可轴向调节的密封环 【技术领域】
本发明总的涉及用于转动机械例如涡轮的密封件或密封环，更具体地涉及可沿轴线方向调节的那种密封件或者说密封环。
背景技术
用于发电或者带动机器的转动机械例如蒸汽涡轮和燃气涡轮通常是具有多级涡轮的大型机器，高压流体流过各级涡轮，并且必须通过一系列连接的转动件和静止件。采用静止件与转动件的密封件来控制流体的漏泄。
更具体地说，在这类机器中通常采用非接触的密封环式曲径密封件。该密封件的结构可堵住流体沿转子漏泄而不与轴实际接触。这类密封件通常具有多个(一般是5～6个)安装在涡轮罩壳内的环形槽内的汽封环或者说密封环。这些密封环一般具有多个从涡轮罩壳向着转轴表面沿径向伸出的互相隔开的齿。间隙的大小显著影响着漏泄速率。当工作介质例如蒸汽通过曲径内由密封面的齿与相对着的转动件表面所形成的较窄的间隙时，便形成一种紊流，从而达到密封的目的。
这种密封件的效能是决定涡轮效率的主要因素，因为蒸汽通过密封件的漏泄造成做功能量的损失。为了最大限度提高效率，用户常常在例行的维修过程中试图更换密封环。因此，用户在拆开涡轮时手里应有一整套备用的密封环。但是，由于轴的摆动和静止件的变形使上述维修工作复杂起来。上述的摆动或变形可能使密封环接触或者说“摩擦”转动件。这就会损坏密封齿。轴向的摩擦是最有害的，因为会使密封齿弯向侧面。当用户打开机器并发现轴向摩擦造成损坏时，便不能简单地用相同的零件替换那种密封件，因为用相同的密封件来更换仅会造成齿的再次损坏，而用户不得不废弃旧的零件并订购置换的零件。因此，所造成的停机显著提高了用户的附加成本，并延误工期。
应当承认，涡轮设计师已采用重要措施使流体漏泄减至最少，从而提高了涡轮的性能。现有的密封件采用特别选定的材料制成，使由于摩擦造成的损坏减至最小。密封件的形状设计成带有细齿，这就使其在摩擦情况下产生的热量和力最小。密封环也设计成可让摩擦力将环件沿径向移离转轴。采用例如反向弹簧密封环能够沿径向方向调节密封环。
设计师也采取了措施来最大限度减小涡轮密封件在过渡时期(例如涡轮通过临界速度加速或减速时，或进行热调节时)的损坏。这些装置可根据涡轮工作条件的变化来调节、控制或改变径向间隙。
公知的密封环的缺点之一是，虽然可以沿径向方向调节密封件的位置，但目前还不能沿轴向方向进行调节。正如上面所述，轴向摩擦对于密封件最为有害，因为很容易使密封齿弯曲向侧面。因此，需要一种可沿轴线方向快速调节单独一套密封齿的涡轮系统。
本发明概述
因此，本申请书说明一种用于涡轮罩壳的密封环。该密封环具有一个带有多个齿的密封面、一个设置在密封面内的轴向小片、一个用于在涡轮罩内定位的头部、和一个用于通过轴向小片将密封面与突起部分相连接的连接件。
密封环可具有多个轴向小片和多个连接件。连接件可以是螺钉，也可以是夹片。密封面和头部具有多个小槽。密封面小槽与头部小槽相对准。密封面可具有多个相对于头部的轴向位置。
本申请书还说明一种用于涡轮罩壳的密封环，该密封环具有一个带有多个齿的密封面、一个设置在密封面内的轴向小片、一个用于在涡轮罩壳内定位的头部、和一个用于通过轴向小片将密封面与头部相连接的螺钉。密封面可具有多个相对于头部的轴向位置。
密封环可具有多个轴向小片和多个连接件，密封面和头部具有许多小槽，密封面小槽与头部小槽相对准。
本申请书还说明一种相对于涡轮轴沿轴向安装一种具有一个密封面和一个头部的密封环的方法。该方法包含如下步骤：使密封面沿涡轮轴排列；将密封面与头部相连接；转动涡轮轴使密封面不接触涡轮轴。上述的连接步骤就是插入一个螺钉穿过密封面和头部，和/或将一个夹片插入密封面和头部。
熟悉本技术的人们在结合附图和所附权利要求阅读如下的优选实施例的详细说明之后将会更明白本发明的上述特征和其他特征。
附图简述
图1是如上所述的安装在涡轮轴附近的密封环段的简单视图；
图2是图1的密封环段的透视图；
图3是图1所示的密封环段的底视透视图；
图4是示出夹片连接的一个替换实施例的透视图。
本发明的详细说明
下面参看附图，在所有的图中，相同的标号表示同样的零部件，图1～3示出一种转动机械例如蒸汽涡轮的一部分，总的以标号100表示。涡轮100具有一个安装在一个静止部件例如涡轮罩壳120内的转动部件例如涡轴110。
涡轮100还具有多个密封环130，每个密封环130具有多个可将位于其相对两侧的高压区和低压区隔开的密封环段140，所述的高压区用标号150表示，低压区以标号160表示。一般而言，每个密封环段140是通过将较多的挡板部分地伸入从高压区150流至低压区160的蒸汽流中而起作用的，每个部分地伸入的挡板逼使力图平行于涡轮轴110的轴线方向流动的蒸汽沿着一条曲折的路线流动，从而产生压力降。
每个密封环段140具有一个密封面170，该密封面170具有一个或多个对着涡轮轴110表面而且互相隔开的曲径密封齿180，该密封齿180的数目、尺寸和形状可按需要而改变。每个密封面170具有多个设置于其中的小片190，该小片190沿轴线方向延伸，其数目按需要而定。
每个密封环段140还具有一个与涡轮罩壳120相匹配的头部200，每个头部200具有一对法兰210或其他部分以便与涡轮罩壳120保持匹配，所述法兰200可从颈部220或类似的部位伸出。上述头部200的尺寸或形状可根据需要而定。
静止部件例如涡轮罩壳120通常具有设置在其中的燕尾状环形槽240，涡轮罩壳120也具有一对与法兰210相接合的法兰250，以便将密封环段140支持在其内部，上述的一对法兰250彼此向前突出，并在它们之间形成小片260。
为了调节密封齿180，本发明用多个连接件将头部200与密封面170相连接。在此情况下，要使用螺钉270，但任何其他合适类型的连接方法也可以用。螺钉270分别与一个设在头部200内的螺孔280相配合，该螺钉270穿过密封面170内的小片190而进入头部200的螺孔280。
为了使密封面170可相对于头部200作十分精密的移动，在密封面170的上表面加工出一系列的小槽或者说螺纹300，而在头部200的下表面加工出一系列的小槽或者说螺纹310，上述各小槽300，310彼此对准，这些小槽300，310可具有螺纹的特征，它们被加工得足够精密以防止通过这里的任何轴向的气流泄漏。
在使用中，密封面170借助于穿过小片190并进入头部200的螺孔280的螺钉270与头部200相连接。密封面170由于小片190的长度所致而可相对于头部200和涡轮轴110沿轴向作动。当密封面170处于正确的轴向位置上时，便可上紧螺钉270。小槽300，310可分别帮助密封面170保持在所需的位置上。小槽300，310起到类似于齿条和齿轮或微调结构的作用而提供十分精确的沿轴线方向的移动。如果小槽300，310具有螺丝特征，便可改变螺距来达到相对于所需轴向调节精度的理想精确程度。
如果密封面170的位置需被调节，可以松开螺钉270，并通过小槽300，310按需要再次正确定位。其中的任何位置都可采用。
图4示出一个替代实施例——密封环段350。该密封环段350具有如上所述的密封面170和头部200。本实施例不用(或者除了用)穿过密封面170的小片190和头部200的孔280的螺钉270或其他类型连接件，而是在密封面170内设置密封面槽360并在头部200内设置头部槽370。然后通过一种伸入槽360、370的夹片380将上述密封面槽360与头部槽370相连接。夹片380具有大写“C”的形状，也可具有其他合适的形状。上述槽360、370沿轴向的长度可稍大于夹片380的长度。
在使用中，密封面170和头部200通过上面所述的小槽300，310而相对于涡轮轴110彼此对准，然后插入夹片380使密封面170和头部200保持连接。必要时可以拆去夹片380，整个地重新组合密封环段350。
应当明白，上面所述的仅仅涉及本发明的最佳实施例，可在不违背由下述权利要求书及其相关资料的规定的本发明精神和范围的情况下进行许多的变更和修改。
图中零部件的标号和名称
100 涡轮
110 涡轮轴
120 涡轮罩壳
140 密封环段
150 高压区
160 低压区
170 密封面
180 密封齿
190 小片
200 头部
210 法兰
130 密封环
220 颈部
240 小片
250 法兰
260 小片
270 螺钉
280 螺钉孔
300 小槽
310 小槽
350 密封环段
360 密封面的槽
370 头部的槽
380 夹片