专利名称：锁叶式环状密封件的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及燃气涡轮机燃烧室部件，确切地说，涉及在同心组装的燃气涡轮机燃烧室部件之间所使用的环状挠性密封件。
背景技术：
目前，挠性弹簧夹(spring finger)密封件(也称为环形密封件(hulaseals))用于提供共环部分之间的同心控制，同时提供有效密封性能。环形密封件是周向金属密封件，其轴向开槽、并在进行轴向相对运动的配合部件的内径与外径之间形成弾性承载轮廓。双叶式环形密封件包括两层在周向上偏离或偏置(offset)的弹簧夹，用于提供更高的刚度以及更好的密封性能。此类密封件所使用的两个最常用、且最重要的位置是径向位于燃烧 室衬里后端与过渡连接件前端之间(即在衬里外径(outer diameter,0D)与过渡连接件内径(inner diameter, ID)之间)，以及燃烧室梁帽后端(cap aft)与燃烧室衬里前端之间(即在梁帽外径OD与村里内径ID之间)。其他位置包括位于环绕村里的流动套管与压缩机排气外壳之间(即在流动套管外径OD与排气外壳内径ID之间)。通常，当内部部件，例如燃烧室梁帽，插入外部部件，例如燃烧腔室村里(或简称“燃烧室村里”)时，位于内部部件外径上的弹簧夹自由端或环形密封件叶片可能会受到损坏。具体而言，外部叶片会扣住或勾住(catch on)外部部件，并在某些情况下变得弯曲且 无法使用。此外，有些环形密封件可能因操作过程中失圆、严重错位或反向装载而变得无法装载。当弹簧密封件叶片无法装载时，则很可能造成高周疲劳(HCF)振动和失效，从而导致下游外物受损。另外还发现，在环形密封件的焊接端接触暴露于较高燃烧温度吋，固定环形密封件所进行的焊接很可能会产生裂縫。因此，仍需要一种环形密封件配置，其可避免密封弹簧夹的自由端发生损坏，尤其是在组装吋，以及可让密封件的焊接处位于较冷区域中。
发明内容
因此，在一项示例性但非限制性实施例中，本发明提供一种用于插入至同心组装的涡轮机燃烧室部件之间的环状挠性密封件。所述密封件包括环状内部密封部分，其具有第一环状实心边缘和第一组弹簧夹(spring fingers)，所述第一组弹簧夹从所述第一环状实心边缘轴向延伸；环状外部密封部分，其具有第二环状实心边缘和第二组弹簧夹，所述第ニ组弹簧夹从所述第二实心边缘轴向延伸、并覆盖(overlying)所述第一组弹簧夹，以使所述内部和外部密封部分沿着所述环状挠性密封件的整个长度尺寸大体完全配合，所述第ニ组弹簧夹周向偏离或偏置(offset)所述第一组弹簧夹；以及其中第一组弹簧夹的自由端围绕并越过第二组弹簧夹的自由端弯曲，从而在所述第一和第二环状实心边缘的相对端处形成卷边。所述第一和第二环状实心边缘焊接在一起。所述第二组弹簧夹的所述自由端与所述第一组弹簧夹中的所述卷边之间存在轴向间隙。所述第一和第二组弹簧夹在所述第一和第二实心边缘与所述卷边之间大体呈径向向外弓起设置。至少所述第二组弹簧夹的外表面涂覆有耐磨涂层材料。在另ー项示例性但非限制性实施例中，本发明提供一种燃气涡轮机燃烧室组件。所述燃烧室内组件包括环状内部部件，其以叠套方式收在环状外部部件内；以及环状挠性密封件，其径向置于所述环状内部和外部部件之间、并固定到径向环状内部部件。所述挠性密封件包括环状内部密封部分，其具有第一环状实心边缘和第一组弹簧夹，所述第一组弹簧夹从第一实心边缘轴向延伸；环状外部密封部分，其具有固定到第一环状实心边缘的第二环状实心边缘和第二组弹簧夹，所述第二组弹簧夹从第二实心边缘轴向延伸并覆盖所述第一组弹簧夹，以使所述内部和外部密封部分沿着所述环状挠性密封件的整个长度尺寸大体完全配合，所述第二组弹簧夹周向偏离所述第一组弹簧夹；以及其中第一组弹簧夹的自由端围绕并越过第二组弹簧夹的自由端弯曲。所述环状挠性密封件在所述第一和第二实心边缘处，在远离所述内部部件的自由端的位置处焊接至所述内部部件，以及其中所述第一和第二组弹簧夹的所述自由端邻近所 述内部部件的所述自由端设置。第一内部部件包括燃烧室端盖，且第二外部部件包括燃烧室村里；或者，所述第一内部部件包括包括燃烧室衬里，且所述第二外部部件包括燃烧室过渡连接件。所述第二组弹簧夹的所述自由端与所述第一组弹簧夹中的卷边之间存在轴向间隙，所述轴向间隙足以允许所述第一和第二组弹簧夹之间进行相对滑动。所述第一和第二组弹簧夹径向向外弓起。所述第一内部部件包括燃烧室端盖，且所述第二外部部件包括燃烧室衬里。所述第一内部部件包括包括燃烧室衬里，且所述第二外部部件包括燃烧室过渡连接件。至少所述第二组弹簧夹的外表面涂覆有耐磨涂层材料。在又一项示例性但非限制性实施例中，本发明提供一种燃气涡轮机燃烧室组件。所述燃烧室组件包括燃烧室端盖，其连接到燃烧室衬里的前端；以及过渡连接件，其连接到所述燃烧室村里的后端；第一和第二环状挠性密封件分别径向设置于所述燃烧室端盖和所述燃烧室村里的所述前端之间，以及设置于所述过渡连接件和所述燃烧室村里的所述后端之间；所述第一和第二环状挠性密封件中的每个环状挠性密封件包括环状内部密封部分，其具有第一环状实心边缘和第一组弹簧夹，所述第一组弹簧夹从所述第一环状实心边缘轴向延伸；以及环状外部密封部分，其具有第二环状实心边缘和第二组弹簧夹，所述第二组弹簧夹从第二实心边缘轴向延伸井覆盖所述第一组弹簧夹，以使所述内部和外部密封部分沿着所述环状挠性密封件的整个长度尺寸大体完全配合，所述第二组弹簧夹周向偏离所述第一组弹簧夹；以及其中第一组弹簧夹的自由端弯曲以形成围绕并越过第二组弹簧夹的自由端延伸的卷边。所述第一环状挠性密封件在一端处焊接到所述端盖的后端，这样，与所述第一环状挠性密封件的所述第一和第二组弹簧夹的所述自由端相比，所述用于焊接的一端设置于更为远离所述帽盖的所述后端的自由边缘的位置。所述第二环状挠性密封件在一端处焊接到所述衬里的后端，这样，与所述第二环状挠性密封件的所述第一和第二组弹簧夹的所述自由端相比，所述用于焊接的一端设置于更为远离所述村里的所述后端的自由边缘的位置。对于所述第一和第二环状挠性密封件中的每个环状挠性密封件，所述第二组弹簧夹的所述自由端与所述第一组弹簧夹中的所述卷边之间存在轴向间隙，所述轴向间隙足以允许所述第一和第二组弹簧夹之间进行相对滑动。对于所述第一和第二环状挠性密封件中的每个环状挠性密封件，所述第一和第二组弹簧夹径向向外弓起。至少所述第二组弹簧夹的外表面涂覆有耐磨涂层材料。现将结合下文的附图来详细说明本发明。
图I是根据本发明的一项示例性但非限制性实施例的环形密封件的透视图；图2是从图3截取的放大细节；图3是图I所示环形密封件的局部截面图，所述环形密封件安装在燃烧室梁帽与燃烧室衬里之间的相交部分处；以及图4是图I所示环形密封件的局部截面图，所述环形密封件安装在燃烧室衬里与过渡连接件之间的相交部分处。兀件符号列表
权利要求
1.一种用于插入同心组装的涡轮机燃烧室部件之间的环状挠性密封件(10)，包括 环状内部密封部分(12)，其具有第一环状实心边缘(16)和第一组弹簧夹(14)，所述第一组弹簧夹从所述第一环状实心边缘轴向延伸； 环状外部密封部分(18)，其具有第二环状实心边缘(22)和第二组弹簧夹(20)，所述第二组弹簧夹从所述第二实心边缘轴向延伸并覆盖所述第一组弹簧夹，以使所述内部和外部密封部分沿着所述环状挠性密封件的整个长度尺寸大体完全配合，所述第二组弹簧夹(20)周向偏离所述第一组弹簧夹(14)设置；以及 其中第一组弹簧夹(14)的自由端(37)围绕并越过所述第二组弹簧夹(20)的自由端(34)弯曲，从而在所述第一和第二环状实心边缘(16、22)的相对端处形成卷边(30)。
2.根据权利要求I所述的环状挠性密封件，其特征在于，所述第一和第二环状实心边缘(16、22)焊接在一起。
3.根据权利要求I所述的环状挠性密封件，其特征在于，所述第二组弹簧夹的所述自由端(34)与所述第一组弹簧夹中的所述卷边(30)之间存在轴向间隙(32)。
4.根据权利要求I所述的环状挠性密封件，其特征在于，所述第一和第二组弹簧夹(14,20)在所述第一和第二实心边缘(16、22)与所述卷边(30)之间大体径向向外弓起。
5.一种燃气涡轮机燃烧室组件，包括 环状内部部件(38)，其以叠套方式收纳在环状外部部件(40)内；以及环状挠性密封件(10)，所述环状挠性密封件径向设置于所述环状内部和外部部件之间、并固定至所述径向环状内部部件(38)，所述挠性密封件包括环状内部密封部分(12)，其具有第一环状实心边缘(16)和第一组弹簧夹(14)，所述第一组弹簧夹从所述第一实心边缘轴向延伸； 环状外部密封部分(18)，其具有固定到所述第一环状实心边缘的第二环状实心边缘(22)和第二组弹簧夹，所述第二组弹簧夹从所述第二实心边缘轴向延伸并覆盖所述第一组弹簧夹，以使所述内部和外部密封部分沿着所述环状挠性密封件的整个长度尺寸大体完全配合，所述第二组弹簧夹(20)周向偏离所述第一组弹簧夹；以及 其中第一组弹簧夹(14)的自由端(37)围绕并越过所述第二组弹簧夹(20)的自由端(34)弯曲。
6.根据权利要求5所述的涡轮机燃烧室组件，其特征在于，所述环状挠性密封件在所述第一和第二实心边缘(16、22)处，在远离所述内部部件的自由端的位置处焊接至所述内部部件(38)，以及其中所述第一和第二组弹簧夹(37、34)的所述自由端邻近所述内部部件38的所述自由端设置。
7.根据权利要求5所述的涡轮机燃烧室组件，其特征在于，第一内部部件(38)包括燃烧室端盖，且第二外部部件(40)包括燃烧室衬里。
8.根据权利要求5所述的燃烧室组件，其特征在于，所述第一内部部件包括包括燃烧室衬里(40)，且所述第二外部部件包括燃烧室过渡连接件(48)。
9.根据权利要求5所述的燃烧室组件，其特征在于，所述第二组弹簧夹(20)的所述自由端(34)与所述第一组弹簧夹(14)中的卷边(30)之间存在轴向间隙(32)，所述轴向间隙足以允许所述第一和第二组弹簧夹之间进行相对滑动。
10.根据权利要求5所述的燃烧室组件，其特征在于，所述第一和第二组弹簧夹(14、20)径向向外弓起。
11.根据权利要求6所述的燃烧室组件，其特征在于，所述第一内部部件(38)包括燃烧室端盖，且所述第二外部部件(40)包括燃烧室衬里。
12.根据权利要求6所述的燃烧室组件，其特征在于，所述第一内部部件包括包括燃烧室衬里(40)，且所述第二外部部件包括燃烧室过渡连接件(48)。
13.一种燃气涡轮机燃烧室组件，包括燃烧室端盖(38)，其连接到燃烧室衬里(40)的前端；以及过渡连接件(48)，其连接到所述燃烧室衬里(40)的后端；第一和第二环状挠性密封件(10)分别径向设置于所述燃烧室端盖与所述燃烧室衬里的所述前端之间、以及所述过渡连接件与所述燃烧室衬里的所述后端之间；所述第一和第二环状挠性密封件(10)中的每个环状挠性密封件均包括环状内部密封部分(12)，其具有第一环状实心边缘(16)和第一组弹簧夹(14)，所述第一组弹簧夹从所述第一环状实心边缘轴向延伸；以及环状外部密封部分(18)，其具有第二环状实心边缘(22)和第二组弹簧夹(20)，所述第二组弹簧夹从所述第二实心边缘轴向延伸并覆盖所述第一组弹簧夹，以使所述内部和外部密封部分沿着所述环状挠性密封件的整个长度尺寸大体完全配合，所述第二组弹簧夹(20)周向偏离所述第一组弹簧夹(14)设置；以及 其中第一组弹簧夹(14)的自由端(37)弯曲以形成围绕并越过所述第二组弹簧夹(20)的自由端(34)延伸的卷边(30)。
14.根据权利要求13所述的燃气涡轮机燃烧室组件，其特征在于，所述第一环状挠性密封件(10)在一端处焊接到所述端盖(38)的后端，这样，与所述第一环状挠性密封件的所述第一和第二组弹簧夹(14、20)的所述自由端相比，所述用于焊接的一端设置于更为远离所述端盖的所述后端的自由边缘的位置。
15.根据权利要求13所述的燃气涡轮机燃烧室组件，其特征在于，所述第二环状挠性密封件(10)在一端处焊接到所述衬里40的后端，这样，与所述第二环状挠性密封件的所述第一和第二组弹簧夹(14、20)的所述自由端相比，所述用于焊接的一端设置于更为远离所述衬里的所述后端的自由边缘的位置。
全文摘要
本发明涉及一种锁叶式环状密封件，其用于插入同心组装的涡轮机燃烧室部件之间。所述密封件包括环状内部密封部分，其具有第一环状实心边缘和第一组弹簧夹，所述第一组弹簧夹从所述第一环状实心边缘轴向延伸；以及环状外部密封部分，其具有第二环状实心边缘和第二组弹簧夹，所述第二组弹簧夹从所述第二实心边缘轴向延伸并覆盖所述第一组弹簧夹，以使所述内部密封部分和所述外部密封部分沿着所述环状挠性密封件的整个长度尺寸大体完全配合。所述第二组弹簧夹周向偏离所述第一组弹簧夹设置，且所述第一组弹簧夹的自由端围绕、并越过所述第二组弹簧夹的自由端弯曲。
文档编号F23R3/60GK102818293SQ20121018454
公开日2012年12月12日 申请日期2012年6月6日 优先权日2011年6月6日
发明者P.B.梅尔顿, K.C.贝尔索姆, T.E.约翰逊, W.L.伯恩, R.J.罗尔森 申请人:通用电气公司