具有主动间隙控制的转子叶片、旋转组件及其操作方法技术

本发明专利技术涉及一种用于涡轮发动机的转子叶片，其包括主体(170)，所述主体局部地限定一叶片，所述叶片在径向外端设有一根部(33)，该转子叶片还包括至少一个密封元件(39)，所述密封元件(39)延伸越过所述根部的径向外端，并通过一可移动的机械连杆(37)与所述根部的一区域相连。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有主动间隙控制的转子叶片、旋转组件及其操作方法
本专利技术涉及一种用于飞机涡轮发动机的转子叶片、用于涡轮发动机的包括多个此种叶片的旋转组件、用于操作这种旋转组件的方法以及用于制造该种叶片的方法。
技术介绍
优选的涡轮发动机是飞机涡轮风扇发动机。文献EP0708227公开了一种现有技术，并且审查了与涡轮发动机的转子叶片的密封有关的各种可能的问题。因此，为了确保飞机涡轮发动机的最大性能，必须使这种涡轮发动机的多个固定零件和旋转零件之间的气体泄漏最小。文献EP2182174公开了一种间隙控制器，其中叶片的一端设置有固定密封件。与围绕叶片的壳体连接的万向节可以通过包括机械铰接件的可移动机械连接器与固定密封件接触。文献DE102004050739公开了一种涡轮发动机的转子叶片，该涡轮发动机的转子叶片的一端通过能够沿径向平移运动的机械连杆设置有与叶片头部的区域相关联的密封件。在本文献中，如在相关
中，术语上游(AM)和下游(AV)被定义为使得上游沿着轴向定位在其中来自涡轮发动机的一般流动流所来自的一侧上，下游沿着轴向定位在相同流流动到的一侧上。并且术语“内”和“外”相对于上述旋转元件围绕其旋转的轴线(下面的轴线7)沿着径向限定，“轴向”和“径向”相对于相同的轴线7被限定。示意性地，沿着所述轴线和下游方向，飞机涡轮发动机通常具有风扇、低压压缩机、高压压缩机、燃烧室和连续的高压和低压涡轮机。特别是，涡轮机各自包括固定零件或定子以及围绕限定也设置有叶片的转子的纵向中心轴线旋转的零件。因此，众所周知，图1的涡轮喷气发动机或涡轮螺旋桨发动机的低压涡轮机1包括几个布置在壳体5内部的涡轮机叶轮3，并围绕涡轮发动机的中心轴线7旋转，该涡轮发动机在固定的喷嘴环9的下游设置有一系列固定叶片。各叶轮3包括在其外周设置有移动叶片13的盘11。如图2最佳所示，其也示例了现有技术，各盘11包括在其外周边与凹槽或凹部25交替设置的齿23，其中叶片根部26沿着轴向接合并沿着径向保持，该叶片从在来自燃烧室15的热气流的环形流动喷口27中的凹部25沿着径向延伸。更具体地，各叶片体17从外侧向内沿着径向包括叶片19、基本上垂直于叶片伸长轴线而延伸的平台29和将该平台连接到叶片根部26的柱31。叶片根部沿着径向固定在凹部25中。平台29沿着周向端部对端部排列设置，以便一起限定在涡轮机中循环的热气流动流的参考内部极限。如以前在文献EP0708227中所述，各叶片13可以由纤维织物制成，在在叶片外部的该纤维织物的一部分是刷子(或刷密封件)21。当叶片6旋转时，刷子21摩擦壳体5的轨道，该壳体围绕叶片限定由一个或多个部分制成的固定的圆周包络线。为了促进如图3中示意性所示的密封，由内部地连接到壳体5的耐磨材料制成的一系列块22可超过其外周边沿着径向面对刷密封件21。这里提出的本专利技术是一种替代方案，具体涉及使用可能难以在工业上实现的刷子的这种已知的解决方案，更重要的是，在低压涡轮机的情况下，热应力可能是额外的挑战。事实上，必须考虑到刷子的耐温性问题，对于该刷子，选择材料是一个问题。还考虑了预测两个接触零件之间的磨损和计划维护的问题。关于文献EP2182174和DE102004050739，还考虑了以下内容：易于安装叶片，在实施和/或维护方面应用是实用的解决方案。
技术实现思路
这就是为什么本专利技术提供了一种发动机叶片，该叶片包括局部地限定在径向外端处设置有叶片头部的叶片的主体，并且还包括至少一个密封元件，该密封元件通过一个机械连杆与叶片头部的区域连接，该机械连杆能够在静止位置和活动位置之间移动，其中该密封元件沿着径向从叶片头部突出，该可移动机械连杆包括密封件。因此，在过大的径向力的情况下，密封元件将能够脱出，从而避免其接触和/或损坏密封元件本身的材料的任何不适当的磨损。包括优选地自由的枢转连杆的可移动机械连杆将能够进行“自我调节”，无论叶片是绕轴线7旋转还是静止。为了有利于和确保这种叶片的生产，推荐叶片头部限定根部，这些根部整合在所制造的叶片中，或者连接并固定至其。以已知的方式，根部是一种围绕叶片的外端形成边缘的小平台。因为它们通常围绕一套叶片沿着周向并排放置，因此根部一起限定了通过叶片之间的气体流动流的外部边界，该叶片的根部连接到驱动这种叶片的中心盘。还为了帮助控制接触零件之间的磨损并因此进行维护，还建议移动的密封元件应由复合材料制成。在结构上，还建议，对于所述可移动机械连杆：密封元件应具有基部并且叶片头部具有突出部，基部和突出部中的一个应当限定凹形碗，其中突出部和基部中的另一个的外部凸形将被接合。因此，提供了在平移和联合中的固定。为了有利于密封元件基部的基部的整体和固体制造，建议该密封元件基部应该具有外部凸形，外部凸形然后可移动地接合到叶片头部的凹形碗中。再次以结构说明，所述凹形碗优选地具有开口，其中所述外部凸形将被接合，该开口的边缘相对于所述叶片头部限定用于所述外部密封元件的移动性的邻接部分。关于涡轮发动机的旋转组件也在此涉及，建议其应包括：转子盘，所述转子盘安装成使得其能够围绕发动机的纵向轴线旋转并且在其外周上具有凹槽，如上所述的一系列转子叶片，每个转子叶片都连接到转子盘，以及固定壳体，所述固定壳体设置有例如由耐磨材料制成的围绕叶片密封元件的接触块，这些元件可相对接触块移动，而不一定弯曲。根据密封元件/叶片头部的期望的移动性，在每个转子叶片上，该密封元件或各密封元件优选可相对于叶片头部至少沿着基本上横向于轴线的轴线移动，转子盘可围绕该轴线旋转地安装。关于本专利技术的一个方面进一步涉及的这种旋转组件的操作方法，有利地设置的是，所述可移动的密封元件均将仅以叶片的预定旋转速度与接触块接触。而且，另外或不除此之外，所述可移动密封元件应当有利地可变地倾斜，而不必相对于接触块弯曲，基于所述叶片旋转速度、所述叶片中的至少一个的温度和所述块体内部固定到其的壳体的冷却中的至少一个，和/或根据耐磨材料的磨损，该耐磨材料将比制成密封元件的材料柔软。关于上述类型的转子叶片的制造，在本申请中建议如下：转子叶片应通过使凹形碗横向于叶片的纵向轴线定向来提供，各密封元件应分开制造，以及凹形碗和外部凸形应通过滑动接合在一起。这种滑动有利地是自由的，使得优选通过抵靠相邻叶片来获得最终锁定的固定。附图说明应当更好地理解本专利技术，并且在参照附图的同时在阅读通过非限制性示例给出的以下描述时，本专利技术的其它细节、特征和优点将显而易见，其中：涉及现有技术的图1、图2和图3因此分别是低压涡轮机的轴向截面示意性半视图、各通过它们的下端接合到一个转子盘的凹部中的叶片的立体图以及如EP0708227中公开的刷密封件的前视图；图4是根据本专利技术的叶片顶部的截面的轴向局部示意图，该叶片与然后静止的固定低压涡轮机壳体的有关部分相对；图5是与图4相同的区域的局部立体图，其中涡轮旋转；图6和7是与图4相同的视图，但涡轮分别以中等速度和最高速度旋转；以及图8是可替代实施例。具体实施方式根据本专利技术，如上所述，在此公布的方案因此需要以另一方案来替换图1和3的实施例中的刷密封件，该另一方案不使用如EP0708227中提到的复合材料来制造各叶片。图4和下文示意性地示出了这种方案的可能的实施例。与前面附图中相同的元件在仍然使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于涡轮发动机的转子叶片，包括主体(170)和至少一个密封元件(39)，所述主体局部地限定一个叶片，所述叶片在径向外端处设置有叶片头部(33，330)，所述密封元件借助于可在一静止位置与一活动位置之间移动的机械连杆(37)与所述叶片头部(33，330)的一区域相连，其中所述密封元件(39)从所述叶片头部(33,330)沿着径向突出，其特征在于，所述可移动的机械连杆(37)包括密封件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.28 FR 14603561.一种用于涡轮发动机的转子叶片，包括主体(170)和至少一个密封元件(39)，所述主体局部地限定一个叶片，所述叶片在径向外端处设置有叶片头部(33，330)，所述密封元件借助于可在一静止位置与一活动位置之间移动的机械连杆(37)与所述叶片头部(33，330)的一区域相连，其中所述密封元件(39)从所述叶片头部(33,330)沿着径向突出，其特征在于，所述可移动的机械连杆(37)包括密封件。2.根据权利要求1所述的转子叶片，其中所述叶片头部(33，330)限定一根部(330)。3.根据权利要求1或2所述的转子叶片，其中所述可移动的机械连杆(37)包括一销接头。4.根据权利要求1至3中任一项所述的转子叶片，其中对于所述可移动的机械连杆：所述密封元件(39)具有一基部(39a)，所述叶片头部(33，330)具有一突出部(33a)，所述基部和所述突出部中的一个限定一凹形碗(43)，所述突出部和所述基部中的另一个的外部凸形(45)接合在该凹形碗中。5.根据权利要求1至4中任一项所述的转子叶片，其中所述密封元件(39)具有一基部(39a)，所述基部具有一外部凸形，该外部凸形可移动地接合在所述叶片头部(33，330)的凹形碗(43)中。6.根据权利要求4或5所述的转子叶片，其中所述凹形碗(43)具有一开口(47)，所述外部凸形接合在该开口中，所述开口的边缘相对于所述叶片头部(33，330)限定用于所述外部密封元件(39)的移动性的邻接部分(49a,49b)。7.一种用于涡轮发动机的旋转组件，包括：转子盘(...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪迪尔·诺尔·杜兰德，奥利维尔·让·丹尼尔·巴马斯，尼古拉斯·丹尼尔·德拉波特，
申请(专利权)人：赛峰航空器发动机，
类型：发明
国别省市：法国,FR