本公开内容大体上涉及旋转发动机,并且更具体地涉及结合旋转发动机使用的涡轮密封件。
背景技术:
大体上,旋转发动机组件包括成串流关系联接的压缩机、燃烧器和涡轮。压缩机压缩来自空气进气口的空气,且随后将压缩空气引导至燃烧器。从压缩机接收到的压缩空气与燃料混合,且燃烧来产生引导到涡轮中的燃烧气体。在涡轮中,燃烧气体流动穿过涡轮的涡轮叶片,从而驱动涡轮叶片和涡轮叶片附接到其上的轴进行旋转。轴的旋转可进一步驱动联接到轴上的负载,如,发电机。
至少一些已知的旋转发动机组件包括以围绕旋转发动机的中心轴线的环形布置来定向的多个燃烧器。各个燃烧器将燃烧产物经由相应的过渡件引导到涡轮中。密封件可定位在多个燃烧器与涡轮之间,以密封燃烧气体的流动通路且减小其泄漏。也称为浮动密封件的密封件可在旋转发动机操作期间振动,从而引起密封构件的磨损和退化。随着时间过去,磨损的密封件可允许燃烧气体泄漏穿过过渡件,或甚至失效,从而引起旋转发动机性能降低。至少一些已知的修理方法需要密封构件的全部替换,这增加了旋转发动机修理和维护的成本,且这仅可在旋转发动机脱机时替换。
技术实现要素:
一方面,提供了一种结合涡轮密封件使用的修理补片。修理补片包括具有第一侧和相对的第二侧的垫片,以及具有第一区段和第二区段的织物密封件。织物密封件联接到垫片上,使得织物密封件在垫片的径向边缘上折叠,使得第一区段大致覆盖第一侧,且第二区段大致覆盖第二侧。第二区段包括延伸区段,其从第二侧延伸,使得织物密封件的至少一部分在联接到其上时重叠涡轮密封件的至少一部分。
另一方面,提供了一种结合涡轮使用的涡轮密封件。涡轮密封件包括框架、背衬条、第一垫片和第一织物密封件。第一织物密封件至少部分地包绕第一垫片,且第一垫片和第一织物密封件至少部分地联接在框架与背衬条之间,其中框架的至少一部分沿周向延伸超过第一垫片和第一织物密封件。涡轮密封件还包括联接到框架的这一部分附近的修理补片。修理补片包括具有第一侧和相对的第二侧的第二垫片,以及具有第一区段和第二区段的第二织物密封件。第二织物密封件联接到第二垫片上,使得第二织物密封件在第二垫片的径向边缘上折叠,使得第一区段大致覆盖第一侧,且第二区段大致覆盖第二侧。第二区段包括延伸区段,其从第二侧延伸,使得第二织物密封件的至少一部分重叠第一织物密封件的至少一部分。
另一方面,提供了一种用于修理涡轮密封件的方法。该方法包括除去涡轮密封件的受损区域。涡轮密封件包括框架、背衬条、第一垫片,以及至少部分地包绕第一垫片的第一织物密封件,其中第一垫片和第一织物密封件至少部分地联接在框架与背衬条之间,以及其中受损区域在框架的至少一部分附近沿周向延伸。该方法还包括将修理补片联接到框架的这一部分附近。修理补片包括具有第一侧和相对的第二侧的第二垫片,以及具有第一区段和第二区段的第二织物密封件。第二织物密封件联接到第二垫片上,使得第二织物密封件在第二垫片的径向边缘上折叠,使得第一区段大致覆盖第一侧,且第二区段大致覆盖第二侧。第二区段包括延伸区段,其从第二侧延伸,使得第二织物密封件的至少一部分重叠第一织物密封件的至少一部分。
技术方案1.一种结合涡轮密封件(116)使用的修理补片(200),所述修理补片包括:
包括第一侧(212)和相对的第二侧(214)的垫片(204);以及
包括第一区段(206)和第二区段(208)的织物密封件(202),所述织物密封件联接到所述垫片上,使得所述织物密封件在所述垫片的径向边缘(210)上折叠使得所述第一区段大致覆盖所述第一侧并且所述第二区段大致覆盖所述第二侧,所述第二区段包括延伸区段(218),所述延伸区段从所述第二侧延伸使得所述织物密封件的至少一部分在联接到其上时重叠所述涡轮密封件的至少一部分。
技术方案2.根据技术方案1所述的修理补片(200),其特征在于,所述织物密封件经由沿所述修理补片的周缘(222)延伸一定距离的焊接部(226)联接到所述垫片上。
技术方案3.根据技术方案1所述的修理补片(200),其特征在于,所述修理补片的联接边缘(224)限定为与所述周缘相对,所述联接边缘包括各自从所述径向边缘成角地延伸的垫片边缘和第一区段边缘。
技术方案4.根据技术方案3所述的修理补片(200),其特征在于,所述延伸区段包括大致平行于所述联接边缘延伸的边缘。
技术方案5.根据技术方案1所述的修理补片(200),其特征在于,所述联接边缘以与所述周缘成大约30°到大约60°的范围内的角延伸。
技术方案6.根据技术方案1所述的修理补片(200),其特征在于,所述联接边缘从所述周缘成大约45°角延伸。
技术方案7.根据技术方案1所述的修理补片(200),其特征在于,所述垫片包括至少两个垫片。
技术方案8.一种结合涡轮(106)使用的涡轮密封件(116),所述涡轮密封件包括:
框架(146);
背衬条(150);
第一垫片(162);
至少部分地包绕所述第一垫片的第一织物密封件(160),所述第一垫片和所述第一织物密封件至少部分地联接在所述框架与所述背衬条之间,其中所述框架的至少一部分沿周向延伸超过所述第一垫片和所述第一织物密封件;以及
联接到所述框架的所述部分附近的修理补片(200),所述修理补片包括:
包括第一侧(212)和相对的第二侧(214)的第二垫片(204);以及
包括第一区段(206)和第二区段(208)的第二织物密封件(202),所述第二织物密封件联接到所述第二垫片上,使得所述第二织物密封件在所述第二垫片的径向边缘(210)上折叠使得所述第一区段大致覆盖所述第一侧并且所述第二区段大致覆盖所述第二侧,所述第二区段包括延伸区段(218),所述延伸区段从所述第二侧延伸使得所述第二织物密封件的至少一部分重叠所述第一织物密封件的至少一部分。
技术方案9.根据技术方案8所述的涡轮密封件(116),其特征在于,所述修理补片焊接(230)到所述框架的所述部分上。
技术方案10.根据技术方案8所述的涡轮密封件(116),其特征在于,所述延伸区段焊接(228)到所述第一垫片和所述第一织物密封件上。
技术方案11.根据技术方案10所述的涡轮密封件(116),其特征在于,所述焊接围绕所述延伸区段的周边(234)。
技术方案12.根据技术方案8所述的涡轮密封件(116),其特征在于,所述修理补片沿联接边缘(244)联接到所述涡轮密封件上,所述联接边缘(244)限定成与所述修理补片的周缘(222)相对,所述联接边缘从所述径向边缘成角地延伸。
技术方案13.根据技术方案12所述的涡轮密封件(116),其特征在于,所述联接边缘从所述周缘成大约45°延伸。
技术方案14.根据技术方案8所述的涡轮密封件(116),其特征在于,所述第二垫片包括至少两个垫片。
技术方案15.根据技术方案8所述的涡轮密封件(116),其特征在于,所述涡轮密封件还包括沿所述第一织物密封件的内部受损区域延伸一定距离的焊接部。
实施方案1.一种结合涡轮密封件使用的修理补片,所述修理补片包括:
包括第一侧和相对的第二侧的垫片;以及
包括第一区段和第二区段的织物密封件,所述织物密封件联接到所述垫片上,使得所述织物密封件在所述垫片的径向边缘上折叠使得所述第一区段大致覆盖所述第一侧并且所述第二区段大致覆盖所述第二侧,所述第二区段包括延伸区段,所述延伸区段从所述第二侧延伸使得所述织物密封件的至少一部分在联接到其上时重叠所述涡轮密封件的至少一部分。
实施方案2.根据实施方案1所述的修理补片,其特征在于,所述织物密封件经由沿所述修理补片的周缘延伸一定距离的焊接部联接到所述垫片上。
实施方案3.根据实施方案1所述的修理补片,其特征在于,所述修理补片的联接边缘限定为与所述周缘相对,所述联接边缘包括各自从所述径向边缘成角地延伸的垫片边缘和第一区段边缘。
实施方案4.根据实施方案3所述的修理补片,其特征在于,所述延伸区段包括大致平行于所述联接边缘延伸的边缘。
实施方案5.根据实施方案1所述的修理补片,其特征在于,所述联接边缘以与所述周缘成大约30°到大约60°的范围内的角延伸。
实施方案6.根据实施方案1所述的修理补片,其特征在于,所述垫片包括至少两个垫片。
实施方案7.一种结合涡轮使用的涡轮密封件,所述涡轮密封件包括:
框架;
背衬条;
第一垫片;
至少部分地包绕所述第一垫片的第一织物密封件,所述第一垫片和所述第一织物密封件至少部分地联接在所述框架与所述背衬条之间,其中所述框架的至少一部分沿周向延伸超过所述第一垫片和所述第一织物密封件;以及
联接到所述框架的所述部分附近的修理补片,所述修理补片包括:
包括第一侧和相对的第二侧的第二垫片;以及
包括第一区段和第二区段的第二织物密封件,所述第二织物密封件联接到所述第二垫片上,使得所述第二织物密封件在所述第二垫片的径向边缘上折叠使得所述第一区段大致覆盖所述第一侧且所述第二区段大致覆盖所述第二侧,所述第二区段包括延伸区段,所述延伸区段从所述第二侧延伸使得所述第二织物密封件的至少一部分重叠所述第一织物密封件的至少一部分。
实施方案8.根据实施方案7所述的涡轮密封件,其特征在于,所述修理补片焊接到所述框架的所述部分上。
实施方案9.根据实施方案7所述的涡轮密封件,其特征在于,所述延伸区段焊接到所述第一垫片和所述第一织物密封件上。
实施方案10.根据实施方案9所述的涡轮密封件,其特征在于,所述焊接围绕所述延伸区段的周边。
实施方案11.根据实施方案7所述的涡轮密封件,其特征在于,所述修理补片沿联接边缘联接到所述涡轮密封件上,所述联接边缘限定成与所述修理补片的周缘相对,所述联接边缘从所述径向边缘成角地延伸。
实施方案12.根据实施方案7所述的涡轮密封件,其特征在于,所述第二垫片包括至少两个垫片。
实施方案13.根据实施方案7所述的涡轮密封件,其特征在于,所述涡轮密封件还包括沿所述第一织物密封件的内部受损区域延伸一定距离的焊接部。
实施方案14.一种用于修理涡轮密封件的方法,所述方法包括;
除去所述涡轮密封件的受损区域,所述涡轮密封件包括框架、背衬条、第一垫片,以及至少部分地包绕所述第一垫片的第一织物密封件,所述第一垫片和所述第一织物密封件至少部分地联接在所述框架与所述背衬条之间,并且所述受损区域沿周向延伸到所述框架的至少一部分附近;以及
将修理补片联接到所述框架的所述部分附近,所述修理补片包括具有第一侧和相对的第二侧的第二垫片,以及具有第一区段和第二区段的第二织物密封件,所述第二织物密封件联接到所述第二垫片上,使得所述第二织物密封件在所述第二垫片的径向边缘上折叠使得所述第一区段大致覆盖所述第一侧并且所述第二区段大致覆盖所述第二侧,所述第二区段包括延伸区段,所述延伸区段从所述第二侧延伸使得所述第二织物密封件的至少一部分重叠所述第一织物密封件的至少一部分。
实施方案15.根据实施方案14所述的方法,其特征在于,除去所述受损区域还包括除去所述第一垫片和所述第一织物密封件的至少一部分。
实施方案16.根据实施方案14所述的方法,其特征在于,除去所述受损区域还包括沿从所述径向边缘成角地延伸的线除去所述受损区域。
实施方案17.根据实施方案14所述的方法,其特征在于,将修理补片联接到所述框架的所述部分附近包括将所述延伸区段焊接到所述第一垫片和所述第一织物密封件上。
实施方案18.根据实施方案14所述的方法,其特征在于,将修理补片联接到所述框架的所述部分附近还包括将所述修理补片焊接到所述框架上。
实施方案19.根据实施方案14所述的方法,其特征在于,所述方法还包括经由沿所述修理补片的周缘延伸一定距离的焊接部来将所述第二织物密封件联接到所述第二垫片上。
实施方案20.根据实施方案14所述的方法,其特征在于,所述方法还包括焊接所述第一织物密封件的第二受损区域,其中所述第二受损区域位于所述第一织物密封件的内部上。
附图说明
图1为示例性旋转发动机的框图;
图2为可结合图1中所示的旋转发动机使用的示例性密封组件的局部示意图;
图3为可结合图2中所示的密封组件使用的示例性径向密封件的透视图;
图4为沿线4-4截取的图3中所示的径向密封件的截面视图;
图5为沿区域5截取的图4的一部分的放大视图;
图6为可结合图2至图5中所示的径向密封件使用的示例性修理补片的分解视图;
图7为联接到图2至图5中所示的径向密封件上的图6中所示的修理补片的示意图;以及
图8为修理如图2至图5中所示的径向密封件的径向密封件的示例性方法的流程图。
零件清单:
100旋转发动机
102压缩机组件
104燃烧器组件
106涡轮组件
108转子组件
110燃料喷嘴
112燃烧器
114过渡件
116密封组件
118进气口
120负载
122空气
124压缩空气
126燃料
128混合物
130燃烧气体
132排出气体
134排气出口
136径向外密封件
138径向内密封件
140侧密封件
142周向端
144内部区域
146框架
148密封垫片组件
150背衬条
152固位器
154框架的第一端
156框架的第二端
158间隙
160织物密封件
162垫片
164织物密封件的第一区段
166织物密封件的第二区段
168径向边缘
170第一侧
172第二侧
174点焊
176偏移距离
178除去区域
180边缘
172线
184转角
186边缘
188周缘
200修理补片
202织物密封件
204垫片
206织物密封件的第一区段
208织物密封件的第二区段
210径向边缘
212第一侧
214第二侧
216联接区段
218延伸区段
220第二径向边缘
222第一周缘
224第二周缘
226焊接部(weld)
228焊接部
230焊接部
232焊接部
234周边
236转角
300方法
302除去
304联接
306除去
308除去
310焊接
312焊接
314联接
316焊接。
具体实施方式
除非另外指出,否则如本文中使用的近似语言如"大体上"、"大致"和"大约"指出了这样修饰的用语可仅应用于本领域的普通技术人员将认识到的近似程度,而非绝对或完美的程度。近似语言可用于修饰可允许在不导致其涉及的基本功能的变化的情况下改变的任何数量表达。因此,由一个或多个用语如"大约"、"大概"和"大致"修饰的值不限于指定的准确值。在至少一些情况中,近似语言可对应于用于测量值的器具的精度。这里和说明书和权利要求的各处,可识别范围极限。此范围可组合和/或互换,且包括其中包含的所有子范围,除非上下文或语言另外指出。
此外,除非另外指出,否则用语"第一"、"第二"等在本文中仅用作标签,且不旨在将顺序、位置或层次要求施加在这些用语提到的项目上。此外,例如,提到的"第二"项目不需要或排除例如"第一"或较小数字项目或"第三"或较大数字项目的存在。
如本文使用的用语"轴向"和"轴向地"是指大致平行于旋转机器的纵轴线延伸的方向和定向。此外,用语"径向"和"径向地"是指大致垂直于旋转机器的纵轴线延伸的方向和定向。此外,如本文使用的用语"周向"和"周向地"是指围绕旋转机器的纵轴线弧形地延伸的方向和定向。此外,尽管参照了旋转机器的构件描述了本公开内容的实施例,但应当理解的是,本公开内容的范围涵盖允许实施例起到如本文所述的功能的任何适合的结构的任何适合的构件。
结合涡轮密封件使用的示例性修理补片和修理本文所述的涡轮密封件的方法克服了与旋转机器内的已知密封件修理相关联的至少一些缺点。本文的实施例包括修理补片,其具有垫片,以及大致覆盖垫片的织物密封件。在从涡轮密封件除去受损区域之后,修理补片联接到其上。织物密封件的一部分从垫片延伸,使得在修理补片联接到涡轮密封件上时,促进了流体泄漏减小,同时保持涡轮密封件的刚度。在某些实施例中,修理补片联接到涡轮密封件上,使得便于针对连接接头的磨损减小,从而增加修理补片的寿命周期。在一些实施例中,修理补片便于涡轮密封件的标准修理,使得不替换整个涡轮密封件。在此实施例中,修理补片允许了涡轮密封件的修理,而非在出现破坏之后完全替换,且因此便于降低旋转发动机修理和维护的成本。
图1为旋转发动机系统100的示例性实施例的框图。旋转发动机100包括压缩机组件102。燃烧器组件104在压缩机组件102下游且与压缩机组件102流动连通,且涡轮组件106在燃烧器组件104下游且与燃烧器组件104流动连通。涡轮组件106经由转子组件108联接到压缩机组件102上。燃烧器组件104包括在燃烧器112上游且与燃烧器112流动连通的燃料喷嘴110。涡轮组件106经由过渡件114和一个或多个密封组件116联接到燃烧器组件104上。此外,在示例性实施例中,旋转发动机100包括进气口118和负载120。
在操作中,空气112导送穿过进气口118且进入压缩机组件102。燃烧器组件102将空气122压缩至较高压力和温度,且朝燃烧器组件104排放压缩空气124。在燃烧器组件104处,压缩空气124与从燃料喷嘴110导送的燃料126混合,形成流入燃烧器112中的混合物128。混合物128在燃烧器112内焚烧,以生成燃烧气体130,其向下游导送穿过过渡件114和密封组件116进入涡轮组件106。在燃烧气体130冲击涡轮组件106时,热能转化成机械旋转能,其用于驱动转子组件108,且例如,对外部机械负载120供能。燃烧气体130的流从涡轮组件106经由排气出口134作为排出气体132排放。
图2为可用于旋转发动机100(图1中所示)中的示例性密封组件116的局部示意图。在示例性实施例中,燃烧器112(图1中所示)围绕转子组件108环形地间隔开,其中对应的过渡件114在各个相应燃烧器112与涡轮组件106(图1中所示)之间延伸。此外,密封组件116以环形布置在各个过渡件114与涡轮组件106之间延伸。在示例性实施例中,密封组件116包括至少一个径向外密封件或涡轮密封件136、至少一个径向内密封件或涡轮密封件138,以及至少一个侧密封件140。
在操作中,燃烧器112内生成的燃烧气体130(图1中所示)朝涡轮组件106导送。过渡件114接收流出燃烧器112的燃烧气体130并且朝涡轮组件106内的涡轮喷嘴(未示出)引导流出燃烧器112的燃烧气体130。密封组件116大致阻止燃烧气体130逸出旋转发动机系统100。更具体而言,密封组件116与各个过渡件114的至少一部分密封地接合,使得大致所有燃烧气体130流入涡轮组件106中。例如,径向外密封件136产生过渡件114与涡轮喷嘴的外径之间的密封界面。类似地,径向内密封件138产生过渡件114与涡轮喷嘴的内径之间的密封界面。此外,侧密封件140沿径向方向产生两个相邻过渡件114之间的密封界面。在示例性实施例中,径向外密封件136类似于径向内密封件138形成。作为备选,径向外密封件136可不同于径向内密封件138形成。
在发动机系统100内,密封组件116可移动或"浮动",以适应涡轮喷嘴的轴向和径向移动。具体而言,径向外密封件136、径向内密封件138和侧密封件140可独立于彼此移动。密封组件116内的移动可引起两个径向密封件136和138经历与过渡件114和/或侧密封件140的磨蚀接触引起的磨损。具体而言,径向密封件136和/或138的周向端142可经历来自与侧密封件140接触的磨损。此外,径向密封件136和/或138的内部区域144可经历来自与过渡件114的接触的磨损。取决于磨损量,径向密封件136和/或138可需要在转子发动机系统100内替换和/或修理。
图3为可结合密封组件116(图2中所示)使用的示例性径向密封件136和/或138的透视图。图4为沿切割线4-4(图3中所示)截取的径向密封件136和/或138的截面视图。图5为沿区域5截取的图4的放大视图。参看图3至图5,径向密封件136和/或138包括密封座或框架146、密封垫片组件148、背衬条150和固位器152。密封垫片组件148联接在框架146与背衬条150之间。具体而言,框架146具有大体上"l"形,具有在联接到过渡件114上时朝涡轮组件106延伸的第一端154,以及沿径向延伸且联接到密封垫片组件148上的第二端156。限定在框架146与密封垫片组件148之间的间隙158尺寸确定成允许过渡件114的一部分联接到其中。在框架的第二端156附近,背衬条150联接到密封垫片组件148上。固位器152从背衬条150朝燃烧器112延伸,以便于沿过渡件114定位径向密封件136和/或138。
密封垫片组件148包括织物密封件160和垫片162。织物密封件160具有分别围绕垫片162的径向边缘168折叠在垫片162上的第一区段164和第二区段166,使得垫片162夹在第一区段164与第二区段166之间。具体而言,垫片162具有沿径向延伸的第一侧170和相对的沿径向延伸的第二侧172。第一区段164大致覆盖第一侧170,且第二区段166大致覆盖第二侧172。织物密封件160和垫片162经由点焊174沿周向端142联接在一起。在示例性实施例中,垫片162包括夹在织物密封件160之间的两个金属垫片。作为备选,可使用允许密封组件116起到如本文所述的功能的任何数目的垫片162。此外,在示例性实施例中,织物密封件(clothseal)160由金属织物(metalliccloth)形成。作为备选,织物密封件160可由允许密封组件116起到如本文所述的功能的任何其它材料形成。织物密封件160和垫片162便于限制从过渡件114的流体泄漏。
在示例性实施例中,框架146、织物密封件160和垫片162分别延伸至径向密封件136和/或138的周向端142。背衬条150从周向端142偏移一定距离176。应当认识到的是,尽管图3中示出且本文描述了仅一个周向端142,但各个径向密封件136和/或138具有大致类似于周向端142的相对的周向端。
在发动机100的操作期间,来自侧密封件140相对于径向密封件136和/或138的磨损可发生在密封垫片组件148内。具体而言,随着时间过去,织物密封件160可磨蚀,且垫片162可变得受损和/或扭曲。当周向端142处的破坏发生时,如下文进一步所述,除去区域178可除去和替换,而非替换整个径向密封件136和/或138,从而减小修理和维护成本。
除去区域178限定为周缘180与线182之间的密封垫片组件148上的区域,线182大体上与背衬条150的转角184成大约30°到大约60°的范围内的锐角延伸。具体而言,锐角为45°角。在示例性实施例中,密封垫片组件148内的破坏大体上在边缘180与背衬条150的边缘186之间发生。然而,在示例性实施例中,除去区域178延伸至线182。将破坏进一步传递至密封垫片组件148的延伸的除去区域178促进了增大修理的总体尺寸且促进了径向密封件136和/或138的较强修理,这将在下文中参照图6进一步描述。作为备选,线182可沿允许密封垫片组件148上的破坏除去和替换的任何适合的方向延伸。
在示例性实施例中,当破坏发生且需要修理时,密封垫片组件148的一部分从径向密封件136和/或138除去。具体而言,破坏区域178从密封垫片组件148除去,例如,使用便于在一致位置处的一致切割的带导块的切割轮。包括织物密封件160和垫片162两者的密封垫片组件148沿线182切割至背衬条转角184,且还沿背衬条边缘186。此外,密封垫片组件148从框架第二端156沿偏移176切割,从而使受损区域178与径向密封件136和/或138分离,且形成沿线182的新的周缘188。作为备选,受损区域178可利用允许受损区域178如本文所述那样除去的任何其它方法和/或切割工具。
此外,在发动机100的操作期间,来自过渡件114相对于径向密封件136和/或138的磨损可在密封垫片组件148内发生,从而引起织物密封件160在内部区域144内磨蚀。在一些实施例中,受损内部区域144附近的织物密封件160的至少一部分点焊(如经由电阻焊机),而非替换整个径向密封件136和/或138,使得对织物密封件160的附加破坏通过进一步限制织物密封件160的磨耗和/或磨蚀来减小。作为备选,受损内部区域144可使用允许径向密封件136和/或138起到如本文所述的作用的任何其它适合的程序修理。
图6为可结合径向密封件136和/或138(图2至图5中所示)使用的示例性修理补片200的示意图。在示例性实施例中,修理补片200包括织物密封件202和垫片204。类似于密封垫片组件148(图3至图5中所示),织物密封件202具有围绕垫片204的径向边缘210折叠在垫片204上的第一区段206和第二区段208。因此,垫片204夹在织物密封件202的第一区段206与第二区段208之间。具体而言,垫片204具有沿径向延伸的第一侧212和相对的沿径向延伸的第二侧214。除与框架146对准来便于将修理补片200联接到框架146(图3和图4中所示)的第一侧212的联接区段216之外,第一区段206大致覆盖第一侧212。第二区段208大致覆盖第二侧214。此外,织物密封件202的第二区段208包括从第二侧214沿周向向外延伸的延伸区段218。具体而言,当修理补片200联接到密封垫片组件148上时,延伸区段218重叠织物密封件160的第二区段166的一部分。在示例性实施例中,延伸区段218大体上定形为平行四边形。在备选实施例中,延伸区段218可具有允许修理补片200起到如本文所述的作用的任何适合的形状。
在示例性实施例中,垫片204包括夹在织物密封件202之间的两个金属垫片。作为备选,可使用允许修理补片200起到如本文所述的作用的任何数目的垫片204。此外,在示例性实施例中,织物密封件202由类似于织物密封件160的金属织物的单件金属织物形成。作为备选,织物密封件202可由允许修理补片200起到如本文所述的作用的任何材料形成。
在示例性实施例中,修理补片200具有联接区段216附近的径向边缘220,其便于将修理补片200联接到径向密封件136和/或138的框架146上。此外,修理补片200具有第一周缘222和相对的第二周缘或联接边缘224,其与径向密封件136和/或138的周缘188大致成镜像。具体而言,第二周缘224大体上关于第一周缘222成锐角,使得第二周缘224与通过从密封垫片组件148除去破坏区域形成的周缘188互补,这在上文中参照图3描述。例如,周缘188成大约30°到大约60°的范围内的角延伸,且具体是如上文所述的45°的角,且第二周缘224以互补的角延伸。此外,修理补片200具有与密封垫片组件148大致相同的厚度,使得修理补片200在联接到其上时大体上与密封垫片组件148在第一周缘222与第二周缘224之间齐平地延伸。作为备选,修理补片200具有允许修理补片200起到如本文所述的作用的任何其它形状。
织物密封件202经由沿第一周缘222间隔开的点焊226联接到垫片204上。点焊226通过将基础材料一起熔化来将织物密封件202熔合到垫片204上。作为备选,织物密封件202经由允许修理补片200起到如本文所述的作用的任何其它联接方法来联接到垫片204上,例如,固体连续焊。在示例性实施例中,修理补片200制造成具有预定尺寸,使得多个修理补片200可在径向密封件136和/或138修理之前制造。如上文参照图3所述,例如,使用切割轮消除了对径向密封件136和/或138的破坏。这确保了除去区域178对于每次修理都一致,使得修理补片200可在需要径向密封件136和/或138的修理之前制造。
图7为联接到径向密封件136和/或138(图2至图5中所示)的修理补片200(图6中所示)的示意图。在示例性实施例中,修理补片200经由焊接部228,230和232联接到径向密封件136和/或138上。具体而言,修理补片200定位在径向密封件136和/或138的除去区域178内,使得修理补片200的第二周缘224与密封垫片组件148的周缘188齐平,修理补片200的径向边缘220与径向密封件136和/或138的框架146对准,且修理补片200的延伸区段218重叠径向密封件136和/或138的第二区段166。修理补片的延伸区段218沿延伸区段218的周边234焊接228到径向密封件136和/或138上。具体而言,延伸区段218点焊228到密封垫片组件148上,使得织物密封件160和202和垫片162的基础材料熔合在一起。作为备选,延伸区段218经由允许径向密封件136和/或138起到如本文所述的作用的任何其它方法来联接到密封垫片组件148上。
此外,在示例性实施例中,补片径向边缘220焊接230到径向密封件136和/或138上。例如,补片径向边缘220以钨惰性气体(tig)焊接230到径向边缘136和/或138的框架146上,使得基础材料熔合在一起。作为备选,径向边缘220经由允许径向密封件136和/或138起到如本文所述的作用的任何其它联接方法来联接到框架146上。此外,修理补片200的延伸区段218的转角236焊接232到径向密封件136和/或138上。具体而言,转角236以tig焊接232到密封垫片组件148上,使得基础材料熔合在一起,且便于提高刚性和密封。作为备选,转角236经由允许径向密封件136和/或138起到如本文所述的作用的任何其它联接方法来联接到密封垫片组件148上。
在一些实施例中,在径向密封件136和/或138以修理补片200修理时,径向密封件136和/或138的使用寿命在密封组件116内提高。将分别沿周缘188和224的修理补片200与密封垫片组件148之间的连接接头与延伸区段218重叠便于提高修理刚度和密封。此外,在一些实施例中,重叠通过允许使用点焊而缩短修理时间。在旋转发动机100(图1中所示)的操作期间,来自侧密封件140相对于径向密封件136和/或138的磨损大体上在周缘222与背衬条150之间发生。将修理补片200成锐角(例如,大约45°角)联接到该磨损区域附近的径向密封件136和/或138上便于减小直接侧密封件140相对于连接接头的磨损,且因此增加了修理补片200的使用寿命。
在示例性实施例中,当修理补片200联接到径向密封件136和/或138上时,垫片162与修理补片垫片204对准。然而,应当认识到的是,在备选实施例中,垫片204与垫片162重叠。作为备选,修理补片200可使用允许修理补片200起到如本文所述的作用的任何其它几何形状和/或焊接部来联接到径向密封件136和/或138上。例如,修理补片200包括织物密封件208的第二区段,其终止于第二周缘224处,使得延伸区段218不存在,且修理补片200点焊或缝焊到径向密封件136和/或138上。此外,在其它实施例中,修理补片200大致为矩形,使得第二周缘224大体上平行于第一周缘222,其然后焊接到径向密封件136和/或138上。在一些实施例中,除去区域178(图3中示出)内的仅织物密封件160由于受损而除去,使得修理补片200包括联接到径向密封件136和/或138上的仅织物密封件202。此外,在其它实施例中,修理补片200包括覆盖垫片204的叠层,使得织物密封件202不存在。在又一些实施例中,除去区域178内的磨损可仅通过焊接来修理,例如,在受损区域内累积焊料。
图8的流程图中示出了修理径向密封件如发动机100中的径向密封件136和/或138的示例性方法300。还参看图1至图7,方法300包括除去302受损区域,如,除去区域178。径向密封件包括框架如框架146、背衬条如背衬条150、第一垫片如垫片162,以及至少部分地包绕第一垫片的第一织物密封件如织物密封件160。第一垫片和第一织物密封件联接在框架与背衬条之间,使得受损区域在框架的至少一部分附近沿周向延伸。方法300还包括将修理补片如修理补片200联接304到框架的一部分附近。修理补片包括第二垫片如垫片204,其具有第一侧如第一侧212和第二侧如第二侧214。修理补片还包括第二织物密封件如织物密封件202,其具有第一区段如第一区段206和第二区段如第二区段208。第二织物密封件在第二垫片的径向边缘如径向边缘210上折叠,使得第一区段大致覆盖第一侧,且第二区段大致覆盖第二侧,且第二织物密封件联接到第二垫片上。第二区段包括延伸区段如延伸区段218,其从第二侧延伸,使得第二织物密封件的至少一部分在联接到其上时重叠第一织物密封件的至少一部分。修理补片联接到径向密封件上,使得限制穿过其间的流体泄漏。
此外,在一些实施例中,方法300包括在受损区域除去时除去306第一垫片和第一织物密封件的至少一部分。在其它实施例中,方法300包括沿线如线182除去308受损区域,该线从径向边缘成角地延伸。
此外,在某些实施例中,方法300包括在将修理补片联接到其余径向密封件上时将延伸区段焊接310到第一垫片和第一织物密封件上。在其它实施例中,方法300包括在将修理补片联接到其余径向密封件上时将修理补片焊接312到框架上。
此外,在一些实施例中,方法300包括经由焊接如点焊226来将第二织物密封件联接314到第二垫片上,焊接沿修理补片的周缘如边缘222延伸一定距离。在其它实施例中,方法300包括电阻焊接316第一织物密封件的第二受损区域,其中第二受损区域位于第一织物密封件的内部如区域144上。
结合涡轮密封件使用的修理补片以及修理涡轮密封件的方法的示例性实施例在上文中详细描述。本文的实施例提供了降低旋转机器的维护成本的若干优点。具体而言,本文所述的设备和方法允许涡轮密封件的部分在受损时修理,而非以较高材料成本替换整个密封件。本文所述的实施例提供了修理补片保持现有密封件的刚度和流体密封功能性的优点。涡轮密封件包括修理补片,其具有垫片和大致覆盖垫片的织物密封件。在从涡轮密封件除去受损区域之后,修理补片联接到其上。织物密封件的一部分从垫片延伸,使得在修理补片联接到涡轮密封件上时,促进了流体泄漏减小,同时保持涡轮密封件的刚度。在某些实施例中,修理补片联接到涡轮密封件上,使得便于针对连接接头的磨损减小,从而增加修理补片的寿命周期。在一些实施例中,修理补片便于涡轮密封件的标准修理,使得不替换整个涡轮密封件。在此实施例中,修理补片允许了径向密封件的修理,而非在出现破坏之后完全替换,且因此便于降低旋转发动机修理和维护的成本。
上文详细描述了用于径向密封件的修理补片和使用修理补片的方法的示例性实施例。该设备和方法以及使用此设备的系统不限于本文所述的特定实施例,而相反,系统的构件和/或方法的步骤可独立地且与本文所述的其它构件和/或步骤分开使用。例如,示例性实施例可结合需要修理径向密封件的许多其它应用来实施和使用。
尽管按照各种特定实施例描述了本公开内容,但本领域的技术人员将认识到,本公开内容可利用在权利要求的精神和范围内的改型实施。尽管本公开内容的各种实施例的特定特征可在一些图中示出且在其它图中未示出,但这仅是为了方便。此外,提到的以上描述的"一个实施例"不旨在理解为排除也结合所述特征的附加实施例的存在。根据本公开内容的原理,可与任何其它图的任何特征组合来参照和/或要求保护附图的任何特征。