具有径向带密封件的旋流机械的叶片制造技术

本发明专利技术涉及具有径向带密封件的旋流机械的叶片。本发明专利技术涉及旋流机械的叶片，该叶片包括：翼型件，其具有沿着后缘和前缘彼此连结的吸力表面和压力表面、径向向外指向的翼型件末梢和径向向内指向的端部，该端部连结内部平台，该内部平台将翼型件连接至翼型件的径向端部处的柄；并且提供至少一个柄窝，其由平台的轴向地延伸的部分和至少一个径向地延伸的边缘径向地包围，该边缘从柄的后缘侧延伸且具有用于接纳密封件的基本径向地定向的第一槽道；和从所述柄窝径向向内延伸的安装件。其特征在于，所述第一槽道在沿轴向方向定向的柄表面上具有第一孔。

【技术实现步骤摘要】
具有径向带密封件的旋流机械的叶片
本专利技术涉及旋流机械的叶片。叶片包括:翼型件，其具有沿着后缘和前缘连结在一起的吸力表面和压力表面、径向向外延伸的翼型件末梢、和径向向内延伸的端部，该端部连结内部平台，该内部平台将翼型件连接至位于翼型件的径向端部处的柄。柄包括至少一个柄窝(shank pocket)，该柄窝的径向向外延伸的点由轴向地延伸的平台的一部分包围。至少一个径向地延伸的边缘从柄的后缘侧延伸，并且，具有径向地定向的槽道以用于接纳密封件。安装件从柄窝径向向内延伸。
技术介绍
旋流机械(诸如压缩机单元或燃气涡轮布置的涡轮级)的叶片典型地周向地布置于多个轴向地排序的转子叶轮上。各个叶片的平台界定旋流机械的工作通道，该工作通道在涡轮级的情况下为热气通道，在此从上游燃烧器排出的热气膨胀且将动能转化成旋转机械能。为了冷却涡轮构件，特别是燃烧器下游的热气路径中的那些构件，典型地从轴向涡轮的压缩机单元提取高度压缩的空气。需要冷却空气来将涡轮构件的温度维持在用于操作的可接受的水平，但付出总体涡轮效率和输出的代价。因此，减少来自涡轮构件的任何冷却流泄漏是重要的。 在各个叶片的平台的径向内侧的转子叶轮的共同叶片排中的相邻叶片之间的区典型地被称为柄窝。典型地，旋转叶片与各个柄窝的轴向前方和后方的轴向地相邻的固定构件之间的腔在不同压力下操作，以允许穿过相邻旋转叶片之间的移动和膨胀所需的间隙从高压腔至低压腔的自然流体流动。这些间隙中的各个具有用于使冷却流从叶片的柄区域漏出的大的泄漏路径。冷却效率还可能由于热气从热气路径进入柄区域中而被削弱。 文献EP 2 584 151 A2公开了一种用于涡轮转子叶片的密封系统，该涡轮转子叶片具有至少一个柄窝，该柄窝由平台的轴向地延伸的一部分径向向外包围。从柄的后缘侧延伸的至少一个径向地指向的边缘具有径向地定向的第一槽道以用于接纳密封件。密封件可以是带密封件，包括臂部分和钩部分，其中，臂部分和钩部分在形状方面设置为与槽道配合，使得槽道约束密封件的移动，其中，密封件的尺寸充分地阻止冷却流穿过柄窝泄漏。而且，公开了界定第一和第二叶片的柄部分的带状密封件，其具有充分地阻止冷却流穿过柄窝而泄漏的宽度。 在文献US 2012/0237352 A中公开了用于涡轮叶片的另一密封布置。该密封布置包括转子叶轮上的两个周向地相邻布置的叶片，该叶片具有封闭的基本径向地定向的沟槽。该沟槽具有至少一个径向密封销，该径向密封销具有基本均匀的圆形截面。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供增强的密封布置，以用于制约通过旋流机械的两个相邻的周向地布置的叶片的柄之间的泄漏间隙的泄流。另一目标是简化将密封件引入两个邻近的柄之间的槽道中所需的组装工作。 这些目标通过独立权利要求1和13中的特征的总和而实现。在从属权利要求中以及在下列说明中提到的优选实施例中额外地提供有利的实施例。 有创造力地，旋流机械的叶片包括:翼型件，其具有沿着后缘和前缘连结在一起的吸力表面和压力表面、径向向外指向的翼型件末梢和径向向内指向的端部，该端部连结内部平台，该内部平台将翼型件连接至翼型件的径向端部处的柄；且还具有至少一个柄窝，该柄窝由平台的轴向地延伸的部分沿径向向外的方向包围。从柄的后缘侧延伸的至少一个径向地延伸的边缘具有径向地定向的槽道以用于接纳密封件，且具有从所述柄窝径向向内延伸的安装件。叶片的特征在于，柄在沿轴向方向定向的柄表面上具有孔。 柄的轴向地面向的表面即使在安装状态(即全部叶片圆周地组装在转子叶轮中)下也能够自由地进入。专利技术性的构思建立如下可能性的基础:在通过将各个叶片的安装件插入转子叶轮中的对应地成形的凹口中来将至少两个邻近的叶片(优选为全部叶片)组装到转子叶轮上之后，插入密封件。 在完全地安装全部叶片之后，随后将密封件引入槽道中，这简化安装并减少与旋流机械的组装工作相关联的安装时间。 在优选实施例中，各个叶片的柄具有第二槽道，该第二槽道在边缘的相反的表面上具有孔。第二槽道和孔优选地具有与至少一个径向地指向的边缘中的槽道和孔相同的尺寸和形状。在组装状态下，两个邻近的叶片的柄彼此邻接，使得两个邻接的叶片中的一个的至少一个边缘中的槽道和孔与另一叶片的第二槽道和孔径向且轴向地对准。对准的槽道形成腔，该腔具有径向地定向的纵向延伸部分，其优选地具有矩形截面，该矩形截面具有定义矩形腔的宽度的周向定向矩形侧面。以该方式，两个孔互补，以便形成共同的进入开口，在组装叶片之后，可以将带状密封件通过该进入开口接纳至矩形腔中。 优选地，接纳于矩形腔中的带状密封件由耐热材料制成，最优选地具有与矩形腔的径向延伸部分和宽度分别对应的长度和宽度。在其他方面中，密封件的形状和尺寸对应于在以下例示实施例中更详细地描述的槽道的个别布置。 在所有情况下，柄中的槽道的孔和进入开口的相关联位置径向地布置在叶片的平台与安装件之间。优选地，基本径向地定向的槽道的孔布置在槽道的径向外端处，即，孔定位成径向地进入叶片的平台。该定位使得能够穿过已组装的叶片的进入开口容易地插入带状密封件。 在密封件引入矩形腔中之后，必须采取预防措施来避免带状密封件由于操作离心力和轴向力而穿过进入开口脱离。为了克服该问题，在优选实施例中，至少一个径向地指向的边缘中的槽道为沟槽形凹口，其具有以鼻状轮廓轴向地界定的径向向外端部，该鼻状轮廓使径向向外端部和槽道与孔分隔开。 用于叶片的柄中的径向密封槽道的所描述的新设计允许在围绕转子叶轮组装叶片之后插入密封带。参考附图，描述用于实现槽道和带密封件的若干个不同实施例。 现在将描述如下备选专利技术性构思:将密封件插入叶片的柄中的基本径向地指向的槽道中，以用于减少或削弱穿过间隙的泄流，该间隙在待组装在旋转叶轮的一个周向排中的两个相邻的叶片的柄之间。 与先前讨论的密封件布置(其允许在将叶片完全地组装在旋转叶轮上之后插入带状密封件)不同，另一个实施例允许在叶片组装期间对槽道装入密封件的更容易的方式。此外，该实施例具有由两个邻近的叶片的柄界定的槽道内的密封件的准确自对准。 在已知的布置中，旋流机械的叶片包括:翼型件，其具有沿着后缘和前缘连结在一起的吸力表面和压力表面、径向向外指向的翼型件末梢和径向向内指向的端部，该端部连结内部平台，该内部平台将翼型件连接至与翼型件径向地相反的柄，该柄具有至少一个柄窝，该至少一个柄窝由平台的轴向地延伸的部分并由柄的后缘侧的至少一个径向地延伸的边缘径向向外包围，该柄具有适合用于接纳密封件的径向地定向的第一槽道，并且具有安装件，该安装件从柄窝径向向内延伸，该柄具有第二槽道，该第二槽道布置在边缘的相反的表面上，构造成使得当沿旋流机械的周向方向组装将两个叶片时，两个槽道形成共同的间隙，在组装两个叶片之前，密封件可接纳在该间隙中。所接纳的密封件优选地在尺寸方面设置成充分阻止穿过柄窝的泄流。叶片的特征在于，两个槽道中的一个具有沟槽形凹口，该沟槽形凹口具有适应于带状密封件的宽度的宽度和深度，使得沟槽形凹口的宽度和深度的斜边具有与带状密封件的宽度相同或比其大的尺寸。另一方面，带状密封件的宽度大于或等于斜边长度的50%，优选地等于或大于斜边长度的70%。 由于沟槽形凹口与带状密封件之间的几何结构和尺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋流机械的叶片(1)，包括：‑ 翼型件(2)，其具有：       沿着后缘和前缘(4、5)彼此连结的吸力表面(3)和压力表面；       径向向外指向的翼型件末梢；和       径向向内指向的端部，其连结内部平台(6)，该内部平台(6)将所述翼型件(2)连接至所述翼型件(2)的径向端部处的柄(7)；‑ 至少一个柄窝(8)，其由所述平台(6)的轴向地延伸的部分和至少一个径向地延伸的边缘(9)径向地包围，该边缘(9)从所述柄(7)的后缘(5)侧延伸，并且具有用于接纳密封件(11)的基本径向地定向的第一槽道(10)；和‑ 安装件(12)，其从所述柄窝(8)径向向内延伸，其特征在于，所述第一槽道(10)在沿轴向方向定向的柄表面(14)上具有第一孔(13)。

【技术特征摘要】
2013.08.29 EP 13182178.71.一种旋流机械的叶片(I)，包括: -翼型件(2)，其具有: 沿着后缘和前缘(4、5)彼此连结的吸力表面(3)和压力表面； 径向向外指向的翼型件末梢；和 径向向内指向的端部，其连结内部平台(6)，该内部平台(6)将所述翼型件(2)连接至所述翼型件⑵的径向端部处的柄⑵； -至少一个柄窝(8)，其由所述平台(6)的轴向地延伸的部分和至少一个径向地延伸的边缘(9)径向地包围，该边缘(9)从所述柄(7)的后缘(5)侧延伸，并且具有用于接纳密封件(11)的基本径向地定向的第一槽道(10);和 -安装件(12)，其从所述柄窝(8)径向向内延伸， 其特征在于，所述第一槽道(10)在沿轴向方向定向的柄表面(14)上具有第一孔(13)。2.根据权利要求1所述的叶片，其特征在于，所述柄(7)包括第二槽道，该第二槽道在所述边缘(9)上具有与所述第一槽道的第一孔(13)轴向远离地地面向的孔，其中，所述第一槽道(10)和所述第二槽道(10)构造成且布置成使得当两个叶片(1.1,1.2)彼此相邻地组装时，所述第一槽道(10)和所述第二槽道(10)沿所述旋流机械的周向方向形成共同的间隙，该共同的间隙具有由所述第一孔(13)和所述第二孔形成的共同的孔，以用于接纳密封件(11)，以便基本阻止通过所述柄窝(8)的泄流。3.根据权利要求2所述的叶片，其特征在于，所述第二槽道的尺寸和形状与所述第一槽道(10)相同。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的叶片，其特征在于，所述第一孔(13)径向地位于所述平台(6)与所述安装件(12)之间。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的叶片，其特征在于，所述第一孔(13)布置在该径向地定向的槽道(10)的一端处，并且所述一端是所述槽道(10)的径向外端(19)。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的叶片，其特征在于，所述槽道(10)是至少一个径向地指向的边缘(9)中的沟槽形凹口且具有径向向外端部(19)，该径向向外端部由鼻状轮廓(18)轴向地界定，该鼻状轮廓将所述槽道(10)的径向向外端部(19)与所述第一孔(13)分隔开。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的叶片，其特征在于，所述槽道(10)是沿径向向内方向变窄的楔状沟槽形凹口。8.根据权利要求7所述的叶片，其特征在于，所述槽道(10)具有插入的带状密封件(11)，该带状密封件(11)在径向向内延伸的端部处具有倒转褶皱特征(20)。9.根据权利要求1至6中的任一项所述的叶片，其特征在于，所述槽道(10)具有轮廓相符的沟槽形凹口和接纳在所述轮廓相符的沟槽形凹口中的钩爪状密封件(11)，其中，所述钩爪状密封件包括弯曲带，该弯曲带具有两个带端(I I’、11”)，所述轮廓相符的沟槽形凹口和所述钩爪状密封件(11)构造成使得在所述槽道(10)的径向向外端部(19)处紧靠，且曲线弯曲区段(21)在...

【专利技术属性】
技术研发人员：S希文，S马瓦尼，J陶，S蒂博斯，V斯特发尼斯，S贾斯特，R科勒尔，
申请(专利权)人：阿尔斯通技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH