十字键防旋转间隔件制造技术

本公开提供一种用于燃气涡轮发动机(100)的十字键防旋转间隔件。压缩机盘组件(220)可具有十字键环(240)，十字键环具有多个键(241)、齿或雉堞墙状物，其与多个间隙(242)交替以形成十字键表面(260)。十字键表面的键或齿可与形成于压缩机转子组件(210)的间隔件(230)上的对应齿(243)啮合。间隔件齿结合十字键环的齿或键可防止间隔件(230)与压缩机盘(221)之间的旋转。这在瞬态操作(如燃气涡轮发动机的启动和关闭)期间是特别有益的。

Cross key anti rotation spacer

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】十字键防旋转间隔件
本公开大体涉及燃气涡轮发动机，并且更特别地涉及防止压缩机间隔件的旋转。
技术介绍
燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧器和涡轮部段。燃气涡轮发动机部段的部件经受高温和高压。这些温度和压力可在燃气涡轮发动机的瞬变期间变化，尤其在燃气涡轮发动机的起动和关闭期间。部件可以不同速率热膨胀，导致部件间的引导损失和部件内的热应力和热应变。授予Glasspoole的美国专利申请公开号2012/0051918描述了用于将部件轴向保持在燃气涡轮发动机的旋转部件上的保持环布置。保持环布置包括安装在限定于旋转部件的径向外表面中的周向凹槽中的开口保持环。保持环的内径与设在待组装的两个部件中的一个上的径向面向外的支座径向接触而向内偏置。防旋转特征设在保持环的内径处，用于限制环免于旋转。套筒环绕保持环以在发动机操作期间经受离心力时限制其径向扩张。授予Bosco的美国专利申请公开号2012/0315142涉及一种用于抵靠支承叶片的涡轮轮体压缩涡轮发动机的叶片冷却回路的密封环的机构，轮体在其下游表面上支承环形凸缘，环形凸缘径向定位且与表面一起限定构造成容纳密封环的凹槽。凸缘包括位于与凹槽底部相对的其边缘上的至少两个切口，以形成用于由面向轮体的凹槽的环的圆周支承的夹钳轴向插入凹槽中的窗口。该机构包括构造成定位在轮体的表面和环之间的凹槽中的螺栓凸片，以及成形为由轮体的表面支承且与螺栓接合以确保环抵靠凸缘压缩的夹具。本公开旨在克服专利技术人发现的一个或多个问题。
技术实现思路
一般来说，本公开描述了与涡轮发动机中的十字键防旋转间隔件相关的系统和方法。本公开的系统、方法和装置各自具有若干创新方面，其中单独的一个方面并非仅负责本文公开的所需属性。本公开的一个方面提供了一种压缩机盘组件。压缩机盘组件可具有十字键环。十字键环可具有环形本体，环形本体具有由外表面限定的圆周和正交于外表面的环后面。十字键环可具有多个键，多个键与多个间隙交替，形成与环后面相对的十字键表面，多个键中的每一个跨越十字键表面的环形区段。压缩机盘组件可具有压缩机盘，压缩机盘构造成接收围绕外圆周的多个压缩机叶片。压缩机盘可具有从压缩机盘的外部部分延伸的边缘，以限定压缩机盘的外圆周。压缩机盘可具有从边缘沿径向向内设置的前盘面。压缩机盘可具有前延伸部，前延伸部从边缘沿轴向向前延伸并限定延伸深度。延伸深度可沿前延伸部内表面从前盘面延伸到前延伸部面。前延伸部可以与前延伸部内表面过盈配合接收该十字键环，使得环后面邻近前盘面设置，并且外表面邻近前延伸部内表面。本公开的另一方面提供了一种用于燃气涡轮发动机的压缩机转子组件。压缩机转子组件可具有带有边缘的压缩机盘，边缘具有限定盘外表面的外表面，边缘构造成接收围绕盘外表面的多个转子叶片。压缩机转子组件可具有在边缘的径向向内设置的十字键环，十字键环具有多个键，多个键与多个间隙交替，形成与环后面相对的十字键表面，多个键中的每一键跨越十字键表面的环形区段。压缩机转子组件可具有间隔件。间隔件可具有带有基本环形形状的间隔件本体和间隔件外表面。间隔件可具有形成于间隔件本体的后面上的多个间隔件齿，多个间隔件齿中的每个间隔件齿跨越后面的环形区段，多个间隔件齿构造成与多个键接合。本公开的另一方面提供了一种用于改装燃气涡轮发动机的方法。该方法可包括从边缘沿径向向内在压缩机盘上形成前盘面，边缘具有限定压缩机盘的盘外表面的外表面，边缘构造成接收围绕盘外表面的多个转子叶片。该方法可包括形成前延伸部内表面，该前延伸部内表面延伸从压缩机盘的前盘面到前延伸部的前延伸部面的延伸深度，前延伸部从边缘沿轴向向前延伸。该方法可包括将十字键环配合到压缩机盘，十字键环具有多个键，多个键与多个间隙交替，形成与环后面相对的十字键表面，多个键的每个键跨越十字键表面的环形区段，配合进一步将环后面设置在前盘面附近。本公开的其它特征和优点应从以下描述显而易见，以举例方式说明本公开的方面。附图说明本公开的实施例的细节(关于其结构和操作)可部分地通过研究附图来搜集，在附图中相同的附图标记指代相同的部分，并且其中：图1是示例性燃气涡轮发动机的示意图；图2是图1的压缩机转子组件210的后部部分的透视图；以及图3是可用于图1的燃气涡轮发动机100的燃气涡轮发动机的压缩机200的一部分的横截面视图；图4是图3的压缩机盘和间隔件的分解视图；图5是可用于图1的燃气涡轮发动机100的燃气涡轮发动机的压缩机200的一部分的横截面视图；图6是沿着图5的线6-6截取的图1的燃气涡轮发动机的压缩机200的一部分的横截面视图；以及图7是沿着图6的线7-7截取的图1的燃气涡轮发动机的压缩机200的一部分的横截面视图。具体实施方式下文结合附图阐述的详细描述旨在作为对各种实施例的描述，而不旨在表示可以实践本公开的仅有的实施例。为了透彻理解实施例，详细描述包括具体细节。然而，没有这些具体细节，本公开对本领域技术人员也是显而易见的。在一些情况下，为了使描述简洁，以简化形式展示了熟知的结构和部件。图1是示例性燃气涡轮发动机的示意图。为了清楚和便于解释起见，(在该图和其它附图中)省略或放大了某些表面。此外，本公开可能提及前方向和后方向。大体上，除非另有说明，否则对“前”和“后”的所有提及均与主空气(即，在燃烧过程中使用的空气)的流动方向相关联。例如，前为相对于主气流的“上游”，而后为相对于主气流的“下游”。另外，本公开通常可提及燃气涡轮发动机的旋转中心轴线95，其一般可由燃气涡轮发动机的轴120(由多个轴承组件150支承)的纵向轴线限定。中心轴线95可以与各种其它发动机同心部件共有或共用。除非另有说明，否则对径向、轴向和周向方向以及测量的所有提及均指中心轴线95，并且诸如“内”和“外”的术语一般表示远离更小的或更大的径向距离，其中径向96可为垂直于中心轴线95并且从该中心轴线向外辐射的任何方向。燃气涡轮发动机100包括入口110、轴120、燃气发生器或“压缩机”200、燃烧器300、涡轮机400、排气装置500和动力输出联接装置。燃气涡轮发动机100可具有单轴配置或双轴配置。图1中的虚线近似燃气涡轮发动机100的不同部段。压缩机200包括压缩机转子组件210、压缩机固定叶片(“定子”)250和入口导流叶片255。压缩机转子组件210机械地联接到轴120。如图所示，压缩机转子组件210是轴流转子组件。压缩机转子组件210包括一个或多个压缩机盘组件220和一个或多个间隔件230。每个压缩机盘组件220包括压缩机转子盘221(图2)，其沿周向设置有压缩机转子叶片227(图2)。在实施例中，每个间隔件230在相邻压缩机盘组件220的边缘222之间延伸(参考图3)。定子250沿轴向跟随压缩机盘组件220的每一个。与跟随压缩机盘组件220的相邻定子250配对的每个压缩机盘组件220被视为是一个压缩机级。压缩机200包括多个压缩机级。入口导流叶片255可沿轴向位于第一压缩机级之前。...

【技术保护点】
1.一种压缩机盘组件(220)，包括：/n十字键环(240)，所述十字键环具有，/n环形本体(258)，所述环形本体具有由外表面(229)限定的圆周和正交于所述外表面的环后面(233)，以及/n多个键(241)，所述多个键与多个间隙(242)交替，形成与所述环后面相对的十字键表面(260)，所述多个键中的每一个键跨越所述十字键表面的环形区段；以及/n压缩机盘(221)，所述压缩机盘构造成接收围绕外圆周的多个压缩机叶片，所述压缩机盘具有，/n边缘(222)，所述边缘从所述压缩机盘的外部部分延伸，限定所述压缩机盘的外圆周，/n从所述边缘沿径向向内设置的前盘面(616)，以及/n前延伸部(223)，所述前延伸部从所述边缘沿轴向向前延伸并且限定延伸深度(704)，所述延伸深度沿前延伸部内表面(251)从所述前盘面延伸到前延伸部面(228)，所述前延伸部构造成以与所述前延伸部内表面过盈配合接收所述十字键环，使得所述环后面邻近所述前盘面设置，并且所述外表面邻近所述前延伸部内表面。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180328 US 15/9390701.一种压缩机盘组件(220)，包括：
十字键环(240)，所述十字键环具有，
环形本体(258)，所述环形本体具有由外表面(229)限定的圆周和正交于所述外表面的环后面(233)，以及
多个键(241)，所述多个键与多个间隙(242)交替，形成与所述环后面相对的十字键表面(260)，所述多个键中的每一个键跨越所述十字键表面的环形区段；以及
压缩机盘(221)，所述压缩机盘构造成接收围绕外圆周的多个压缩机叶片，所述压缩机盘具有，
边缘(222)，所述边缘从所述压缩机盘的外部部分延伸，限定所述压缩机盘的外圆周，
从所述边缘沿径向向内设置的前盘面(616)，以及
前延伸部(223)，所述前延伸部从所述边缘沿轴向向前延伸并且限定延伸深度(704)，所述延伸深度沿前延伸部内表面(251)从所述前盘面延伸到前延伸部面(228)，所述前延伸部构造成以与所述前延伸部内表面过盈配合接收所述十字键环，使得所述环后面邻近所述前盘面设置，并且所述外表面邻近所述前延伸部内表面。


2.根据权利要求1所述的压缩机盘组件，其中所述多个键中的一个或多个键包括从所述多个键中的一个或多个键的键面延伸到环后面的键孔口(247)，每个键孔口与形成于所述压缩机盘中的盘孔口对应，其中每个键孔口和对应的盘孔口构造成同轴地接收销(244)。


3.根据权利要求1所述的压缩机盘组件，其中所述多个键和交替的多个间隙围绕所述十字键表面均匀分布。


4.根据权利要求1所述的压缩机盘组件，其中所述十字键环包括环深度，所述环深度限定从所述后环表面到所述多个键中的每个键的键面的距离。


5.根据权利要求4所述的压缩机盘组件，其中所述环深度小于所述前延伸部的延伸深度。


6.一种用于燃气涡轮发动机(100)的压缩机转子组件(210)，所述压缩机转子组件包括：
具有边缘(222)的压缩机盘(221)，所述边缘具有限定盘外表面(229)的外表面，所述边缘构造成接收围绕所述盘外表面的多个转子叶片，
在所述边缘的径向向内设置的十字键环(240)，所述十字键环具有多个键(241)，所述多个键与多个间隙(242)交替，形成与所述环后面相对的十字键表面(260)，所述多个键中的每一个键跨越所述十字键表面的环形区段；以及
间隔件(230)，所述间隔件具有
带有基本环形形状的间隔件本体(231)和间隔件外表面，以及
形成于所述间隔件本体的后面上的多个间隔件齿(243)，所述多个间隔件齿中的每个间隔件齿跨越所述后面的环形区段，所述多个间隔件齿构造成与所述多个键接合。

【专利技术属性】
技术研发人员：J·赫尔南德斯，D·杰奥林格，M·索凡尼，
申请(专利权)人：索拉透平公司，
类型：发明
国别省市：美国;US