发明名称 旋转式机器之可旋转式密封元件
摘要 一种可旋转式密封元件38由至少二切向连续环48,50所形成。该二环在向外方向具有减少之厚度T2、T3。其产生各种构造细节,影响周期性疲劳寿命之水准。在一种特定实施例,密封元件有一扁平表面74在该二环间之交界面自侧面向内延伸。
申请公布号 TW325506 申请公布日期 1998.01.21
申请号 TW084109801 申请日期 1995.09.19
申请人 联合工艺公司 发明人 罗伯特.G.J.斯特
分类号 F16J15/16 主分类号 F16J15/16
代理机构 代理人 赖经臣 台北巿南京东路三段三四六号白宫企业大楼一一一二室
主权项 1.一种供旋转式机器之可旋转式密封元件,其绕该装置之旋转轴线Ar切向延伸,该密封元件包含:一内环绕轴线Ar切向延伸并在第一方向自密封元件向外延伸,该内环具有一切向延伸之第一侧面,一切向延伸并与第一侧面间开之第二侧面,一面向于第一方向之第一表面,其如在第一方向所测量有一高度Hi,及如垂直于切向所测量在第一侧面与第二侧面之间有一厚度Ti;一外环绕轴线Ar切向延伸并在第一方向自内环之表面向外延伸,该外环具有一切向延伸之第一侧面,一切向延伸之第二侧面,一面向于第一方向之第二表面,其如在第一方向所测量与第一表面间开一高度Ho,及如垂直于切向所测量,在第一侧面与第二侧面之间间开一厚度To;其中外环之第一及第二侧面各藉一圆角半径Ro接合至内环之第一表面,并且内环之第一表面自内环之第一侧面横向延伸一距离P1';P1''及自内环之第二侧面横向延伸一距离P2';P2'',并且在距离P1;P1''及P2;P2''不相反于第一方向延伸离开外环;其中第一与第二环间交界面之几何形状影响径向裂纹传播通过诸环之速率。2.如申请专利范围第1项之可旋转式密封元件,其中距离P1';P1''及P2';P2''各等于或大于二分之一圆角半径Ro。3.如申请专利范围第1项之可旋转式密封元件,其中圆角半径Ro小于或等于外环之三分之一厚度To。4.如申请专利范围第2项之可旋转式密封元件,其中圆角半径Ro小于或等于外环之三分之一厚度To。5.如申请专利范围第1项之可旋转式密封元件,其包含:一支承构件绕轴线Ar延伸,该支承构件有一表面:该内环在该第一方向自支承构件之表面向外延伸;其中内环之第一及第二侧面各藉一圆角半径R1接合至支承构件之表面,其中支承构件之表面自在内环第一侧面之圆角半径横向延伸一距离D1,及自在内环第二侧面之圆角半径横向延伸一距离D2。6.如申请专利范围第5项之可旋转式密封元件,其中距离P1';P1''及P2';P2''各等于或大于二分之一圆角半径Ro。7.如申请专利范围第5项之可旋转式密封元件,其中圆角半径Ro小于或等于外环之三分之一厚度To。8.如申请专利范围第6项之可旋转式密封元件,其中圆角半径Ro小于或等于外环之三分之一厚度To。9.如申请专利范围第5项之可旋转式密封元件,其中横向延伸距离D1及D2各等于或大于二分之一圆角半径Ri,并且支承构件之表面在距离D1及D2不延伸离开第一环。10.如申请专利范围第5项之可旋转式密封元件,其中支承构件如在垂直于支承构件之方向所测量有一厚度Ts,并且支承构件之厚度Ts为大于内环之二分之一厚度Ti。11.如申请专利范围第10项之可旋转式密封元件,其中支承构件之厚度Ts为大于或等于内环之厚度Ti。12.如申请专利范围第5项之可旋转式密封元件,其中高度Ho对厚度To之比为小于或等于一又二分之一(Ho/To≦1.5)。13.如申请专利范围第5项之可旋转式密封元件,其中外环之第二侧面向外会聚,并且在诸侧面间有一角度在七至十度之范围。14.如申请专利范围第1项之可旋转式密封元件,其中外环之第二侧面向外会聚,并且在诸侧面间有一角度在七至十度之范围。15.一种供旋转式机器之可旋转式密封元件,其绕该机器之旋转轴线Ar切向延伸,该密封元件包含:一支承构件绕轴线Ar切向延伸,该支承构件有一表面,并且如在垂直于支承构件之向所测量有一厚度Ts;一第一环绕轴线Ar切向延伸,并在第一方向自该支承构件向外延伸,该第一环具有一切向延伸之第一侧面,一切向延伸并与第一侧面间开之第二侧面,一面向于第一方向之第一表面,其如在第一方向所测量与支承构件间开一高度H1,及如垂直于切向所测量在第一侧面与第二侧面之间间开一厚度Ti,一第二环绕轴线Ar切向延伸,并在第一方向自该第一表面向外延伸,该第二环具有一切向延伸之第一侧面,一切向延伸并平行于第一侧面之第二侧面;一面向于第一方向之第二表面,其如在第一方向所测量与第一表面间开一高度H2,及如垂直于切向所测量,在第一侧面与第二侧面之间间开一厚度T2;一第三环绕轴线Ar切向延伸并在第一方向自第二表面向外延伸,该第三环具有一切向延伸之第一侧面,一切向延伸之第二侧面,第一及第二侧面向外会聚,并且在该二侧面间有一角度在七至十度之间;一面向于第一方向之第三表面,其如在第一方向所测量与第二表面间开一高度H3,及如垂直于切向并靠近第二表面所测量在第一与第二侧面之间有一厚度T3;其中第一环之第一及第二侧面各藉一圆角半径R1接合至支承构件之表面,该圆角半径小于或等于第一环之三分之一厚度T1,其中支承构件之表面自在第一环第一侧面之圆角半径横向延伸一距离D1,及自在第一环第二侧面之圆角半径横向延伸一距离D2,其各等于或大于三分之一圆角半径R1,并且在距离D1及D2不延伸离开第一环,并且支承构件之厚度Ts大于或等于第一环之厚度T1,其中第二环之第一及第二侧面各藉一圆角半径R2接合至第一环之第一表面,该圆角半径小于或等于第二环之三分之一厚度T2,并且第一环之第一表面自第一环之第一侧面横向延伸一距离S1,及自第一环三第二侧面横向延伸一距离S2,其各等于或大于二分之一圆角半径R2,并且在距离S1及S2不相反于第一方向延伸离开第二环;以及其中高度H3对厚度T1之比为小于或等于一又二分之一(H3/T3≦1.5),其中第三环之第一及第二侧面各藉一圆角半径R3接合至第二环之第二表面,该圆角半径如在靠近第二表面之位置所测量小于或等于第三环之三分之一厚度T3,并且第二环之第二表面自第二环之第一侧面横向延伸一距离P1及自第二环之第二侧面横向延伸一距离P2,其各等于或大于二分之一圆角半径R3,并且在距离P1及P2不相反于第一方向延伸离开第三环。图示简单说明:第一图为一种轴流式燃气涡轮发动机之侧视图,部份剖开以显示发动机轮机区段之一部份。第二图为第一图中所示燃气涡轮发动机部份之放大侧视图,并以剖面例示许多切向连续之可旋转式密封元件。第三图为本发明之密封元件,其一种实施例之侧视图。第四图为第三图中所示之密封元件其一种替代性实施例之侧视图。第五图为第三图中所示之密封元件,其一种替代性实施例之侧视图。第六图为一转子盘有许多切向延伸之密封元件。第七图为本发明之一种实施例用于飞机燃气涡轮发动机,其裂纹增大深度与周期寿命间关系之曲线图。第八图为密封元件之预测周期性疲劳寿命与外环及内环间几何构形间关系之曲线图。第九图为一裂纹前部通过密封元件时,该裂纹前部之构形之示意图。
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