本发明涉及磁性刷密封件系统。具体而言，一种磁性刷密封件系统(100)结合旋转构件(120)和静止构件(110)一起使用。该磁性刷密封件系统(100)可包括用于与旋转构件(120)相接合的刷密封件(125)以及定位在静止构件(110)附近的磁性系统(160)。该磁性系统(160)可与刷密封件(125)通信以便从旋转构件(120)收回刷密封件(125)。
1.一种结合旋转构件(120)和静止构件(110)使用的磁性刷密封件系统(100)，包括：用于与所述旋转构件(120)相接合的刷密封件(125)；以及磁性系统(160)，其定位在所述静止构件(110)附近并且与所述刷密封件(125)通信以便从所述旋转构件(120)收回所述刷密封件(125)。
2.根据权利要求1所述的磁性刷密封件系统(100)，其特征在于，所述刷密封件(125)包括定位在背垫板(140)附近的多个刚毛(130)。
3.根据权利要求2所述的磁性刷密封件系统(100)，其特征在于，所述刷密封件(125)包括一对背垫板(140)。
4.根据权利要求1所述的磁性刷密封件系统(100)，其特征在于，所述磁性刷密封件系统(100)还包括定位在所述刷密封件(125)附近的弹性垫装置(150)。
5.根据权利要求4所述的磁性刷密封件系统(100)，其特征在于，所述弹性垫装置(150)包括镍铬合金。
6.根据权利要求4所述的磁性刷密封件系统(100)，其特征在于，所述弹性垫装置(150)包括可变刚度。
7.根据权利要求1所述的磁性刷密封件系统(100)，其特征在于，所述磁性系统(160)包括电磁体(180)和永磁体(190)。
8.根据权利要求7所述的磁性刷密封件系统(100)，其特征在于，所述磁性系统(160)包括与所述电磁体(180)通信的电源(170)。
9.根据权利要求7所述的磁性刷密封件系统(100)，其特征在于，所述电磁体(180)包括可变场。
10.一种在涡轮发动机(10)中操作磁性刷密封件系统(100)的方法，包括：将所述磁性刷密封件系统(100)定位在所述涡轮发动机(10)的静止构件(110)和旋转构件(120)之间；
当所述涡轮发动机(10)操作稳定状态时，使所述旋转构件(120)与所述磁性刷密封件系统(100)的刷密封件(125)相接合；以及当所述涡轮发动机(10)操作在瞬时状态时，促动所述磁性刷密封件系统(100)中的电磁体(180)以便使所述刷密封件(125)与所述旋转构件(120)脱离接合。
磁性刷密封件系统
技术领域
[0001] 本申请主要涉及涡轮发动机，且更具体地涉及结合涡轮转子或其它类型的构件使用的可收回式磁性刷密封件系统的使用。
背景技术
[0002] 刷密封件通常用来消除或最大限度地降低空气泄漏经过可彼此邻近地定位的零件或构件之间的间隙。例如，刷密封件通常用于旋转机构如用于发电的蒸汽轮机或燃气轮机等。通常，刷密封件最大限度地降低在密封件的相反两侧上处在不同压力的区域之间的泄漏。作为一种具体示例，刷密封件可用来最大限度地降低在静止构件(如外壳或密封环)和旋转构件(如轮机转子)之间的空气泄漏。
[0003] 然而，刷密封件可能由于它们在瞬时操作期间趋于抵靠转子或其它类型的旋转表面摩擦这一事实而磨坏。而且，刷密封件可箍缩在转子上且有可能损坏刷密封件的刚毛(bristle)。热促动式刷密封件已经用来避免或限制这种在瞬时操作期间的箍缩。然而，这些热促动式刷密封件可能由于在例如压缩机排放外壳处存在的热场而受到损害，从而致使促动或收回刷密封件低效或不一致。
[0004] 因此，期望有用于特别是在瞬时操作期间收回刷密封件的改进的系统和方法。这样的系统和方法将改善刷密封件的寿命同时还改善总体的系统操作和效率。
发明内容
[0005] 因此，本申请提供了一种结合旋转构件和静止构件使用的磁性刷密封件系统。磁性刷密封件系统可包括用于与旋转构件接合的刷密封件以及定位在静止构件附近的磁性系统。磁性系统可与刷密封件通信，以便从旋转构件收回刷密封件。
[0006] 本申请还提供了一种在涡轮发动机中操作磁性刷密封件系统的方法。该方法包括步骤：将磁性刷密封件系统定位在涡轮发动机的静止构件和旋转构件之间；在涡轮发动机操作在稳定状态时，将旋转构件与磁性刷密封件系统的刷密封件相接合；以及在涡轮发动机操作在瞬时状态时促动磁性刷密封件系统中的电磁体，以便使刷密封件与旋转构件脱离接合。
[0007] 本申请还提供了一种结合涡轮机转子使用的磁性刷密封件系统。磁性刷密封件系统可包括用于与转子相接合的刷密封件，与刷密封件通信的弹性垫装置(cushioner)，以及定位在刷密封件附近的一对磁体。该对磁体与刷密封件通信以便从转子收回刷密封件。
[0008] 对于本领域普通技术人员而言，在结合若干附图和所附权利要求研读如下详细描述后，本申请的这些及其它特征将变得明显。
附图说明
[0009] 图1是燃气涡轮发动机的示意图。
[0010] 图2是如文中所述的磁性刷密封件系统的示意图。
[0011] 零件清单
[0012] 10 燃气涡轮发动机
[0013] 20 压缩机
[0014] 30 燃烧器
[0015] 40 涡轮
[0016] 50 外部负载
[0017] 100 磁性刷密封件系统
[0018] 110 静止构件
[0019] 120 旋转构件
[0020] 125 刷密封件
[0021] 130 刚毛
[0022] 140 背垫板
[0023] 150 弹性垫装置
[0024] 160 磁性系统
[0025] 170 电源
[0026] 180 电磁体
[0027] 190 永磁体
具体实施方式
[0028] 现参看附图，在其中全部各个视图中相似的标号表示相似的元件，图1示出了燃气涡轮发动机10的示意图。如同所知，燃气涡轮发动机10可包括压缩机20用以压缩进入的空气流。压缩机20传送压缩的空气流至燃烧器30。燃烧器30将压缩的空气流与压缩的燃料流相混合并点燃该混合物。(尽管仅示出了单个的燃烧器30，但燃气涡轮发动机10可包括任一数目的燃烧器30)。继而，热的燃烧气体又输送至涡轮40。热燃烧气体驱动涡轮40以便产生机械功。在涡轮40中产生的机械功驱动压缩机20以及诸如发电机等的外部负载50。燃气涡轮发动机10可使用天然气、各种类型的合成气，以及其它类型的燃料。
[0029] 燃气涡轮发动机10可以是由纽约州斯克内克塔迪市(Schenectady，NewYork)的通用电气公司所提供的9FA涡轮机或类似装备。文中也可使用其它类型的燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机10可具有其它构造并且可使用其它类型的构件。多种燃气涡轮发动机10、其它类型的涡轮机，以及其它类型的发电设备可一起在文中使用。
[0030] 图2示出了如在文中所述的磁性刷密封件系统100。如上所述，磁性刷密封件系统100密封在诸如密封环的静止构件110和诸如转子等的旋转构件120之间。其它构造也可在文中使用。静止构件110还可包括多个迷宫式密封件或同样定位在其上的类似类型的密封件。
[0031] 磁性刷密封件系统100包括刷密封件125。刷密封件125可包括定位在一对背垫板140之间的多个刚毛130。刚毛130可延伸超过背垫板140并与旋转构件120的表面相接合。刚毛130可由金属或其它材料如陶瓷制成。任一数目或尺寸的刚毛130都可使用。
[0032] 磁性刷密封件系统100还包括定位在刷密封件125的背垫板140附近的一个或多个弹性垫装置150。弹性垫装置150可由Inconel 718或类似类型的材料制成。(Inconel718是指可通过铝和钛的添加物而硬化的由镍铬合金制成的沉积物(淀析物)，且其具有温度高达大约1290华氏度(大约700摄氏度)的蠕变破裂强度)。这样的材料在这样的高温下可具有大约17％的应力松弛。Inconel是西弗吉尼亚州亨廷顿市(Huntington，WestVirginia)的Huntington合金公司的商标。其它类型的材料或材料的组合也可在文中使用。弹性垫装置150的刚度和长度可以变化。
[0033] 磁性刷密封件系统100还可包括磁性系统160。磁性系统160可包括电源170。电源170可以是任何类型的常规的基于直流(DC)的电流系统。磁性系统160还可包括定位在静止构件110附近的电磁体180。电磁体180可以是常规设计。电磁体180可在电源
170接通时产生磁场。磁场可以变化。
[0034] 磁性系统160还可包括永磁体190。永磁体190可定位在刚毛130和刷密封件125的背垫板140附近。永磁体190可以是任何类型的铁磁材料。当电磁体180受促动时，永磁体190可吸附到电磁体180上。吸附性质可以变化。磁体180，190的位置可以变化。其它类型的吸附手段也可在文中使用。
[0035] 使用时，在稳定状态操作期间，弹性垫装置150保持刷密封件125的刚毛130定位在旋转构件120附近。刷密封件125的重量应能够克服弹性垫装置150的刚度和刚毛130的接触刚度，以便保持刚毛130与旋转构件120接触。
[0036] 然而，在瞬时操作期间，磁性系统160的电源170可使电磁体180通电，使得永磁体190吸附于其上。磁性吸附抬升刷密封件125的刚毛130离开旋转构件120，以便避免或最大限度地减小与其一起损坏。一旦再次实现稳定状态操作，磁性系统160便可断电。电磁体180的强度可与弹性垫装置150的刚度和刷密封件125的总重量相均衡以便提供与旋转构件120的适当间隙，或相反以其它方式。
[0037] 因此，磁性刷密封件系统100改善了刷密封件125刚毛130的寿命。磁性刷密封件系统100还可提供对吹扫流更严格的控制并且还可帮助最大限度地降低寄生流。磁性刷密封件系统100还不会扰乱现有的热场，以便提供一致的操作。
[0038] 应当清楚的是，以上所述仅涉及本申请的一些实施例，并且本领域的普通技术人员在不脱离由所附权利要求及其等同内容所限定的本发明的总体精神和范围的情况下可在此作出多种修改和变化。
