Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

FR2494376A1 - Joint d'etancheite en forme de coin pour raccord a bride - Google Patents

Joint d'etancheite en forme de coin pour raccord a bride Download PDF

Info

Publication number
FR2494376A1
FR2494376A1 FR8120382A FR8120382A FR2494376A1 FR 2494376 A1 FR2494376 A1 FR 2494376A1 FR 8120382 A FR8120382 A FR 8120382A FR 8120382 A FR8120382 A FR 8120382A FR 2494376 A1 FR2494376 A1 FR 2494376A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
sealing ring
sealing
section
base
groove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR8120382A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2494376B1 (fr
Inventor
Gary Francis Chaplin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RTX Corp
Original Assignee
United Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of FR2494376A1 publication Critical patent/FR2494376A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2494376B1 publication Critical patent/FR2494376B1/fr
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L23/00Flanged joints
    • F16L23/16Flanged joints characterised by the sealing means
    • F16L23/18Flanged joints characterised by the sealing means the sealing means being rings
    • F16L23/20Flanged joints characterised by the sealing means the sealing means being rings made exclusively of metal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/005Sealing means between non relatively rotating elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/02Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/08Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
    • F16J15/0887Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing the sealing effect being obtained by elastic deformation of the packing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S277/00Seal for a joint or juncture
    • Y10S277/931Seal including temperature responsive feature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)
  • Flanged Joints, Insulating Joints, And Other Joints (AREA)
  • Joints With Pressure Members (AREA)

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN JOINT D'ETANCHEITE EN FORME DE COIN POUR RACCORDER A BRIDE. UN RACCORD A BRIDE 20 COMPREND UNE BAGUE D'ETANCHEITE 38 ET CE RACCORD A BRIDE COMPORTE EGALEMENT DEUX STRUCTURES 24, 26 CYLINDRIQUES DE CARTER. LA BAGUE D'ETANCHEITE 38 EST DISPOSEE DANS UNE RAINURE 40 FORMEE ENTRE DEUX PAROIS 32, 34 CONVERGEANT VERS L'EXTERIEUR DE CES STRUCTURES CYLINDRIQUES. LA BAGUE D'ETANCHEITE 38 A UNE SECTION TRANSVERSALE 48 EN FORME DE COIN ET PEUT FONCTIONNER AVEC UN COEFFICIENT DE DILATATION THERMIQUE SUPERIEUR A CELUI DES STRUCTURES ADJACENTES DU CARTER OU A UNE TEMPERATURE PLUS ELEVEE QUE LES STRUCTURES ADJACENTES DU CARTER. L'INVENTION EST PARTICULIEREMENT APPLICABLE, PAR EXEMPLE DANS LES MOTEURS A TURBINE A GAZ.

Description

La présente invention concerne un raccord à bride, applicable en
Particulier aux moteurs A turbine à gaz. Les conduits pour un fluide de milieu de travail sont souvent formés de segments disposés axialement
qui sont raccordés l'un à l'autre par un raccord à bride.
Le raccord à bride constitue une source potentielle de fuite pour le milieu fluide de travail lorsque ce milieu fluide de travail est à une pression supérieure à la pression ambiante ou une source potentielle de fuites pour les gaz ambiants lorsque la pression ambiante est supérieure à la pression du milieu de travail. La source des fuites est souvent provoquée par des variations de la tolérance dans les brides, par un gondolage des raccords dû à un chauffage et refroidissement inégal et par des gradients thermiques inégaux dans les brides. Par conséquent, il est souhaitable de réaliser un élément d'étanchéité entre les brides pour boucher une telle fuite. Un exemDle de raccord à bride comprenant un tel moyen d'étanchéité est décrit dans le brevet US No. 3 520 544. Dans ce brevet le joint d'étanchéité annulaire en Y a une section transversale radiale en forme de Y. Le joint d'étanchéité est disposé entre deux éléments et soumis à des forces de compression élevées de sorte que le joint d'étanchéité est comprimé et se déforme jusqu'à ce qu'un contact interne contour à contour est créé. Des exemples d'autres constructions
sont décrits dans le brevet US No. 3 857 572 et 3 758 123.
Le brevet US 3 857 572 décrit un joint d'étanchéité annulaire en E qui a une section transversale radiale en
forme de E, le brevet 3 758 123 décrit un joint d'étanchéi-
té Omega qui a une section transversale radiale en forme
de Omega. Dans d'autres constructions, la section trans-
versale du joint d'étanchéité a la forme de la lettre C et le joint d'étanchéité est par conséquent désigné comme un "joint d'étanchéité C". Ces types de joints d'étanchéité
sont utilisés dans de grands domaines d'application.
Bien que les bagues d'étanchéité utilisées dans le domaine des moteurs d'avions ont des possibilités
d'anplication dans d'autres domaines, les baaues d'étanchéi-
-2- té utilisées dans d'autres domaines n'ont pas toujours une utilité dans les moteurs d'avions. Par exemple, les bagues d'étanchéité ayant une section transversale radiale qui exige une dimension à la base aussi grande que la longueur orientée radialement de la section traversale exigent également une rainure d'étanchéité plus grande que les bagues d'étanchéité qui ont une dimension à la base plus étroite. Une rainure d'étanchéité plus grande exige une bride Plus grande. Lorsque la dimension de la bride augmente, le poids de la bride augmente. Ces joints d'étanchéité à large base sont indésirables pour des brides dans les moteurs d'avions parce que l'augmentation de poids augmente la quantité d'énergie consommée par le
moteur pour propulser l'avion. Les moteurs d'avion peu-
vent avoir une autre exigence en ce qui concerne les bagues d'étanchéité. Dans les moteurs d'avion la différence de pression entre la oression du fluide et la pression ambiante varie en fonction du temps. Par conséquent, des bagues d'étanchéité sont souhaitées qui exercent une force
d'étanchéité plus grande sous ces conditions de fonctionne-
ment du moteur qui Provoquent la Plus grande différence de
pression au travers des bagues d'étanchéité.
Selon la présente invention, une bague d'étanchéité en forme de coin disposée dans un espace qui
se rétrécit entre deux Parois qui convergent vers l'exté-
rieur sur des éléments adjacents du carter est déplacée
radialement entre les éléments sous l'effet de la dilata-
tion thermique pour développer une force d'étanchéité
latérale.
Une caractéristique principale de la présente invention est un raccord à bride comprenant une bague d'étanchéité diposée circonférentiellement. Le raccord
à bride comprend une maire de paroi convergeant vers l'ex-
térieur. Une autre caractéristique est la section trans-
versale sensiblement en forme de coin de la bague d'étan-
chéité. La bague d'étanchéité vue en section transversale comprend un sommet et une paire de surfaces s'étendant vers l'intérieur à partir du sommet. Dans un mode de réalisation, l'angle aigu entre les parois convergentes est un angle -3- d'environ 200 à environ 400 et l'angle aigu entre les surfaces de la bague est un angle d'environ 200 à environ
400. Dans un autre mode de réalisation, la bague d'étanché-
té a une longueur L orientée radialement, une base de dimension b et un bras écarté d'une distance Ro de l'axe de symétrie de telle façon que le rapport de R0 à la longueur L se situe dans l'intervalle de 70 à 170 et le rapport de la longueur à la dimension b de la base est supérieur ou égal à un et demi mais inférieur à trois et demi. Un avantage principal de la présente invention
est le gain du rendement du moteur qui résulte de l'obtu-
ration de la fuite des gaz du milieu de travail entre des structures adjacentes du carter. La force d'étanchéité entre la bague d'étanchéité et les brides sur la structure du carter augmente a cause de la dilatation thermique lorsque la bague d'étanchéité est chauffée. Un autre avantage est qu'on évite une perte de performance associée aux bagues d'étanchéité en forme de C parce que la dimendDn des brides ne doit sas être augmentée pour les adapter à la bague d'étanchéité en forme de coin dans la rainure d'étanchéité de la valeur exigée pour former une rainure d'étanchéité Douç une bague d'étanchéité en forme de.C développant une force d'étanchéité équivalente. Dans un mode de réalisation, la possibilité de désalignement de la bague d'étanchéité pendant l'assemblage du raccord à bride est réduite par la stabilité dimensionnelle de la bague d'étanchéité à l'état libre, qui résulte du rapport de la longueur radiale à la dimension de la base de la section
transversale de la bague d'étanchéité.
Ces buts et autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront plus apparents à la lumière
de la description détaillée suivante d'un mode de réalisa-
tion préféré décrit dans les dessins suivants o: La figure 1 est une vue en élévation latérale
simolifiée d'un moteur à turbine à gaz, une partie du car-
ter étant éclatée pour montrer le raccord à bride, la figure 2 est une vue en coupe transversale agrandie du raccord à brides -4- la figure 3 est une vue en coupe transversale agrandie d'une bague d'étanchéité, la figure 4 est une vue en perspective de la bague d'étanchéité représentée dans la figure 2, non mise
en place.
/ la figure 5 est une représentation graphique
des forces d'étanchéité normalisées en fonction de la réduc-
tion normalisée de la dimension b de la base, d'une base de bague d'étanchéité pour une bague d'étanchéité non mise en place, pour une bague d'étanchéité mise en place et pour une bague d'étanchéité pendant le fonctionnement du moteur. Un turbo-moteur à ventilateur selon l'invention est représenté dans la figure 1. Le moteur représenté comprend un axe de rotation R. Lès sections principales du moteur sont une section de compression 10, une section de combustion 12, et une section turbine 14. Un Passage 16 annulaire du flux pour les gaz chauds du milieu de travail est disposé axialement au travers du moteur. Uin assemblage de stator 18 disposé axialement dans le moteur est relié
au passage du flux pour les gaz du milieu de travail.
L'assemblage de stator comporte un raccord à bride 20 dans
la section turbine.
Comme on peut le voir dans les figures 1 et 2, le raccord à bride 20 est disposé circonférentiellement autour du moteur et est formé d'au moins deux structures cylindriques de carter, tels que le carter 22 en amont,
la bague 24 en amont et le carter 26 en aval. Une plurali-
té de trous 28 disposés au travers du raccord à bride adap-
tent celui-ci pour recevoir une Pluralité de boulons et écrous 30. Les boulons et écrous maintiennent la bague en
amont et le carter en aval en contact l'un contre l'autre.
Chaque structure de carter a le même coefficient de dilata-
tion thermique X c. Comme on le comprendra aisément, chaque structure de carter peut avoir un coefficient de dilatation
thermique différent.
Comme on Peut le voir dans la figure 2, le rac-
cord à bride 20 comorend une paire de parois convergeant vers l'extérieur, telles qu'une paroi 32 et une paroi 34. La oaroi 32 est dans l'extrémité de la bague en amont 24. La paroi 34 est à l'extrémité du carter en aval 26. lin angle e est l'angle aigu entre les Parois convergentes. Les parois convergentes ensemble forment une rainure 36 disno- sée circonférentiellement entre les structures 24, 26 du carter. La rainure est une rainure qui se rétrécit
parce que les parois convergent l'une vers l'autre.
Une bague d'étanchéité 38 est disposée
dans la rainure 36 et est Positionnée circonférentielle-
ment. La bague d'étanchéité n'est pas segmentée et repose librement. La bague d'étanchéité comprend une lèvre 40 s'étendant vers l'intérieur. tJne bague de support 42 comrrend une lèvre 44 qui s'étend vers l'extérieur. La paroi 32, la paroi 34 et la bague de support 42 coopèrent pour piéger la bague d'étanchéité dans les directions radiale et axiale. La bague d'étanchéité a un coefficient de dilatation thermique E Les traits interrompus dans s la rainure montrent la position vers laquelle la bague d'étanchéité s'est déplacée pendant le fonctionnement du moteur. Les traits interrompus à l'extérieur de la rainure montrent la bague d'étanchéité avant l'assemblage
du raccord à bride.
Comme*on Peut le voir dans les figures 2 et 3, la bague d'étanchéité 38 a une section transversale radiale 48 qui a la forme d'un coin. La section transversale comorend un sommet 50. Une première surface 52 s'étend vers l'intérieur à partir du sommet. Une seconde surface 54 s'étend vers l'intérieur à partir
du sommet et diverge de la Première surface vers l'in-
térieur. Uin angle 8' est l'angle aigu entre les deux surfaces. Ces surfaces peuvent être enduites d'une manière
à faible tension de fluage telle que l'argent pour augmen-
ter la capacité d'étanchéité de la bague d'étanchéité Comme on le comprendra, la section transversale de la bague d'étanchéité Peut être solide ou creuse. Dans le mode de réalisation représenté, la section transversale de la bague d'étanchéité est creuse, et est formée d'une matière ayant 6- une épaisseur t. Un premier bras 56 et un second bras 58 s'étendent vers l'intérieur à partir du sommet. La livre est jointe au second bras. La première surface se trouve sur le premier bras. La seconde surface se trouve sur le second bras. L'angle entre ces bras est approximativement
l'angle O' entre les surfaces sur la bague d'étanchéité.
La section transversale en forme de coin 48 a
une surface de symétrie C circonférentielle écartée de ma-
nière égale de la première surface 54 et de la seconde surface 56. La section transversale a une longueur L orientée radialement, mesurée le long de la surface C. La section transversale comprend une base 58 ayant une dimension de base b. La dimension de base b est mesurée le long d'une ligne perpendiculaire à la surface C à la partie la plus large de la section transversale de la bague d'étanchéité dans la rainure d'étancheit . Etant donné que le premier bras 56 a une partie courbée 62 et le second bras 58 a une nartie courbée 64, la dimension de la base est mesurée entre ces deux parties courbées à leur surface
de contact avec les parois 32, 34 et la surface C. La dimen-
sion de la base de la bague d'étanchéité à l'état non mis en place est bu, une valeur plus grande que la dimension de la base de la bague d'étanchéité mise en place b.. Ainsi qu'on
le comprendra, dans d'autres modes de réalisation, la dimen-
sion bu de la base Peut être égale à la dimension bi de la base. En fonctionnement, la dimension de la base b diminue
jusqu'à bo.
La figure 4 est une vue en perspective simpli-
fiée d'une bague d'étanchéité 42, une partie de la boucle complète étant enlevée pour montrer la section transersale 48. La bague d'étanchéité comprend un axe de symétrie A. Une distance Ro est la distance depuis l'axe de symétrie au bras 56 de la bague d'étanchéité. Dans le mode de réalisation représenté, la bague d'étanchéité est circulaire avec un rayon constant R0. La bague d'étanchéité pourrait avoir toute surface courbée telle qu'une ellipse ou autre structure continue circonférentielle ayant une section
transversale en forme de coin.
La dilatation thermique relative entre la -7- bague d'étanchéité 38 et les structures 24, 26 du carter augmente la force d'étanchéité exercée par la bague d'étanchéité. La force d'étanchéité augmente lorsque la distance R0 augmente et diminue lorsque la longueur L orientée radialement augmente. Un intervalle recommande pour le rapDort de la distance 0 à la longueur L est un intervalle d'environ 75 à environ 170 (75%4 Ro 170). Lorsqte
ce rapport approche de la limite inférieure de l'inter-
valle, la valeur de la dilatation thermique de la bague et la force d'étanchéité sont plus petits qu'à la limite
supérieure de l'intervalle. A la limite supérieure de l'in-
tervalle, la dilatation thermique est supérieure mais la stabilité dimensionnelle de la bague à l'état libre est réduite et la bague peut être susceptible de rouler. Par rouler on définit la tendance de la bague de tourner de l'intérieur vers l'extérieur en réponse à des forces externes. Ce phénomène est décrit dans la publication de Roark et Young "Formulas for Stress and Strain, McGraw Hill Book Company (Cinquième Edition, 1975), page 384". La
bague d'étanchéité doit avoir une rigidité axiale suffi-
sante de sorte qu'elle ne roule pas pendant l'assemblage.
Cependant la sectiDn transversale radiale de la bague d'étanchéité doit avoir un Profil étroit pour réduire au minimum l'impact de la dimension de la base bi sur la
largeur de la rainure et donc sur la dimension de la bride.
Le profil étroit et les considérations sur le phénomène de roulage suggèrent un rapport de longueur L à la dimension bu de la base dans un intervalle d'environ 1,5 à environ 3,5 (1,5 T. < S 3,5). En outre, la bague d'étanchéité doit bu Drésenter une flexibilité Pour s'adapter à la déformation
axiale lorsque le joint d'étanchéité se dilate vers l'ex-
térieur et se contracte vers l'intérieur en réponse à la dilatation thermique et Pourtant doit avoir une flexibilité de ressort raisonnablement élevée pour garantir que la force
d'étanchéité due à la dilatation thermique est adéquate.
Il est recommandé que l'angle aigu f' entre les surfaces
de la bague d'étanchéité se situe dans un interva3e d'envi-
ron 200 a environ 400 (200 4 0 '4 400) Il est recommandé que l'angle 8. entreles Parois convergeant vers l'extérieur se situe dans un intervalle d'environ 200 à environ 400 (200 Z e t 400) Avec un angle inférieur à 200 la bague d'étan- chéité commence à agir comme une plaque plate et la force d'étanchéité tombe rapidement avec la compression. Les angles au- delà de 400 ont pour effet que la bague d'étanchéité subit une grande compression à la base pour une dilatation radiale relativement faible. En outre, la dimension de la base est grande pour la force d'étanchéité développée ce qui nuit au poids de la bride. Ainsi qu'on le comprendra, malgré les recommandations ci-dessus, des combinaisons efficaces peuvent résulter de structures tombant en-dehors de ces intervalles lorsqu'une ou plusieurs des considérations
ci-dessus ne sont pas d'importance primordiale.
Une bague d'étanchéité satisfaisante 38 est formée en un alliage de métal AMS (Aérospace Materials Specification) 5596 disposé dans une rainure d'étanchéité formée par deux structures cylindriques de carter formées en un alliage AMS 5707. Le coefficient de dilatation thermique
de l'alliage AMS 5596 est i = 14,76 x 10z6iii Le coeffi-
s cm C cient de dilatation thermique de l'alliage AMS 5707 et P(c = 13,86 x 10 60E. La bague d'étanchéité particulière a une épaisseur t de 0,1524 mm, une dimension de la base b égale à 2,54 mm et une longueur L orientée radialement égale à 4,064 mm. Le ranport de la dimension R à la longueur
L orientée radialement est d'environ 130 (<Ro 4 130). L'appro-
ximation est due à des tolérances sur la diLension Ro qui est d'environ 51,61 cm. Le rapport de la longueur L orientée radialement à la base est de 1,6 (L = 1,6). Un tel joint b -,6.Utejon est comprimé d'environ 20% de la dimension de la base bu
après assemblage.
En fonctionnement d'un moteur à turbine à gaz les gaz du milieu de travail passent le long du parcours
annulaire 16 du flux vers l'intéi:eur des structures cylin-
driques du carter, telles que la bague en amont 24 et le carter en aval 26. Une nartie des gaz du milieu de travail trouve son chemin dans la rainure 36 entre la bague en amont et le carter en aval et trouve son. chemin autour de la bague -9-
d'étanchéité 38. Cette fuite diminue le rendement du moteur.
Lorsque les gaz qui s'échappent cassent dans la rainure 36, les gaz chauffent le carter en amont 22, la bague en amont 24 et le carter en aval 26. Le raccord à bride 20 formé par ces structures est refroidi Dar irradiation et convection
vers l'atmosphère ambiante, externe par rapport aux structu-
res du carter. Un gradient de température est établi dans la bride. La température à l'intérieur de la bride est plus grande que la température à l'extérieur de la bride. En
conséquence de l'augmentation de la température, les struc-
tures du carter.et la bride se dilatent vers l'extérieur en s'écartant de l'axe de rotation R. La bague d'étanchéité est en contact avec la partie interne de la bague en amont et la Partie interne du carter en aval. La bague, qui autrement est écartée de ces structures, autrement n'est pas
génée contre un mouvement vers l'extérieur dans la rainure.
La bague d'étanchéité, en contact intime avec les gaz chauds du milieu de travail, reçoit de la chaleur de ces gaz. La bague perd une petite partie de la chaleur par conduction vers la bague en amont et le carter en aval par contact surface à surface avec les parties courbées 62,64 des bras
56,58. Le gain de chaleur a pour effet que la bague d'étan-
chéité, atteint une température active qui est d'environ 55,60C supérieure à la telPnérature moyenne de la structure du carter Pendant le décollage au niveau de la mer. Les
différences de températures et les différences de la dilata-
tion thermique entre la bague d'étanchéité et les structu-
res du carter ont pour effet que la bague d'étanchéité se déplace vers l'extérieur par rapport au carter, comprimant
la base jusqu'à b0 comme on peut le voir dans la figure 2.
Du fait de cette compression, la force d'étanchéité augmente.
Il est important de réduire au minimum l'aire de contact entre la bague et le carter dans des situations telles que celles o les coefficients de dilatation thermique ne diff"rent pas fortement. Sinon, la différence de température
entre la bague d'étanchéité et le carter est réduite provo-
quant une dilatation plus petite de la bague d'étanchéité et une augmentation Plus petite de la force d'étanchéité Le changement de la force d'étanchéité, aux
- 10 -
surfaces en contact entre la base d'étanchéité 38 et les structures du carter, en supposant un contact surface à
surface, est représenté graphinuement dans la figure 5.
L'axe vertical de Ja figure 5 stla force d'étanchéité normalisée, définie comme étant le rapport de la force d'étanchéité Pendant le fonctionnement F. divisé par la force d'étanchéité lors de la mise en place Fi. La diminution normalisée 6b de la dimension de la base b est représentée le long de l'axe horizontal. La diminution de la dimension de la base est 0 à l'état non mis en place lorsque la dimension de la base est égale à b0. Lors de la mise en place, lorsque la dimension de la base est bu, le pourcentage de diminution de la dimension de la base est bu - bi divisé par bu fois 100%, bu -bi x 100%). Pendant u le décollage au niveau de la mer, la dimension de la base
a diminué davantage depuis bu jusqu'à bo.
Comme on peut le voir dans la figure 5, une augmentation de 45% de la force d'étanchéité résulte
d'une dilatation thermique relative entre la bague d'étan-
chéité et les structures cvlindriques du carter. Dans la Position déplacée, la bague s'est dilatée vers l'extérieur d'une distance par raoport aux structures du carter qui est légèrement supérieure à 10% de la longueur L orientée radialement de la section tranversale pour une différence
de température de 100 degrés. La différence de la crois-
sance thermique a lieu oarce que les structures cylindriques du carter perdent de la chaleur vers l'environnement Dar convection et irradiation et Darce que le coefficient de dilatation thermique de la matière d'étanchéité as est supérieur au coefficient de dilatation thermique des
structures du carter. La bague d'étanchéité a une anpli-
cabilité dans toute construction o il est souhaitable de boucher une fuite entre deux fluides et o la structure est d'un type qui peut être adapté à subir une dilatation thermique relative entre la bague d'étanchéité et les
brides. La bague d'étanchéité est particulièrement appli-
cable dans des moteurs à turbine à gaz à cause de la dimension étroite de la base par comparaison aux bagues
- il -
d'étanchéité en forme de C qui présentent la même force d'étanchéité. Une bague d'étanbhéité avant une dimension
de base large b exige des brides plus grandes avec augmen-
tation associée du pdds du moteur et augmentation associée
de la perte de performance pour le moteur de l'avion.
En outre, la pression et la température des gaz du milieu de travail dans les moteurs à turbine à gaz varient ensemble dans le même sens, c'est-àdire lorsque la Pression des gaz du milieu de travail augmentela température augmente également. Lorsque la différence de pression entre les gaz du milieu de travail et l'atmosphère ambiante augmente, le taux de fuite pour une source de fuite donnée
augmente. Lorsque la température augmente, la bague d'étan-
chéité 38 se dilate par rapport aux structures du carter et la bague d'étanchéité exerce une force d'étanchéité supérieure contre la structure adjacente. Par conséquent lorsqu'il se produit une nécessité pour une augmentation de la force d'étanchéité, une étanchéité accrue est obtenue
avec la bague d'étanchéité.
Bien entendu diverses modifications peuvent
être anportées par l'homme de l'art aux joints d'étanchéi-
té qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples
non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention.
- 12 -

Claims (9)

Revendications:
1. Raccord à bride pour joindre les extrémités de deux structures cylindriques de carter caractérisé en ce que le perfectionnement consiste en une partie de Paroi (32,34) convergeant vers l'extérieur, une de chaque côté des extrémités cylindriques du carter en formant une rainure (36) disposée circonférentiellement entre les structures (24,26) du carter, une bague d'étanchéité (38) ayant une section transversale (48) sensiblement enforme de coin disposée dans cette rainure, (36) cette bague d'étanchéité (38) pouvant glisser dans la direction vers l'extérieur le long des Parois convergentes (32,34) de la rainure (36) en r6monse à la température croissante provoquant une force d'étanchéité de compression contre la section transversale (48) en forme de coin de la bague d'étanchéité
2. Raccord à bride selon la revendication 1, carac-
térisé en ce.que la section transversale (48) de la bague d'étanchéité (38) a une longueur L et en ce que le moyen d'étanchéité se déplace vers l'extérieur par raPnort aux structures du carter sur une distance supérieure à un dixième de L pour une différence de température de 55,60C entre le moyen d'étanchéité et la température moyenne
des structures cylindriques (22!24,26) du carter.
3. Raccord à bride selon la revendication 1, caractérisé en ce que les extérieurs des structures (22,26) sont disposés dans un fluide et refroidis par convection
et irradiation.
4. Raccord à bride selon la revendication 1, caractérisé en ce que le coefficient de dilatation thermique
du moyen d'étanchéité est supérieur au coefficient de dila-
tation thermique du carter cylindrique.
5. Raccord à bride selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle & est un angle aigu entre les Parois convergentes (32,34)et cet anale se situe dans un intervalle entre 20 et 400 (20OZ6 Ok400) et la section transversale (48) du moyen d'étanchéité comporte un sommet, (50) une nremiAre surface (52) s'étendant vers l'intérieur à Partir du sommet, une seconde surface (54) s'étendant vers l'intérieur à Partir du sommet,
- 13 -
la seconde surface (54) formant un angle bar rapport à la premiere surface (50) selon un angle aigu 1' qui se situe dans un intervalle entre 20 0 et 400 (20 -e 8 40 ).
6. Raccord à bride selon la revendication 5, carac-
térisé en ce que la bague d'étanchéité (38) a un axe de symétrie A, la partie interne de la bague d'étanchéité (38) est à une distance R de l'axe de symétrie A, la section transversale de la bague d'étanchéité (38) a une longueur L orientée radialement, une dimension b de la base, et est formée de deux bras (56,58) s'étendant vers l'intérieur à partir du sommet (50), lesquels divergent vers l'intérieur,
le rapport de Ro à la longueur L se situant dans un inter-
valle de 75 à 170 (75 C Ro 4170), et le rapport de la L-- longueur L à la dimension b de la base étant supérieur ou égal à un et demi et inférieur ou égal à trois et demi (1,5 t L!! 3,0)
7. Structure de stator selon la revendication 5, caractérisée en ce que la dimension de la base a une valeur bu à l'état non mis en place, une valeur bi dans un état mis en Place et la valeur bu est supérieure à la vaneur bi (bu>bi).
8. Pour une machine rotative à flux axial du type comprenant un parcours annulaire du flux du milieu de travail raccordé à une structure de stator et une seconde structure de stator la seconde structure de stator étant i écartée radialement de la nremière structure de stator et comprenant des brides disposées circonférentiellement en contact bout à bout, une structure de stator Derfectionnée caractérisée en ce qu'elle comorend une première bride (24), une seconde bride (26) écartée de la première bride (24)
en laissant une rainure (36) entr'elles s'étendant circonfé-
rentiellement autour des brides et qui se ressert dans la direction vers l'extérieur et est en communication avec les gaz d'un parcours du flux de gaz, une bague d'étanchéité (38)
ayant une section transversale (48) en forme de coin disoo-
sée circonf6rentiellement dans la rainure, (36) la section transversale ayant une base b qui est adaptée pour engager les brides, le moyen d'étanchéité (38) étant adapté pour ne
- 14 -
Das être autrement gêné contre un mouvement vers l'ex-
térieur dans la rainure (36), la bague d'étanchéité (38) en forme de coin étant déplacé dans la direction vers l'extérieur dans la rainure (36) en coin par la dilatation thermique pour comprimer la base du moyen d'étanchéité en créant une force d'étanchéité entre le
moyen d'étanchéité et les brides.
9. Dans une machine rotative a flux axial du
tyDe comprenant des brides disposées circonf.rentielle-
ment et écartées l'une de l'autre pour former une rainu-
re qui adapte ces brides à recevoir une bague d'étanchéi-
té, caractérisée par le perfectionnement qui consiste
en une bague d'étanchéité (38) disposée circonfêrentielle-
ment autour d'un axe de symétrie, la bague d'étanchéité (38) ayant une section transversale radiale (48) en forme de coin formée par un sommet (50) et une paire de bras divergents (56,58) s'étendant vers l'intérieur à partir du sommet et divergeant %Fers l'intérieur l'un de l'autre selon un angle aigu, chaque bras radial ayant une surface (53,54), et l'angle aigu e est l'angle entre ces surfaces, chaque bras radial étant écarté d'une distance Ro de l'axe A et la section transversale (48) en forme de coip ayant une longueur L orientée radialement et une dimension b de la base, et le rapport de la distance Ro à la longueur L se situant dans un intervalle d'environ 75 à environ 170 (75 Ro _1l70), le ranport L-- de la longueur L à la dimension b de la base se situant dans un intervalle de un et demi à trois et demi
(1,5, C3,5), et l'angle aigu 8' se situant dans un in-
u
tervalle de 200 à 400.
FR8120382A 1980-11-14 1981-10-30 Joint d'etancheite en forme de coin pour raccord a bride Expired FR2494376B1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/207,498 US4336943A (en) 1980-11-14 1980-11-14 Wedge-shaped seal for flanged joints

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2494376A1 true FR2494376A1 (fr) 1982-05-21
FR2494376B1 FR2494376B1 (fr) 1986-03-07

Family

ID=22770828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR8120382A Expired FR2494376B1 (fr) 1980-11-14 1981-10-30 Joint d'etancheite en forme de coin pour raccord a bride

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4336943A (fr)
JP (1) JPS57110891A (fr)
CA (1) CA1163928A (fr)
DE (1) DE3144463A1 (fr)
FR (1) FR2494376B1 (fr)
GB (1) GB2087501B (fr)
IT (1) IT1139728B (fr)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4336943A (en) * 1980-11-14 1982-06-29 United Technologies Corporation Wedge-shaped seal for flanged joints
US4457523A (en) * 1982-10-29 1984-07-03 Pressure Science Incorporated Torsionally flexible metallic annular seal
US4477086A (en) * 1982-11-01 1984-10-16 United Technologies Corporation Seal ring with slidable inner element bridging circumferential gap
US4813692A (en) * 1987-01-22 1989-03-21 Eg&G Pressure Science, Inc. Pressure balanced S-seal
US4859143A (en) * 1987-07-08 1989-08-22 United Technologies Corporation Stiffening ring for a stator assembly of an axial flow rotary machine
US5253875A (en) * 1988-12-22 1993-10-19 General Electric Company Method for sealing a high pressure section of a gas turbine casing
US5076591A (en) * 1988-12-22 1991-12-31 General Electric Company Gas leakage seal
GB2250324A (en) * 1990-11-05 1992-06-03 Nicholson Seals Ltd Seal
US5899282A (en) * 1991-12-10 1999-05-04 Brussmann; Dietmar Deep-drilling apparatus with hydrostatic coupling
US5813674A (en) * 1993-08-10 1998-09-29 United Technologies Corporation Reverse pressure tolerant seal means
FR2743612A1 (fr) * 1996-01-15 1997-07-18 Commissariat Energie Atomique Joint d'etancheite a levres metalliques
JP3462695B2 (ja) * 1997-03-12 2003-11-05 三菱重工業株式会社 ガスタービン動翼シール板
DE19711526C1 (de) * 1997-03-19 1998-05-28 Siemens Ag Ansaugkanalverbindung einer Gasturbine
US6568692B2 (en) * 2001-03-02 2003-05-27 Honeywell International, Inc. Low stress seal
US6659472B2 (en) * 2001-12-28 2003-12-09 General Electric Company Seal for gas turbine nozzle and shroud interface
US6648333B2 (en) * 2001-12-28 2003-11-18 General Electric Company Method of forming and installing a seal
US6752592B2 (en) 2001-12-28 2004-06-22 General Electric Company Supplemental seal for the chordal hinge seals in a gas turbine
GB0228748D0 (en) * 2002-12-10 2003-01-15 Alstom Switzerland Ltd Sealing arrangement
US7789397B2 (en) * 2003-07-29 2010-09-07 American Seal And Engineering Company, Inc. Metallic seal
US6983940B2 (en) * 2003-07-29 2006-01-10 American Seal And Engineering Company, Inc. Metallic seal
FR2868119B1 (fr) * 2004-03-26 2006-06-16 Snecma Moteurs Sa Joint d'etancheite entre les carters interieurs et exterieurs d'une section de turboreacteur
EP3073164B1 (fr) * 2005-01-28 2019-07-10 American Seal and Engineering Company, Inc. Joint d'étanchéité élastique
US20130134678A1 (en) * 2011-11-29 2013-05-30 General Electric Company Shim seal assemblies and assembly methods for stationary components of rotary machines
US9611712B2 (en) * 2012-02-09 2017-04-04 Onesubsea Ip Uk Limited Lip seal
CN106460558B (zh) * 2014-04-02 2018-05-15 通用电气公司 用于密封涡轮组件的设备和方法
US10443419B2 (en) 2015-04-30 2019-10-15 Rolls-Royce North American Technologies Inc. Seal for a gas turbine engine assembly
US10487943B2 (en) 2016-07-12 2019-11-26 United Technologies Corporation Multi-ply seal ring
EP3361127B1 (fr) * 2017-02-09 2020-04-15 MANN+HUMMEL GmbH Élément de raccordement entre un connecteur et une fiche
ES2760550T3 (es) * 2017-04-07 2020-05-14 MTU Aero Engines AG Disposición de junta para una turbina de gas

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1378776A (fr) * 1964-01-09 1964-11-13 Btr Industries Ltd Joint d'étanchéité
US3520544A (en) * 1968-11-06 1970-07-14 Pressure Science Inc Y-ring seal
US3971566A (en) * 1972-03-29 1976-07-27 Raychem Corporation Hydraulic sealing member and process
GB2062768A (en) * 1979-11-01 1981-05-28 United Technologies Corp Gas turbine cooling air passage seal

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1132086A (en) * 1913-01-27 1915-03-16 John N Goodall Pipe-coupling.
US1965273A (en) * 1926-04-24 1934-07-03 Wilson Rings Company Sealing and locking device
US2863679A (en) * 1954-09-10 1958-12-09 Calvin D Dunbar Pipe joint having opposed packing grooves and sealing means therefor
US2878041A (en) * 1954-09-30 1959-03-17 James C Hobbs Clamped flange joint with means for maintaining a fluid seal under varying temperature conditions
US3042367A (en) * 1958-07-17 1962-07-03 Gen Motors Corp Fluid seal
US3240501A (en) * 1964-04-17 1966-03-15 Smith Douglas Gastight gasket joint
US3575432A (en) * 1969-10-08 1971-04-20 Pressure Science Inc Sealing ring
US3758123A (en) * 1970-02-19 1973-09-11 Parker Hannifin Corp Omega seal
US3797836A (en) * 1971-09-07 1974-03-19 Pressure Science Inc Sealing ring
JPS4946362U (fr) * 1972-07-24 1974-04-23
US3857572A (en) * 1973-10-18 1974-12-31 Pressure Science Inc E-ring seal assembly
JPS549214U (fr) * 1977-06-21 1979-01-22
US4184689A (en) * 1978-10-02 1980-01-22 United Technologies Corporation Seal structure for an axial flow rotary machine
US4336943A (en) * 1980-11-14 1982-06-29 United Technologies Corporation Wedge-shaped seal for flanged joints

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1378776A (fr) * 1964-01-09 1964-11-13 Btr Industries Ltd Joint d'étanchéité
US3520544A (en) * 1968-11-06 1970-07-14 Pressure Science Inc Y-ring seal
US3971566A (en) * 1972-03-29 1976-07-27 Raychem Corporation Hydraulic sealing member and process
GB2062768A (en) * 1979-11-01 1981-05-28 United Technologies Corp Gas turbine cooling air passage seal

Also Published As

Publication number Publication date
CA1163928A (fr) 1984-03-20
JPH0315069B2 (fr) 1991-02-28
IT8125061A0 (it) 1981-11-13
IT1139728B (it) 1986-09-24
DE3144463A1 (de) 1982-06-24
GB2087501B (en) 1984-07-18
FR2494376B1 (fr) 1986-03-07
DE3144463C2 (fr) 1992-08-20
JPS57110891A (en) 1982-07-09
US4336943A (en) 1982-06-29
GB2087501A (en) 1982-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2494376A1 (fr) Joint d&#39;etancheite en forme de coin pour raccord a bride
EP3473806B1 (fr) Carter pour turbomachine comprenant une portion centrale en saillie relativement à deux portions latérales dans une région de jonction
EP1965027B1 (fr) Turbine haute-pression d&#39;une turbomachine
EP2009333B1 (fr) Joint à brosse dynamique
EP1265034B1 (fr) Accrochage de chambre de combustion CMC de turbomachine par pattes brasées
FR2825784A1 (fr) Accrochage de chambre de combustion cmc de turbomachine utilisant les trous de dilution
FR2674930A1 (fr) Assemblage de bague d&#39;etancheite stationnaire destine a etre utilise dans des assemblages de joints a gaz a face seche.
EP1265035B1 (fr) Liaison de chambre de combustion CMC de turbomachine en deux parties
FR2897417A1 (fr) Chambre de combustion annulaire d&#39;une turbomachine
FR2897418A1 (fr) Chambre de combustion annulaire d&#39;une turbomachine
WO2010043778A1 (fr) Etanchéité entre une chambre de combustion et un distributeur de turbine dans une turbomachine
FR2510220A1 (fr) Joint d&#39;etancheite
FR2825780A1 (fr) Architecure de chambre de combustion de turbomachine en materiau a matrice ceramique
FR2922589A1 (fr) Controle du jeu en sommet d&#39;aubes dans une turbine haute-pression de turbomachine
FR3093128A1 (fr) Carter de turbomachine
FR2883599A1 (fr) Dispositif de liaison entre une enceinte de passage d&#39;air de refroidissement et un aubage de distributeur dans une turbomachine
CA2577595A1 (fr) Paroi transversale de chambre de combustion munie de trous de multiperforation
WO2020089540A1 (fr) Secteur d&#39;anneau de turbine a languettes d&#39;etancheite refroidies
FR2550275A1 (fr)
FR2482661A1 (fr) Assemblage directeur d&#39;ecoulement pour une turbine a gaz
FR2825778A1 (fr) Liaison coulissante entre un systeme d&#39;injection d&#39;une chambre de combustion et un fond de cette chambre de combustion
FR2860041A1 (fr) Realisation de l&#39;etancheite dans un turboreacteur pour le prelevement cabine par tube a double rotule
EP0657624B1 (fr) Paroi de turbomachine comprenant un corps d&#39;étanchéité
EP0018892A1 (fr) Dispositif d&#39;étanchéité entre deux éléments de turbomachine
FR2543219A1 (fr) Assemblage de stator pouvant etre refroidi pour une turbine a gaz