一种分体式涡轮喷嘴叶片制造技术

本实用新型专利技术提供了一种分体式涡轮喷嘴叶片，包括第一安装组件和第二安装组件，两者之间可拆卸连接有压力面组件和吸力面组件，压力面组件具有压力面，吸力面组件具有吸力面，压力面和吸力面的前端在前缘汇合，后端在后缘汇合，压力面组件和吸力面组件之间形成一空腔，空腔中设有一冷却组件，冷却组件与压力面、吸力面之间形成多个冷气通道。本实用新型专利技术的有益之处在于：对喷嘴叶片进行分体加工，实现传统铸造工艺无法实现的冷却通道结构，使铸造组件结构简单化，降低铸造工艺要求和生产成本；实现多材料复合应用，在降低叶片成本的基础上下满足喷嘴叶片的具体工作要求，降低维护成本。

A kind of split turbine nozzle blade

【技术实现步骤摘要】
一种分体式涡轮喷嘴叶片
本技术涉及一种分体式涡轮喷嘴叶片。
技术介绍
由于燃气轮机的涡轮喷嘴叶片需长时间在高温环境中工作，因此需要采用耐高温的高等级材料制造并且配备冷气在其内部进行冷却，以此保证喷嘴叶片的工作温度在材料的承受范围内。因此，涡轮喷嘴叶片的材料和冷却是保证喷嘴叶片安全性的关键。目前，燃气轮机涡轮喷嘴叶片主要采用整体铸造的形式完成，因此，在设计过程中，需要考虑适合铸造和加工的结构形式，这将导致无法完全发挥冷气通道的结构设计和实际效果。而且对于铸造成型的叶片要求其结构不超出铸造工艺限制，这也导致铸造叶片的结构受限，不能设计太复杂的内部结构，且目前的铸造工艺在几何变化的区域常存在不可避免的缺陷，缺陷会增加生产成本。整体铸造的叶片通常只能使用一种材料，由于要保证安全性，只能选取等级较高的材料，在不必要的区域使用低等级的材料或对应性能要求的材料可降低生产成本。因此，仍存在对于实现复杂设计结构加工制造的需要：通过该系统，喷嘴叶片可实现分体加工制造，从而实现内部更加复杂且难以铸造的冷却结构形式，如双层壁结构，交错流路结构，增材制造的复杂堆叠结构等。专利《叶片和燃气轮机》(授权公告号CN100363593C，授权公告日20080123)提出了一种流体机械中使用的叶片结构，其叶身可单独拆出前缘、尾缘，接触区域沿叶高方向间隔一些凸块，然后通过销或焊接方式连接起来。但其针对叶身部分的设计仅考虑了前缘与尾缘，并没有考虑内外缘板结构，且对叶身内部的冷却结构没有提升。专利《一种涡轮导向叶片》(授权公告号CN103184896A，授权公告日20130703)提出了一种组装式的导向叶片结构，其优势是可应用复合的材料，也可降低加工难度和提高涡轮前温承受能力。但其扇形套装部为一体成型，这将限制其芯部结构不能过于弯扭，且其内外流道的边界是与扇形套状部不完全一体的装配结构。专利《具有平台的模块化的涡轮叶片》(授权公告号CN104220700A，授权公告日20141217)提出了一种模块化的简单可靠的组装涡轮叶片。其叶身和平台是单独制造，因此可使用不同的材料，考虑不同的局部负荷，延长涡轮叶片的使用寿命。但其叶身也为一体成型的结构，且在叶身和平台之间采用装配方式需考虑高温下不同材料的热膨胀不同，且存在热气侵蚀的可能。
技术实现思路
针对上述缺陷，本技术要解决的技术问题是提供一种分体式涡轮喷嘴叶片，能够在叶片内部实现更加复杂且难以铸造的冷却结构。本技术提供了一种分体式涡轮喷嘴叶片，包括第一安装组件和第二安装组件，两者之间可拆卸连接有压力面组件和吸力面组件，所述压力面组件具有压力面，所述吸力面组件具有吸力面，所述压力面和吸力面的前端在前缘汇合，后端在后缘汇合，所述压力面组件和吸力面组件之间形成一空腔，所述空腔中设有一冷却组件，所述冷却组件与所述压力面、吸力面之间形成多个冷气通道。优选地，所述冷却组件沿纵向延伸，横截面呈丰字形。优选地，所述冷却组件包括中空的翼型部，所述翼型部沿纵向延伸，外形与所述压力面、吸力面的形状相配合，且外壁上间隔地设有多个沿纵向延伸的凸出部。优选地，所述压力面组件还包括分别设置在所述压力面两端的第一外缘板和第一内缘板，所述吸力面组件还包括分别设置在所述吸力面两端的第二外缘板和第二内缘板，所述第一外缘板、第二外缘板与所述第一安装组件之间可拆卸连接，所述第一内缘板、第二内缘板与所述第二安装组件之间可拆卸连接。优选地，所述第一安装组件的底部、所述第二安装组件的顶部均开有多个键槽，所述第一外缘板、第二外缘板、第一内缘板和第二内缘板的外侧均设有连接部，所述连接部安装在所述键槽中。优选地，所述连接部上开有连接孔，所述第一安装组件、第二安装组件上均开有与所述键槽相连通的销孔，销依次穿过所述销孔和连接孔。优选地，所述第一安装组件和第二安装组件上均开有一通孔，所述第一外缘板和第二外缘板之间、所述第一内缘板和第二内缘板之间均形成一开孔，所述通孔、开孔与空腔之间互相连通。优选地，所述压力面组件和吸力面组件均为一体成型，由耐热材料制成。优选地，所述耐热材料为各向异性耐高温金属材料或陶瓷基复合材料。本技术的有益之处在于：1、对喷嘴叶片进行分体加工，实现传统铸造工艺无法实现的冷却通道结构，使铸造组件结构简单化，降低铸造工艺要求和生产成本；2、实现多材料的复合应用，在降低叶片成本的基础上下满足喷嘴叶片的具体工作要求，在喷嘴叶片的服役过程中若出现局部损坏情况时可更换单个组件，无需更换整个喷嘴叶片，降低维护成本。附图说明图1是本技术涡轮喷嘴叶片的立体图；图2是本技术涡轮喷嘴叶片的爆炸图；图3是本技术涡轮喷嘴叶片的俯视图；图4是本技术的一种实施例中喷嘴叶片的剖视图；图5是本技术的另一种实施例中喷嘴叶片的剖视图；元件标号说明：1压力面组件11压力面12第一外缘板121连接部122连接孔13第一内缘板131连接部1a开口1b开口2a开口2吸力面组件21吸力面22第二外缘板221连接部222连接孔23第二内缘板3冷却组件31翼型部32凸出部4第一安装组件41销孔42安装部5第二安装组件51销孔52键槽53通孔54安装部6销7前缘8后缘9空腔具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本技术，而并非对本技术的限制。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。如图1、4和5所示，本技术提供了一种分体式涡轮喷嘴叶片，包括第一安装组件4和第二安装组件5，两者之间可拆卸连接有压力面组件1和吸力面组件2，压力面组件1具有压力面11，吸力面组件2具有吸力面21，压力面11和吸力面21的前端在前缘7汇合，后端在后缘8汇本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分体式涡轮喷嘴叶片，其特征在于，包括第一安装组件(4)和第二安装组件(5)，两者之间可拆卸连接有压力面组件(1)和吸力面组件(2)，所述压力面组件(1)具有压力面(11)，所述吸力面组件(2)具有吸力面(21)，所述压力面(11)和吸力面(21)的前端在前缘(7)汇合，后端在后缘(8)汇合，所述压力面组件(1)和吸力面组件(2)之间形成一空腔(9)，所述空腔(9)中设有一冷却组件(3)，所述冷却组件(3)与所述压力面(11)、吸力面(21)之间形成多个冷气通道。/n

【技术特征摘要】
1.一种分体式涡轮喷嘴叶片，其特征在于，包括第一安装组件(4)和第二安装组件(5)，两者之间可拆卸连接有压力面组件(1)和吸力面组件(2)，所述压力面组件(1)具有压力面(11)，所述吸力面组件(2)具有吸力面(21)，所述压力面(11)和吸力面(21)的前端在前缘(7)汇合，后端在后缘(8)汇合，所述压力面组件(1)和吸力面组件(2)之间形成一空腔(9)，所述空腔(9)中设有一冷却组件(3)，所述冷却组件(3)与所述压力面(11)、吸力面(21)之间形成多个冷气通道。


2.根据权利要求1所述的分体式涡轮喷嘴叶片，其特征在于，所述冷却组件(3)沿纵向延伸，横截面呈丰字形。


3.根据权利要求1所述的分体式涡轮喷嘴叶片，其特征在于，所述冷却组件(3)包括中空的翼型部(31)，所述翼型部(31)沿纵向延伸，外形与所述压力面(11)、吸力面(21)的形状相配合，且外壁上间隔地设有多个沿纵向延伸的凸出部(32)。


4.根据权利要求1所述的分体式涡轮喷嘴叶片，其特征在于，所述压力面组件(1)还包括分别设置在所述压力面(11)两端的第一外缘板(12)和第一内缘板(13)，所述吸力面组件(2)还包括分别设置在所述吸力面(21)两端的第二外缘板(22)和第二内缘板(23)，所述第一外缘板(12)、第二外缘板(22)与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张山子，沈逸文，何磊，赵锦杰，
申请(专利权)人：上海电气燃气轮机有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31