабиринтное уплотнение может быть обеспечено на внутренней периферической поверхности неподвижной конструкции лопаток для взаимодействия с кольцевыми рычагами, чтобы обеспечить газовое уплотнение между каналом для горячих продуктов сгорания и полостью для охлаждающего воздуха. Парные кольцевые рычаги, проходящие от противоположных участков смежных дисков, образуют противоположные торцевые поверхности, расположенные отстоящими друг от друга. Обычно противоположные торцевые поверхности могут быть снабжены пазом для приема уплотнительной ленты, называемой «хомутовым уплотнением», которая заполняет зазор между торцевыми поверхностями, чтобы предотвратить утечку охлаждающего воздуха, протекающего через полость для охлаждающего воздуха, в канал для горячих продуктов сгорания. Уплотнительная лента может быть выполнена из множества сегментов, в круговом направлении, которые соединены на перекрывающихся или ступенчатых концах.
Когда уплотнительная лента содержит множество сегментов, расположенных смежно друг с другом, в круговом направлении, уплотнительные ленты могут смещаться по окружности относительно друг друга. Смещение может вызывать увеличение перекрытия одного конца сегмента уплотнительной ленты со смежным сегментом, в то же время противоположный конец сегмента уплотнительной ленты будет перемещаться из зацепления со смежным сегментом, открывая зазор для прохождения газов через уплотнительную ленту. Следовательно, обычно желательно обеспечить механизм для предотвращения относительного смещения по окружности сегментов уплотнительной ленты.
В соответствии с объектом настоящего изобретения создана турбина, содержащая:
множество ступеней, причем каждая ступень содержит выполненный с возможностью вращения диск и лопасти, расположенные на нем, причем по меньшей мере одна пара смежных выполненных с возможностью вращения дисков образует кольцевой зазор между ними и имеет соответствующие противоположные пазы для приема уплотнительной ленты, соответствующие кольцевому зазору;
уплотнительную ленту, расположенную в противоположных пазах для приема уплотнительной ленты, чтобы уплотнить кольцевой зазор, и включающую в себя противоположные края уплотнительной ленты;
по меньшей мере одно сквозное отверстие, образованное в уплотнительной ленте между противоположными краями
уплотнительной ленты;
предотвращающий вращение элемент, включающий в себя участок основания, расположенный между краями уплотнительной ленты внутри кольцевого зазора, и соединительный участок, проходящий в осевом направлении из участка основания для зацепления с вырезным участком по меньшей мере одного из дисков; и
выступ, проходящий внутри кольцевого зазора из участка основания и через упомянутое по меньшей мере одно сквозное отверстие в уплотнительной ленте, причем выступ образует конструкцию крепления, прикрепляющую предотвращающий вращение элемент к уплотнительной ленте,
при этом упомянутое по меньшей мере одно сквозное отверстие расположено по существу посередине между краями уплотнительной ленты.
Предпочтительно, выступ выполнен заодно с участком основания.
Предпочтительно, выступ приварен к уплотнительной ленте.
Предпочтительно, предотвращающий вращение элемент расположен на радиально внутренней стороне уплотнительной ленты.
Предпочтительно, участок основания включает в себя обращенную радиально наружу сторону, зацепленную с обращенной внутрь поверхностью уплотнительной ленты.
Предпочтительно, участок основания удлинен вдоль длины уплотнительной ленты и имеет по меньшей мере два выступа, разнесенных вдоль удлиненного участка основания и проходящих радиально через соответствующее сквозное отверстие в уплотнительной ленте, причем каждый из выступов прикреплен к уплотнительной ленте сварным соединением.
Предпочтительно, соединительный участок проходит из участка основания в положении по существу посередине между выступами.
Предпочтительно, турбина включает в себя резьбовое отверстие, образованное в участке основания между выступами, причем резьбовое отверстие принимает резьбовой вал, проходящий через уплотнительную ленту для удерживания предотвращающего вращения элемента в зацеплении с уплотнительной лентой во время прикрепления выступов к уплотнительной ленте.
В соответствии с другим аспектом изобретения, обеспечена турбина, содержащая множество ступеней, причем каждая ступень содержит выполненный с возможностью вращения диск и лопасти, расположенные на нем, причем по меньшей мере одна пара смежных выполненных с возможностью вращения дисков образует кольцевой зазор между ними и имеет соответствующие противоположные пазы для приема уплотнительной ленты, соответствующие кольцевому зазору. Уплотнительная лента расположена в противоположных пазах для приема уплотнительной ленты, чтобы уплотнить кольцевой зазор, и включает в себя противоположные края уплотнительной ленты. Предотвращающий вращение элемент, включающий в себя участок основания, расположен между краями уплотнительной ленты внутри кольцевого зазора и включает в себя обращенную радиально наружу сторону, зацепленную с обращенной внутрь поверхностью уплотнительной ленты, и соединительный участок проходит в осевом направлении из участка основания для зацепления с вырезным участком по меньшей мере одного из дисков. Пара разнесенных выступов проходит из участка основания и в сквозные отверстия в уплотнительной ленте в положении внутри кольцевого зазора. Выступы образуют конструкцию крепления, прикрепляющую предотвращающий вращение элемент к уплотнительной ленте.
Выступы могут быть образованы заодно с участком основания. Конструкция крепления может содержать сварные соединения между выступами и уплотнительной лентой. Сварные соединения могут быть образованы на обращенной радиально наружу поверхности уплотнительной ленты и образованы в кольцевом зазоре между дисками.
Сквозные отверстия могут быть расположены в целом посередине между краями уплотнительной ленты.
Участок основания может иметь вытянутый размер, расположенный вдоль длины уплотнительной ленты, и два выступа расположены разнесенными вдоль вытянутого размера.
Соединительный участок может проходить из участка основания в положении в целом посередине между выступами, чтобы образовать в целом Т-образный компонент.
Отверстие может быть образовано в уплотнительной ленте между отверстиями, принимающими выступы, и отверстие может быть образовано в участке основания и соответствовать отверстию в уплотнительной ленте для приема удерживающей конструкции для удерживания предотвращающего вращение элемента в зацеплении с уплотнительной лентой во время прикрепления предотвращающего вращения элемента к уплотнительной ленте. Отверстие, образованное в участке основания, может являться резьбовым отверстием, и удерживающая конструкция может содержать резьбовой вал, проходящий через уплотнительную ленту для зацепления в отверстие для удерживания предотвращающего вращение элемента в зацеплении с уплотнительной лентой.
Несмотря на то что описание завершается формулой изобретения, особенно отмечающей и ясно заявляющей настоящее изобретение, считается, что настоящее изобретение будет лучше понятно из следующего описания совместно с фигурами сопровождающих чертежей, на которых аналогичные ссылочные позиции обозначают аналогичные элементы, и на которых:
Фиг. 1 - схематичный вид в сечении участка газотурбинного двигателя, включающего в себя предотвращающую вращение конструкцию в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 2 - разобранный вид в перспективе, изображающий предотвращающую вращение конструкцию совместно с уплотнительной лентой в соответствии с аспектом настоящего изобретения;
Фиг. 3 - вид в перспективе предотвращающей вращение конструкции, собранной с уплотнительной лентой и показанной в сечении пары смежных выполненных с возможностью вращения дисков; и
Фиг. 4 - вид в сечении предотвращающего вращение узла, включающего в себя предотвращающий вращение элемент, собранный с уплотнительной лентой сварным креплением.
В следующем подробном описании предпочтительного варианта выполнения, ссылка делается на сопровождающие чертежи, которые образуют его часть, и на которых в иллюстративной, и не ограничивающей, форме показан конкретный предпочтительный вариант выполнения, в котором изобретение может быть практически осуществлено. Ясно, что другие варианты выполнения могут быть использованы и, что изменения могут быть выполнены без отступления от сущности и объема настоящего изобретения.
Ссылаясь на фиг. 1, схематично изображен участок газотурбинного двигателя 10, включающий в себя смежные ступени 12, 14, причем каждая ступень 12, 14 содержит массив неподвижных лопаточных сборок 16 и массив вращающихся лопастей 18, где лопаточные сборки 16 и лопасти 18 расположены по окружности внутри двигателя 10, причем массив лопаточных сборок 16 и лопасти 18 чередуются в осевом направлении газотурбинного двигателя 10. Лопасти 18 поддерживаются на дисках 20 ротора, прикрепленных к смежным дискам болтами 22 шпинделя. Лопаточные сборки 16 и лопасти 18 проходят в кольцевой газовый канал 24, и горячие газы, направляемые через газовый канал 24, проходят через лопаточные сборки 16 и лопасти 18 к оставшимся вращающимся элементам.
Полости 26, 28 диска расположены радиально внутри от газового канала 24. Продувочный воздух предпочтительно обеспечен из охлаждающего газа, проходящего через внутренние каналы в лопаточных сборках 16 к полостям 26, 28 диска, чтобы охлаждать лопасти 18 и обеспечивать давление для уравновешивания давления горячих газов в газовом канале 24. Кроме того, межступенчатые уплотнения, содержащие лабиринтные уплотнения 32, поддерживаются на радиально внутренней стороне лопаточных сборок 16 и зацеплены с поверхностями, образованными на парных кольцевых рычагах 34, 36 дисков, проходящих в осевом направлении из противоположных участков смежных дисков 20. Кольцевая полость 38 для охлаждающего воздуха образована между противоположными участками смежных дисков 20 на радиально внутренней стороне парных кольцевых рычагов 34, 36 дисков. Кольцевая полость 38 для охлаждающего воздуха принимает охлаждающий воздух, проходящий через каналы дисков, для охлаждения дисков 20.
Ссылаясь далее на фиг. 4, рычаги двух смежных дисков 20 изображены для цели описания узла 46 уплотнительной ленты настоящего изобретения, ясно, что диски 20 и соответствующие рычаги 34, 36 дисков образуют кольцевую конструкцию, проходящую по полной окружности вокруг осевой линии ротора. Рычаги 34, 36 дисков образуют соответствующие противоположные торцевые поверхности 48, 50, расположенные близко отстоящими друг от друга. Проходящие по окружности пазы 52, 54 (см. также фиг. 3) образованы в соответствующих торцевых поверхностях 48, 50, в которых пазы 52, 54 радиально соответствуют кольцевому зазору 69, образованному между торцевыми поверхностями 48, 50. Кроме того, рычаги 34, 36 дисков обычно включают в себя по меньшей мере один вырезной участок или радиальное отверстие 56, 58, проходящее из радиально внутренней поверхности 60, 62 по направлению к радиально внешней поверхности 64, 66 соответствующих рычагов 34, 36 дисков, и проходящее в осевом направлении внутрь из торцевых поверхностей 48, 50 и пересекающее пазы 52, 54. Радиальные отверстия 56, 58 могут проходить на частичное расстояние по направлению к внешним поверхностям 64, 66, как изображено отверстием 56, или могут проходить на все расстояние через рычаги 34, 36 дисков, как изображено отверстием 58, проходящим через рычаг 36 диска от внутренней поверхности 62 до внешней поверхности 66.
Ссылаясь на фиг. 2, узел 46 уплотнительной ленты включает в себя уплотнительную ленту 68, образующую проходящее по окружности хомутовое уплотнение. Уплотнительная лента 68 включает в себя противоположные края 65, 67 уплотнительной ленты, которые расположены внутри соответствующих пазов 52, 54 (фиг. 3 и 4), образованные в противоположных торцевых поверхностях 48, 50. Уплотнительная лента 68 заполняет кольцевой зазор 69 между торцевыми поверхностями 48, 50 и образует уплотнение для предотвращения или существенного ограничения потока газов между полостью 38 для охлаждающего воздуха и полостями 26, 28 диска.
Следует отметить, что радиальные отверстия 56, 58 в рычагах 34, 36 диска обычно обеспечены для зацепления с предотвращающей вращение конструкцией предшествующего уровня техники (не показана), связанной с хомутным уплотнением. Например, известная предотвращающая вращение конструкция может являться блочной конструкцией, прикрепленной к хомутному уплотнению и проходящей в осевом направлении в отверстия 56, 58, где зацепление между предотвращающей вращение конструкцией и сторонами отверстий 56, 58 предотвращает или ограничивает перемещение хомутного уплотнения или сегментов уплотнения по окружности. Такая предотвращающая вращение конструкция изображена в патенте США №7 581931, который включен сюда путем ссылки. Как описано ниже, настоящее изобретение обеспечивает предотвращающее вращение устройство, выполненное с возможностью использования существующей конструкции рычагов диска, включающей в себя использование одного или более радиальных отверстий 56, 58, чтобы предотвратить вращение уплотнительной ленты 68.
Дополнительно, отметим, что уплотнительная лента 68 является «сменной» деталью, которую необходимо заменить после некоторого периода работы турбины, для того чтобы сохранить ее уплотняющую функцию. Процедура замены уплотнительных лент обычно выполняется во время раскомплектации ротора в качестве работы в цеху. В соответствии с аспектом изобретения, замена уплотнительной ленты 68 и установка предотвращающей вращение конструкции, описанной здесь, может быть выполнена на месте эксплуатации.
Ссылаясь на фиг. 2, в соответствии с аспектом изобретения, узел 46 уплотнительной ленты дополнительно включает в себя предотвращающий вращение элемент 75, включающий в себя участок 70 основания, имеющий вытянутый размер, проходящий между первым и вторым концами 72, 74 в круговом направлении. Участок 70 предотвращающего вращение элемента 75 имеет осевой размер, образованный между противоположными первым и вторым осевыми краями 76, 78, который меньше зазора между противоположными торцевыми поверхностями 48, 50 рычагов 34, 36 диска, и имеет размер, чтобы полностью поместиться внутри кольцевого зазора 69.
Соединительный участок 80 проходит в осевом направлении из первого осевого края 76 участка 70 основания, в целом посередине между первым и вторым концами 72, 74, и имеет размеры, чтобы проходить в осевом направлении в радиальное отверстие 56 в рычаге 34 диска (фиг. 4). Участок 70 основания и соединительный участок 80 предпочтительно выполнены заодно друг с другом и образуют Т-образную конструкцию предотвращающего вращение элемента 75. Следует отметить, что настоящая Т-образная конструкция обеспечивает зацепление только с одним из радиальных отверстий 56, 58, чтобы предотвращать вращение уплотнительной ленты 68, и что эта конструкция обеспечивает предотвращающее вращение устройство меньшей массы, чем может быть обеспечено конструкцией, выполненной с возможностью зацепления с обоими отверстиями 56, 58.
Пара радиально проходящих элементов, содержащая первый и второй выступы 82, 84, проходит из обращенной радиально наружу стороны 86 участка 70 основания предотвращающего вращение элемента 75. Выступы 82, 84 предпочтительно выполнены заодно с элементом 75 и выполнены с возможностью прохождения в сквозные отверстия 88, 90, образованные в уплотнительной ленте 68, расположенные в целом посередине между краями 65, 67 уплотнительной ленты 68. Предпочтительно, выступы 82, 84 имеют радиально проходящий размер, то есть в направлении, перпендикулярном обращенной радиально наружу стороне 86, который больше толщины уплотнительной ленты 68.
Ссылаясь на фиг. 3, при сборке и прикреплении предотвращающего вращение элемента 75, после расположения уплотнительной ленты 68 внутри пазов 52, 54 рычагов дисков, предотвращающий вращение элемент 75 перемещается по направлению к уплотнительной ленте 75, чтобы расположить обращенную наружу сторону 86 в положение зацепления, соприкасающееся с радиально внутренней поверхностью 92 уплотнительной ленты 75. В положении зацепления, внешние концы выступов 82, 84 (только один выступ показан на фиг. 3) проходят наружу выше радиально внешней поверхности 94 уплотнительной ленты 68. Выступы 82, 84 образуют конструкцию крепления для взаимодействия с уплотнительной лентой 68, чтобы удерживать предотвращающий вращение элемент 75 на уплотнительной ленте 68 соединительным участком 80, зацепленным внутри радиального отверстия 56. В соответствии с одним вариантом выполнения изобретения, выступы 82, 84 могут быть прикреплены к уплотнительной ленте 68 сварным соединением, как изображено на фиг. 4 на виде в сечении через выступ 82, приваренные на месте на уплотнительной ленте 68, и показывающий одно или более сварных соединений 96, соединяющих выступ 82 с уплотнительной лентой.
Ссылаясь на фиг. 3, в соответствии с аспектом изобретения, временная удерживающая конструкция 98 может быть обеспечена для удерживания предотвращающего вращение элемента 7 5 в положении уплотнительной ленты 68 во время операции сварки. Уплотнительная лента может быть образована с отверстием 100 (фиг. 2), расположенным между отверстиями 88, 90, и участок 70 основания образован с соответствующим резьбовым отверстием 102, которое соответствует отверстию 100 в уплотнительной ленте 68. Удерживающая конструкция 98 дополнительно включает в себя инструмент 99, содержащий резьбовой вал 104, имеющий цилиндрическую резьбовую гайку 106, удерживаемую на нем. Резьбовая гайка 106 может иметь рифленую наружную поверхность, чтобы способствовать захвату пользователем гайки 106, чтобы вращать резьбовой вал 104. Резьбовой вал 104 имеет размер, чтобы проходить через отверстие 100 и зацепляться по резьбе с отверстием 102, причем шайба 106 расположена к внешней поверхности 94 уплотнительной ленты 68, чтобы удерживать предотвращающий вращение элемент 75 в зацеплении с внутренней поверхностью 92 уплотнительной ленты 68 во время операции сварки. Считается, что обязательным зажатием предотвращающего вращение элемента 75 неподвижно в положении зацепления с уплотнительной лентой 68 во время операции сварки, временная удерживающая конструкция 98 обеспечивает значительно улучшенное качество сварки на выступах 82, 84. После приваривания выступов 82, 84 к уплотнительной ленте, резьбовой вал 104 может быть выкручен из отверстия 102, чтобы удалить инструмент 99 удерживающей конструкции из узла 46 уплотнительной ленты.
Отметим, что несмотря на то, что сварка является одним способом прикрепления предотвращающего вращение элемента 75 к уплотнительной ленте 68, предотвращающий вращение элемент 75 также может быть прикреплен к уплотнительной ленте 68 другим средством, например, используя один или более болтов или заклепок.
При прикрепленном предотвращающем вращение элементе 75 к уплотнительной ленте 68, соединительный участок 80 расположен внутри радиального отверстия 56, в котором противоположные обращенные по окружности стороны 80а, 80b соединительного участка 80 зацепляются с соответствующими противоположными сторонами (показана только сторона 56b) радиальных отверстий 56, чтобы предотвратить или ограничить перемещение уплотнительной ленты 68 по окружности. Как отмечалось выше, предотвращающий вращение элемент 75 выполнен с возможностью использования совместно с существующей конструкцией, образованной на рычагах 34, 36 диска, то есть не требуя обработки или другой модификации рычагов 34, 36. Следовательно, в соответствии с аспектом изобретения, настоящий предотвращающий вращение элемент 75 является устройством, допускающим замену в условиях эксплуатации, такое как может быть установлено во время регулярного или планового технического обслуживания газотурбинного двигателя 10, и может быть установлено с заменой существующего хомутного уплотнения.
Дополнительно, одним преимуществом настоящего предотвращающего вращение устройства является установка предотвращающего вращение элемента 75, в котором сварное соединение обеспечено между уплотнительной лентой 68 и выступами 82, 84, не требуя отдельных креплений или других компонентов, расположенных в открытой области, то есть на внешней поверхности 94 уплотнительной ленты 68, которые могут ослабнуть или на которые могут возможно воздействовать объекты, которые могут отделиться от других компонентов, например, незакрепленные объекты от межступенчатых уплотнений. В частности, радиально внешние стороны выступов 82, 84 предпочтительно в целом расположены заподлицо с внешней поверхностью 94 уплотнительной ленты 68, таким образом обеспечивая то, что площадь 96 сварки не выступает из внешней поверхности 94, предпочтительно исключая признаки, которые могут быть подвержены воздействию со стороны объектов, то есть незакрепленных объектов, перемещающихся поперек внешней поверхности 94. Однако ясно, что в пределах объема конкретных аспектов изобретения, предотвращающий вращение элемент 75 может удерживаться на месте на уплотнительной ленте 68 выступами, проходящими через отверстия 88, 90, и зацеплен между уплотнительной лентой 68 и участком основания 70, и может содержать крепления, включающие в себя, например, заклепки или винты.
Несмотря на то что конкретные варианты выполнения настоящего изобретения были изображены и описаны, специалистам в данной области техники очевидно, что различные другие изменения и модификации могут быть выполнены без отступления от сущности и объема изобретения. Следовательно, все такие изменения и модификации, которые лежат в пределах объема этого изобретения, охватываются прилагаемой формулой изобретения.

Claims (14)

1. Турбина, содержащая:
множество ступеней, причем каждая ступень содержит выполненный с возможностью вращения диск и лопасти, расположенные на нем, причем по меньшей мере одна пара смежных выполненных с возможностью вращения дисков образует кольцевой зазор между ними и имеет соответствующие противоположные пазы для приема уплотнительной ленты, соответствующие кольцевому зазору;
уплотнительную ленту, расположенную в противоположных пазах для приема уплотнительной ленты, чтобы уплотнить кольцевой зазор, и включающую в себя противоположные края уплотнительной ленты;
по меньшей мере одно сквозное отверстие, образованное в уплотнительной ленте между противоположными краями уплотнительной ленты;
предотвращающий вращение элемент, включающий в себя участок основания, расположенный между краями уплотнительной ленты внутри кольцевого зазора, и соединительный участок, проходящий в осевом направлении из участка основания для зацепления с вырезным участком по меньшей мере одного из дисков; и
выступ, проходящий внутри кольцевого зазора из участка основания и через упомянутое по меньшей мере одно сквозное отверстие в уплотнительной ленте, причем выступ образует конструкцию крепления, прикрепляющую предотвращающий вращение элемент к уплотнительной ленте,
при этом упомянутое по меньшей мере одно сквозное отверстие расположено по существу посередине между краями уплотнительной ленты.
2. Турбина по п. 1, в которой выступ выполнен заодно с участком основания.
3. Турбина по п. 2, в которой выступ приварен к уплотнительной ленте.
4. Турбина по п. 1, в которой предотвращающий вращение элемент расположен на радиально внутренней стороне уплотнительной ленты.
5. Турбина по п. 4, в которой участок основания включает в себя обращенную радиально наружу сторону, зацепленную с обращенной внутрь поверхностью уплотнительной ленты.
6. Турбина по п. 1, в которой участок основания удлинен вдоль длины уплотнительной ленты и имеет по меньшей мере два выступа, разнесенных вдоль удлиненного участка основания и проходящих радиально через соответствующее сквозное отверстие в уплотнительной ленте, причем каждый из выступов прикреплен к уплотнительной ленте сварным соединением.
7. Турбина по п. 6, в которой соединительный участок проходит из участка основания в положении по существу посередине между выступами.
8. Турбина по п. 6, включающая в себя резьбовое отверстие, образованное в участке основания между выступами, причем резьбовое отверстие принимает резьбовой вал, проходящий через уплотнительную ленту для удерживания предотвращающего вращения элемента в зацеплении с уплотнительной лентой во время прикрепления выступов к уплотнительной ленте.
RU2015114999A 2012-11-01 2013-10-15 Турбина, включающая в себя устройство, предотвращающее вращение хомутового уплотнения RU2628141C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/665,992 2012-11-01
US13/665,992 US9347322B2 (en) 2012-11-01 2012-11-01 Gas turbine including belly band seal anti-rotation device
PCT/US2013/064905 WO2014070437A1 (en) 2012-11-01 2013-10-15 Gas turbine including belly band seal anti-rotation device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015114999A RU2015114999A (ru) 2016-12-20
RU2628141C2 true RU2628141C2 (ru) 2017-08-15

Family

ID=49943489

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015114999A RU2628141C2 (ru) 2012-11-01 2013-10-15 Турбина, включающая в себя устройство, предотвращающее вращение хомутового уплотнения

Country Status (8)

Country Link
US (2) US9347322B2 (ru)
EP (1) EP2914813B1 (ru)
JP (1) JP6054542B2 (ru)
CN (1) CN104755702B (ru)
IN (1) IN2015DN02790A (ru)
RU (1) RU2628141C2 (ru)
SA (1) SA515360332B1 (ru)
WO (1) WO2014070437A1 (ru)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9347322B2 (en) * 2012-11-01 2016-05-24 Siemens Aktiengesellschaft Gas turbine including belly band seal anti-rotation device
US10208612B2 (en) 2013-03-08 2019-02-19 Siemens Energy, Inc. Gas turbine sealing band arrangement having an underlap seal
US9808889B2 (en) * 2014-01-15 2017-11-07 Siemens Energy, Inc. Gas turbine including sealing band and anti-rotation device
US9631507B2 (en) * 2014-07-14 2017-04-25 Siemens Energy, Inc. Gas turbine sealing band arrangement having a locking pin
US9845698B2 (en) * 2015-06-24 2017-12-19 Siemens Energy, Inc. Belly band seal with anti-rotation structure
US10215043B2 (en) * 2016-02-24 2019-02-26 United Technologies Corporation Method and device for piston seal anti-rotation
EP3409898B1 (en) * 2017-06-02 2020-05-13 General Electric Technology GmbH Belly band seals and method
US10598015B2 (en) 2017-10-26 2020-03-24 United Technologies Corporation Anti-rotation assembly
US11289964B2 (en) * 2019-04-30 2022-03-29 General Electric Company Generator field amortisseur and spring axial locking mechanism
US11781440B2 (en) * 2021-03-09 2023-10-10 Rtx Corporation Scalloped mateface seal arrangement for CMC platforms

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2296865C2 (ru) * 2001-09-20 2007-04-10 Снекма Моторс Устройство для уплотнения стыков с помощью уплотняющих пластин
US7549845B2 (en) * 2005-02-07 2009-06-23 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Gas turbine having a sealing structure
US7581931B2 (en) * 2006-10-13 2009-09-01 Siemens Energy, Inc. Gas turbine belly band seal anti-rotation structure

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5320488A (en) 1993-01-21 1994-06-14 General Electric Company Turbine disk interstage seal anti-rotation system
JP2941698B2 (ja) * 1995-11-10 1999-08-25 三菱重工業株式会社 ガスタービンロータ
WO1998057040A1 (fr) 1997-06-11 1998-12-17 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Rotor pour turbines a gaz
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
JP3643692B2 (ja) 1998-03-02 2005-04-27 三菱重工業株式会社 回転機械のシール装置
US6769595B2 (en) * 2000-12-20 2004-08-03 Alcoa Inc. Friction plunge riveting
US6722846B2 (en) 2002-07-30 2004-04-20 General Electric Company Endface gap sealing of steam turbine bucket tip static seal segments and retrofitting thereof
US7316402B2 (en) * 2006-03-09 2008-01-08 United Technologies Corporation Segmented component seal
US7470113B2 (en) 2006-06-22 2008-12-30 United Technologies Corporation Split knife edge seals
US20090191050A1 (en) 2008-01-24 2009-07-30 Siemens Power Generation, Inc. Sealing band having bendable tang with anti-rotation in a turbine and associated methods
US8376697B2 (en) 2008-09-25 2013-02-19 Siemens Energy, Inc. Gas turbine sealing apparatus
US8956120B2 (en) * 2011-09-08 2015-02-17 General Electric Company Non-continuous ring seal
US9188228B2 (en) * 2011-10-26 2015-11-17 General Electric Company Layered seal for turbomachinery
US8570505B2 (en) * 2012-03-06 2013-10-29 Siemens Energy, Inc. One-dimensional coherent fiber array for inspecting components in a gas turbine engine
US9334738B2 (en) * 2012-10-23 2016-05-10 Siemens Aktiengesellschaft Gas turbine including belly band seal anti-rotation device
US9200519B2 (en) * 2012-11-01 2015-12-01 Siemens Aktiengesellschaft Belly band seal with underlapping ends
US9347322B2 (en) * 2012-11-01 2016-05-24 Siemens Aktiengesellschaft Gas turbine including belly band seal anti-rotation device
US9291065B2 (en) * 2013-03-08 2016-03-22 Siemens Aktiengesellschaft Gas turbine including bellyband seal anti-rotation device
US9808889B2 (en) * 2014-01-15 2017-11-07 Siemens Energy, Inc. Gas turbine including sealing band and anti-rotation device
US9631507B2 (en) * 2014-07-14 2017-04-25 Siemens Energy, Inc. Gas turbine sealing band arrangement having a locking pin

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2296865C2 (ru) * 2001-09-20 2007-04-10 Снекма Моторс Устройство для уплотнения стыков с помощью уплотняющих пластин
US7549845B2 (en) * 2005-02-07 2009-06-23 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Gas turbine having a sealing structure
US7581931B2 (en) * 2006-10-13 2009-09-01 Siemens Energy, Inc. Gas turbine belly band seal anti-rotation structure

Also Published As

Publication number Publication date
EP2914813A1 (en) 2015-09-09
US20160069202A1 (en) 2016-03-10
SA515360332B1 (ar) 2016-08-22
IN2015DN02790A (ru) 2015-09-04
RU2015114999A (ru) 2016-12-20
US9347322B2 (en) 2016-05-24
CN104755702A (zh) 2015-07-01
JP6054542B2 (ja) 2016-12-27
WO2014070437A1 (en) 2014-05-08
US10012084B2 (en) 2018-07-03
CN104755702B (zh) 2017-10-10
JP2015532965A (ja) 2015-11-16
EP2914813B1 (en) 2017-04-12
US20140119900A1 (en) 2014-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2628141C2 (ru) Турбина, включающая в себя устройство, предотвращающее вращение хомутового уплотнения
US7581931B2 (en) Gas turbine belly band seal anti-rotation structure
RU2506431C2 (ru) Направляющий сопловый аппарат турбины для газотурбинного двигателя, турбина газотурбинного двигателя и газотурбинный двигатель
US9399926B2 (en) Belly band seal with circumferential spacer
US20090191050A1 (en) Sealing band having bendable tang with anti-rotation in a turbine and associated methods
JP4124614B2 (ja) タービンディスクの側板
US9334738B2 (en) Gas turbine including belly band seal anti-rotation device
US7641200B2 (en) Variable clearance packing ring arrangement
US9291065B2 (en) Gas turbine including bellyband seal anti-rotation device
RU2629103C2 (ru) Уплотнительная лента для использования в турбомашине
US20120240583A1 (en) Segmented combustion chamber head
CA2807570C (en) Inter stage seal housing having a replaceable wear strip
US9808889B2 (en) Gas turbine including sealing band and anti-rotation device
US20150010393A1 (en) Turbine seal system and method
JP6083717B2 (ja) シール機構
US20130064645A1 (en) Non-continuous ring seal
WO2015064502A1 (ja) ナット及び回転機械
US9631507B2 (en) Gas turbine sealing band arrangement having a locking pin
US9845698B2 (en) Belly band seal with anti-rotation structure

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191016