專利名稱：密封組件的制作方法
技術領域：
本發明涉及密封組件，尤其涉及但并非只是涉及用于氣體渦輪機的密封組件。
背景技術：
圖1示出了噴氣發動機的常規座環2，其設置成圍繞風扇出口導向葉片4。具有前 隔音板8的前風扇殼體6連接于座環2的前面。具有后隔音板12的后殼體10連接于座環 的后面。在各風扇出口導向葉片之間具有注射模制的填充板14，其形成氣體沖擊表面。這 些部件通過徑向螺栓栓接于座環。填充板14和相鄰的出口導向葉片4以及前后隔音板8、 12之間形成間隙或空隙。例如，在填充板14的前緣與前隔音板8的界面處形成空隙16。每 個填充板14被聲學處理，例如，氣體沖擊表面被穿孔并且填充板的外部結構由蜂窩單元組 成，蜂窩單元削弱了聲波并且形成聲學處理。如圖2所示，在裝配所有填充板14之后，任何間隙或空隙被填充填料18，例如聚硫 化物或形成氣體沖擊表面的任何其它密封劑。特別是，填充板14前后的周向間隙20、22以 及填充板14和各葉片4的表面之間的間隙24也被填充填料(參見圖3)。當將填料18注入間隙20來密封填充板14前部的周向間隙20時，可以完全填滿 空隙16。這也適用于間隙24和圍繞各葉片4的相關空隙。很難控制填料的使用量，因此通 常只是圍繞周邊就使用大量的填料。因此，這增加了過多的重量，增大了交付周期和成本。 另外，所得到的大體積填料會需要長時間來固化并且還可能在固化期間收縮。填料的收縮 會弓I起填料脫離表面而不是粘附于表面。另一個問題是填充板14必須裝配在風扇出口導向葉片4之間，其通常包括循環交 錯(cyclic stagger)。因此，為了在葉片4和填充板14之間保持恒定間隙寬度，會有許多 不同形狀的填充板14。因此，必須儲存更多數量的備件而增加了填充板裝配在錯誤位置的 可能性。通常，使用一個模具來模制填充板，并對其進行精飾機械加工以使其相互區分。如 圖4和5所示，每個填充板包括突伸部分26，其被機械加工成接合特定的葉片4。圖4示出 了代表突伸部分26的點劃線內的區域28 (以點示出)。區域28可以被聲學處理，希望最大 可能地最大化該區域的面積以削弱噪音。但是，為了確保一個填充板模制適合所有的位置， 聲學處理的區域28的面積被折中。本發明因此尋求解決這些問題。
發明內容
根據本發明的第一方面，提供了一種密封組件，用于至少部分地密封通向第 一和第二部件之間的空隙的間隙，第一和第二部件形成氣體渦輪機的氣體沖擊表面 (gas-washed surface)的一部分，其中該密封組件包括橋接部分，能夠連接于第一和第二 部件之一并接合第一和第二部件之另一以使第一和第二部件之間的空隙隔離于氣體沖擊 表面，橋接部分適于具有可動構型和鎖定構型，在可動構型中允許橋接部分的至少一部分與第一和第二部件之另一之間的相對運動，在鎖定構型中阻止橋接部分的所述至少一部分 與第一和第二部件之另一之間的相對運動。橋接部分可以可滑動地連接于第一部件以使橋接部分可以可滑動地接合第二部 件。橋接部分可以包括槽，用于接收第一部件中的相應舌片。該槽可以設置成使橋接部分可 以可滑動地接合第二部件。或者，橋接部分可以包括舌片，用于插入第一部件中的相應槽。 該舌片可以設置成使橋接部分可以可滑動地接合第二部件。橋接部分可以包括第一和第二端，用于插入第一部件中的相應槽。所述第一和第 二端可以設置成使橋接部分可以可滑動地接合第二部件。橋接部分可以與第一部件為一體。橋接部分可以相對于第一部件是撓性的。橋接 部分可以相對于第一部件是彈性的。橋接部分可以由多個剛毛(bristles)組成。橋接部分可以圍繞第二部件的周邊可滑動地設置。橋接部分可以包括適于接收第 一部件中的相應肩部的肩部。渦輪機可以包括上述密封組件。氣體渦輪機可以包括上述密封組件。在鎖定構型中，橋接部分可以通過固化的填料被鎖定。固化的填料可以接觸第一 和第二部件以及橋接部分。根據本發明的第二方面，提供了一種安裝密封組件的方法，該密封組件用于至少 部分地密封通向第一和第二部件之間的空隙的間隙，第一和第二部件形成氣體渦輪機的氣 體沖擊表面的一部分，其中該方法包括提供連接于第一和第二部件之一的橋接部分；以 及移動橋接部分以接合第一和第二部件之另一以使第一和第二部件之間的空隙隔離于氣 體沖擊表面，該橋接部分適于具有可動構型和鎖定構型，在可動構型中允許橋接部分的至 少一部分與第一和第二部件之另一之間的相對運動，在鎖定構型中阻止橋接部分的所述至 少一部分與第一和第二部件之另一之間的相對運動，對橋接部分施加填料并固化填料以將橋接部分置于其鎖定構型。可以對第一和第二部件施加填料。
現在將示例性地參照附圖以更好地理解本發明并更加清楚地示出如何實施本發 明，其中圖1示出了用于氣體渦輪機殼體的密封組件的現有技術構型；圖2示出了圖1所示現有技術構型的放大部分；圖3示出了圍繞現有技術填充板的間隙；圖4示出了現有技術填充板的透視圖；圖5示出了對應于圖4所示截面A-A的填充板的截面；圖6示出了根據本發明第一實施例的密封組件的透視圖；圖7示出了根據本發明第一實施例的密封組件的截面視圖；圖8示出了根據本發明第二實施例的密封組件的截面側視圖；圖9示出了根據本發明第三實施例的密封組件的截面側視圖；圖10示出了根據本發明第四實施例的密封組件的截面側視圖；圖11示出了根據本發明第五實施例的密封組件的透視圖12示出了根據本發明第六實施例的密封組件的透視圖；圖13示出了根據本發明第六實施例的密封組件的截面視圖；圖14示出了根據本發明第六實施例的密封組件的另一截面視圖；及圖15示出了根據本發明第七實施例的密封組件的截面視圖。
具體實施例方式參照圖6和7，根據本發明第一實施例的密封組件100適于至少部分地密封通向第 一和第二部件110、120之間的空隙104的間隙102。第一和第二部件110、120可以形成氣 體渦輪機的氣體沖擊表面的一部分。例如，第一部件可以包括可被聲學處理的內殼體板，第 二部件120可以包括翼面，例如導向葉片，或另一個內殼體板。密封組件100包括橋接部分130，橋接部分130可連接于第一和第二部件110、120 之一。在第一實施例中，橋接部分130是與第一部件110分立的零件，但在安裝第一部件 110之前被初始連接于第一部件110。此外，橋接部分130是可移動的以接合第一和第二部 件110、120之另一，從而使第一和第二部件之間的空隙104隔離于氣體沖擊表面。在第一實施例中，橋接部分130可滑動地連接于第一部件110以使橋接部分可滑 動地接合第二部件120。橋接部分130包括型緣以匹配第二部件120的界面。橋接部分130 包括槽132，用于接收第一部件110中的相應舌片112。槽132布置成使橋接部分130可滑 動地接合第二部件120。橋接部分130包括大致平的部分134和凸出部分136，凸出部分136相對于平的部 分134回彎以形成槽132。凸出部分136至少部分是彈性的并且在安裝之前槽132小于第 一部件110的舌片112。凸出部分136因此提供彈簧配合以使橋接部分130圍繞第一部件 110的舌片112夾緊。橋接部分130可以是金屬的或者注射模制的。第一部件可以由玻璃 強化塑料和金屬或NOMEX (RTM)蜂窩構成。橋接部分初始夾緊在第一部件110的舌片112上，在定位第一部件110之后，橋接 部分側向平移直至其接觸第二部件。然后間隙102被封閉，空隙104于是隔離于氣體沖擊 表面。隨后橋接部分的氣體沖擊側面上的第一和第二部件110、120之間的凹槽140可以被 填料142填充以形成光滑表面。可以通過熱、化學反應、輻射或其它一些手段來固化填料以 使其從未固化的可流動狀態達到固化的不可流動狀態。填料在其未固化狀態下施加，填料 的固化有利于將橋接部分鎖定就位，并限制橋接部分和葉片或板之間的任何相對移動。優 選的填料是合適的樹脂例如環氧樹脂或聚硫化物樹脂。參見圖8，根據本發明第二實施例的密封組件200基本與第一實施例的密封組件 100相同。但是，第二實施例的橋接部分230包括舌片212，用于插入第一部件210的相應 槽232中。舌片212設置成使得橋接部分可滑動地接合第二部件220。橋接部分230的基 本平的部分234可以包括舌片212。槽232形成在第一部件210的邊緣中。槽232可以是也可以不是被支在彈簧上 (be sprung)以使橋接部分230的舌片212緊密保持在槽232中。橋接部分230也可以包括拐角部分238以抵接第二部件220。雖然沒有示出，但是 同樣的拐角部分238也可以用于第一實施例。對于第一實施例，在將第一部件放置就位以后，向外移動橋接部分230以接觸第二部件220并因此橋接間隙。可以隨后施加填料242來形成氣體沖擊表面。參見圖9，根據本發明第三實施例的密封組件300基本與第二實施例的密封組件 200相同。但是，第三實施例的第一部件310不包括第二實施例的槽。第三實施例的橋接部 分330而是位于第一部件310的肩部314上。橋接部分可以隨后移動來與第二部件320接 合并可以使用粘結劑例如Loctite(RTM)之類的快速固化粘結劑被粘合到該位置。隨后可 以像之前那樣施加填料342。參見圖10，根據本發明第四實施例的密封組件400與此前實施例的不同之處在于 不具有滑動部件。密封組件400包括與第一部件410 —體的橋接部分430。另外，橋接部分 430是撓性的并能夠相對于第一部件410彎曲，橋接部分430設置成使其壓抵第二部件420 以封閉間隙且隔離(block off)空隙404。隨后可以像之前那樣施加填料442。參見圖11，根據本發明第五實施例的密封組件500的操作類似于第一和第二實施 例。橋接部分530為密封板形式并且輪廓構造成使其邊緣適配第二部件(未在圖11中示 出)的表面。橋接部分530如同抽屜一樣在溝槽550、552內側向滑動，溝槽550、552設置 在第一部件510的兩端中。溝槽550、552設置在第一和第二端板554、556中，第一和第二 端板554、556從第一部件510的兩端突出。第一部件可以包括自橋接部分530突伸的突伸 部分(未示出)。突伸部分確保在橋接部分朝向第二部件滑動時橋接部分530和第一部件 510之間沒有形成新的間隙。滑動的橋接部分530可以通過狹槽和銷裝置(未示出)被束 縛在第一部件510內。例如，橋接部分530可以包括設置在任一端的一個或多個銷，第一部 件可以包括在任一端的狹槽來接收銷。狹槽可以在兩端閉合以使銷被束縛在狹槽內。這種 狹槽和銷裝置的優點是具有一個組件數，而不是兩個分立的部件。可以像之前那樣施加填 料。參見圖12-14，根據本發明第六實施例的密封組件600包括橋接部分630，橋接部 分630接合于第二部件620并可滑動地圍繞第二部件620的周邊設置。橋接部分630可以 是環的形式并且可以是預先模制的泡沫密封件。在組裝之前，橋接部分630被擰在第二部 件上，第二部件可以是翼面例如葉片。橋接部分630可以移動到在組裝過程中第一部件會 接合橋接部分的位置。圖13示出了第二部件620的截面圖，第二部件620具有圍繞其周邊設置的橋接部 分630。在組裝過程中，第一部件610被放置到位，第一部件610沿著第二部件620的表面 壓下橋接部分630，如圖14所示。橋接部分630形成支撐填料642的地板。參見圖15，根據本發明第七實施例的密封組件包括的橋接部分730與第六實施例 的橋接部分基本相同。但是，第七實施例的橋接部分730可以包括適于接收第一部件710 中的相應肩部762的肩部760。相比第六實施例，第七實施例的橋接部分730的截面也可以 更深。當第一和第二部件710、720被組裝到位時，橋接部分730上的肩部760突出，與第一 部件710的肩部762齊平。或者，第七實施例的橋接部分730可以不包括肩部760。相反，通過在組裝時壓下 橋接部分，橋接部分的一部分移入第一和第二部件之間的間隙702，由此填充該間隙。在另一個實施例中，橋接部分可以由多個撓性剛毛構成。在施加和固化填料以將 橋接部分固定就位之前，剛毛可以相對第一或第二部件移動直至對準并正確定位。對于任何上述實施例，第一和第二部件可以形成氣體渦輪機的氣體沖擊表面的一部分。例如，第一部件可以包括內殼體板例如可以被聲學處理的填充板，第二部件可以包括 翼面例如導向葉片或者另一個內殼體板。內殼體板的前緣可以與另一個殼體板的后緣接 合，其間的間隙也可以由上述任何組件填充。同樣，內殼體板例如填充板與翼結構例如葉片 的邊緣之間的間隙也可以由上述任何組件填充。任何板或翼結構可以被或可以不被聲學處 理。氣體沖擊表面可以是推力反向器的一部分。上述實施例具有多個優點。這些優點總結如下 待被填充的空隙區域受到控制，因此待被使用的填料量將不超過推薦量。這將 形成節省重量和節約成本并且可重復和更可預測的方法。 總的風扇模塊的重量將更加一致。固化時間也將更加一致。因此，材料使用和 制造時間也更加一致，這有助于控制成本。 避免使用大量填料，這將減少固化時間并最小化坍落/收縮，從而形成更好和 更結實的覆層。這也將產生改善的空氣動力性能。 上述密封組件將在填料施加過程中降低交付周期(lead-time)。 需要更少數量的零件。例如，翼結構交錯角(aerofoil structurestagger angles)的變化可以由滑動密封件來調整，因此零件數減少。 上述密封組件可以用于任何聲學或非聲學接頭。如果應用聲學處理，那么可以 對每個部件增加和/或優化聲學處理區。 第六和第七實施例的密封組件也可以減少零件數。采用泡沫密封帶形式的橋 接部分允許橋接大的間隙，由此降低了所需填充板種類的數量(例如為了調整葉片交錯 (vane stagger))0 泡沫密封帶也可以為填充板的任何突伸部分提供支撐，因此減少了振動和隨之 可能的故障。 橋接部分的表面可以是分段的以適應翼面不同的情況(即不僅是交錯角變 化)。
權利要求
1.一種密封組件，用于至少部分地密封通向第一和第二部件之間的空隙的間隙，第一 和第二部件形成氣體渦輪機的氣體沖擊表面的一部分，其中該密封組件包括橋接部分，能夠連接于第一和第二部件之一并接合第一和第二部件之另一以使第一和 第二部件之間的空隙隔離于氣體沖擊表面，其特征在于，橋接部分適于具有可動構型和鎖定構型，在可動構型中允許橋接部分的 至少一部分與第一和第二部件之另一之間的相對運動，在鎖定構型中阻止橋接部分的所述 至少一部分與第一和第二部件之另一之間的相對運動。
2.根據權利要求1所述的密封組件，其中橋接部分可滑動地連接于第一部件以使橋接 部分可滑動地接合第二部件。
3.根據權利要求2所述的密封組件，其中橋接部分包括槽，用于接收第一部件中的相 應舌片，該槽設置成使橋接部分可滑動地接合第二部件。
4.根據權利要求2所述的密封組件，其中橋接部分包括舌片，用于插入第一部件中的 相應槽，該舌片設置成使橋接部分可滑動地接合第二部件。
5.根據權利要求2所述的密封組件，其中橋接部分包括第一和第二端，用于插入第一 部件中的相應槽，所述第一和第二端設置成使橋接部分可滑動地接合第二部件。
6.根據權利要求1所述的密封組件，其中橋接部分與第一部件為一體。
7.根據權利要求1或6所述的密封組件，其中橋接部分是撓性的。
8.根據權利要求7所述的密封組件，其中橋接部分包括多個剛毛。
9.根據權利要求1所述的密封組件，其中橋接部分圍繞第二部件的周邊可滑動地設置。
10.根據權利要求9所述的密封組件，其中橋接部分包括適于接收第一部件中的相應 肩部的肩部。
11.根據任一前述權利要求所述的密封組件，其中在鎖定構型中，橋接部分通過固化的 填料被鎖定。
12.根據權利要求11所述的密封組件，其中固化的填料接觸第一和第二部件以及橋接 部分。
13.一種氣體渦輪機，包括權利要求1-12之一所述的密封組件。
14.一種安裝密封組件的方法，該密封組件用于至少部分地密封通向第一和第二部件 之間的空隙的間隙，第一和第二部件形成氣體渦輪機的氣體沖擊表面的一部分，其中該方 法包括提供連接于第一和第二部件之一的橋接部分，該橋接部分適于具有可動構型和鎖定構 型，在可動構型中允許橋接部分的至少一部分與第一和第二部件之另一之間的相對運動， 在鎖定構型中阻止橋接部分的所述至少一部分與第一和第二部件之另一之間的相對運動，對橋接部分施加填料并固化填料以將橋接部分置于其鎖定構型。
15.根據權利要求14所述的方法，其中對第一和第二部件施加填料。
全文摘要
密封組件(100)，用于至少部分地密封通向第一和第二部件(110、120)之間的空隙(104)的間隙(102)，第一和第二部件形成噴氣發動機的氣體沖擊表面的一部分，其中該密封組件包括橋接部分(130)，能夠連接于第一和第二部件之一并可動地接合第一和第二部件之另一以使第一和第二部件之間的空隙隔離于氣體沖擊表面。
文檔編號F01D11/00GK101994527SQ201010254279
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月13日 優先權日2009年8月14日
發明者C·B·哈珀 申請人:勞斯萊斯有限公司