涡轮机叶轮的平台和叶片,叶轮和包括这种叶轮的压气机或涡轮机制造技术

技术编号:4274594 阅读:204 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及涡轮机叶轮用的平台(150),其包括鼓轮(130)和锤头连接式叶片 (120),叶片的根部(122)固定到鼓轮(130)的周向槽(131)内,该平台具有可 与鼓轮(130)相配合的支撑和/或固定面。其特征在于,平台(150)包括至少两个 沿周向等距离隔开的开口(151),每个开口能够容纳叶片(120)的根部,从而其构 成与叶片(120)分开的整体构件形式的多叶片平台。适用于叶轮或涡轮机压气机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及涡轮机叶轮的平台,该叶轮包括鼓轮和锤头连接式叶片,该叶片的 根部固定在鼓轮的周向槽内,具有与鼓轮配合的支撑和减固定面。 本专利技术特别涉及(但并不限于)涡轮机低压压气机的动叶轮。
技术介绍
通常,这些叶轮包括一系列叶片,每个叶片构成具有几个部件的独立件,这些 叶片直接安装到鼓轮上。图1为这种叶片的单独示意图,图2到图4为安装到鼓轮30的周向槽31内的 叶片示意图。在该示例中,图1示出了现有技术的叶片20,其包括如下部件--叶片21,其主要沿径向和轴向延伸,形成向空气流传输动能的部件;-叶根22,其通过被置入鼓轮30内,使叶片固定在转子上的部件;-平台23,其主要沿轴向并沿周向延伸,形成限制和导通空气流的部件,其位于叶片21和叶根22之间;以及--倒圆部分24 (radius),其形成叶片21和平台23之间的联接部件,具有外渐进的过渡端面,呈凹入轮廓形状。如图2到图4所示,在装入到轴为X-X'的鼓轮30的周向槽31中后-每对平台23通过其周向端面23a (见图4)相互抵靠,由于成排叶片20之间安装的锁紧件(图中未示)以及周向槽31的锁紧缺口 (图中未示),使叶片20沿相对于鼓轮30的圆周方向保持固定不动;以及-叶根22和周向槽31具有彼此相对的支撑面22a,22b和31a,31b (见图3),这些支撑面自相互配合,使叶片20相对于鼓轮30在径向和轴向上保持固定不动 (在转动时,以及在离心力的作用下,倾斜的支撑面22a和31a相接触)。这样,环形锁扣25设在平台23的内端面、下游端(见图1 , 3和4)或平台23的上游端。作为另一种形式,也可以在平台23的下游端和上游端都装有锁扣25。 该锁扣25在平台23的下方形成了一个接合点,当发动机J亭止运转和叶片20不在离心状态时,可保证支撑该锁扣的叶片20始终处于正确的位置。实际上,锁扣 25通过其自由端形成固定面,该固定面抵靠在周向槽31周围的其中一个侧壁的顶 面(外端面)上;这样就防止了叶片20围绕叶根22 (图3中围绕平行于垂直方向 的轴)旋转。该锁扣25还用来确保密封性,因为其还可以用作O形密封环40的支 撑面,O形密封环设置于鼓轮30夕卜端面的环形突起32上,靠近周向槽31 (见图3 ), 以防止空气在叶片20下方循环。在本专利技术中,术语内部'和外部'分别表示靠近轴X-X'和远离轴X-X'的径向位 置,而术语上游和下淤'则指代以气流流动方向的沿轴X-X'的轴线位置,上游 位于下游'的前方。这种锤头连接式的整体式叶片20 —般采用几种技术由钛合金制成:置于空气流 中的部件,即叶片21、倒圆部分24和平台23的顶面,是经锻造而成,而其它部件, 即平台23的底表面和叶根,都是在后锻造机加工步骤完成后获得。由于这些叶片20的整体特性,不可能使用与叶片20的各个不同部件的几何和 工作应力最适合的方法和材料来制作这些不同的部件。另外,人们己经知道如何制作包含缩小的叶片平台(縮小的圆周范围)的叶片 的制作方法,这些叶片是与其它叶片相分开,并具有各自特定的叶片间平台。文献US 6 632 070, US 2007 0020102,尤其是US 2006 0222502涉及到了这种情况。在文献US 2006 0222502中,叶片、叶片间平台、叶片、叶片间平台...,如此交替安装在鼓轮的周向槽内。这样带有缩小平台的叶片和特定的叶片间平台就可以 分幵制造,因此,可以使用不同的技^SV或材料。然而,由于叶轮的部件数量非常大(一般多达两倍),在叶轮装配(或分解)时, 还有许多手工操作。因为沿周向方向的空隙(所占间隙)必须尽可能小,大量部件 的装配时间会比较长,因此,造繊外费用,而且部件彼lfct间及沿多个叶片和叶 片间平台的定位误差的风险也很大。此外,在带有特定叶片间平台的情况下,锁扣系统变得更加复杂,因为锁扣占 用的空间一般是由叶片间平台所利用,这导im称之为锁定的叶片间平台的叶片 间平台的使用更加复杂。此外,在这种情况下,还存在出现空气泄漏的风险,这是因为在叶片的縮小平 台和邻近的特定叶片间平台之间的空气通道数量过大,在平台外端面所限定的导管到平台下方的空间之间存在空气循环。为了优化特定叶片间平台的密封性,人们提 出了修改叶片(或叶片间平台)的几何形状,但是,这些努力最终以几何形状非常 复杂而告结束,而且,这也会增加大量客I外费用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种解决方案,可以解决现有技术中的缺陷,特别是提供 可以分别制造平台和叶片的可能性,在不会过大地增加装配和/分解的手工操作次数 的同时,又能将空气循环的风险降到最低。为此,根据本专利技术,该平台的特征在于,其具有支撑和减固定面,该支撑和/ 或固定面旨滩与鼓轮相配合,使平台固定在鼓轮上,且该平台跨越角形段,且该平 台包括至少两个沿周向等距离隔开的开口,每个开口育辦容纳叶片的根部,从而构 成与叶片分开的整体构件形式的多叶片平台。应该了解,通过不再使用各自特定的叶片间平台,而是使用多叶片平台,M^、了沿周向堆叠的构件的数量,从而减少了装酉B/分解时的操作次数。该解决方案还提供了另一个优点,即,可以方便地优化平台的密封性,也就是说,将空气循环的风险降到最小。该解决方案还具有与传统的锁紧系统相匹配的优点,这对于特定的叶片间平台的方案是做不到的。本专利技术还涉及通过以上所述类型的平台用于安驗鼓轮上的叶片,其特征在于, 该叶片制作成整体构件,并包括叶片和叶根,二者之间形成縮小的平台。本专利技术还涉及一种动叶轮,其包括锤头连接式叶片和鼓轮,该鼓轮包括周向槽, 该周向槽能固定在叶片的叶根上,并具有插入凹槽,其特征在于,该动叶轮包括数 个以上所述类型的平台,旨平台都跨越叶轮的角形段并将数个叶轮的叶片固定在 鼓轮上。本专利技术还涉及一种压气机,特别是〗氏压压气机,在适当的场合也涉及高压压气 机,该压气机包括以上所述类型的叶轮。最后,本专利技术涉及一种涡轮机,特别涉及涡轮喷气发动机,该涡轮机包括以上 所述类型的叶轮。附图说明6下面参考附图,iM结合实施例阅读以下专利技术说明,就会了解本专利技术的其它优点和特性,附图如下图1为根据现有技术的叶片的透视图(上面已经介绍);图2为根据图1的几个安装在鼓轮上的叶片的透视图(上面已经介绍);图3为图2沿ni方向的投影视图(上面已经介绍);图4为图3沿IV-IV方向的剖面图(上面已经介绍); 图5为根据本专利技术的平台的示意图,与图2类似; 图6为图5沿VI方向的投影图7和图8为图6分别沿vn-vn和vm-vm方向的剖面图9和图10为根据本专利技术的多叶片平台的局部透视图和根据本专利技术的具有縮小 平台的叶片的局部透,见图11至图13为多叶片平台、带縮小平台的叶片和鼓轮相互之间装配步骤透视 示意图14为图13沿XIV-XIV方向的局部放大剖面图。具体实施例方式参照图5,其中部分示出了鼓轮130的一部分,这一部分对应跨越了四个带有 縮小平台的叶片120 (图5中仅示出了四个叶片120中的其中三个)的角形段,四 个叶片通过一个多叶片平台150经由其叶根122而固定在鼓轮130的周向槽131内。当多叶片平台150安装在鼓轮130上时,对于旨叶片120,该多叶片平台150 包括通向周向槽131的开口 151。该多叶片平台150在每本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种涡轮机叶轮的平台(150),其包括鼓轮(130)和锤头连接式叶片(120),叶片的根部(122)固定在鼓轮(130)的周向槽(131)内,其特征在于,该平台具有支撑和/或固定面,该支撑和/或固定面能够与鼓轮(130)相配合,使平台(150)固定在鼓轮(130)上,且该平台跨越角形段,且该平台包括至少两个沿周向等距离隔开的开口(151),每个开口能够容纳叶片(120)的根部(122),从而构成与叶片(120)分开的整体构件形式的多叶片平台。

【技术特征摘要】
2007.12.27 EP 07150436.91、一种涡轮机叶轮的平台(150),其包括鼓轮(130)和锤头连接式叶片(120),叶片的根部(122)固定在鼓轮(130)的周向槽(131)内,其特征在于,该平台具有支撑和/或固定面,该支撑和/或固定面能够与鼓轮(130)相配合,使平台(150)固定在鼓轮(130)上,且该平台跨越角形段,且该平台包括至少两个沿周向等距离隔开的开口(151),每个开口能够容纳叶片(120)的根部(122),从而构成与叶片(120)分开的整体构件形式的多叶片平台。2、 根据以上权禾腰求所述的平台(150),其特征在于,在每个开口 (151)的位置, 该平台还包括通向外端面的凹槽(152),从而可以容纳縮小的叶片平台(123)。3、 根据以上任意一项权利要求所述的平台(150),其特征在于,该平台还包括两 个加强件(153),该加强件由侧向支撑面(153a)组成,该侧向支撑面能够独 自将平台(150)轴向固定在鼓轮(130)上,并减少空气循环。4、 根据以上任意一项权利要求所述的平台(150),其特征在于,在其两个周向端 部的每个端部处,该平台还包括平台间支撑面(154),该平台间支撑面在安装 到鼓轮(130)上后,能够抵靠在相邻平台(150)的平台间支撑面(154)上。5、 根据以上任意一项权禾腰...

【专利技术属性】
技术研发人员:阿兰·德克雷菲利普·恩斯特
申请(专利权)人:太空技术航空公司
类型:发明
国别省市:BE

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