專利名稱：用于對轉(zhuǎn)子中的動葉片進行軸向固定的裝置及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對轉(zhuǎn)子中的動葉片進行軸向固定的裝置，該 裝置具有一個軸環(huán)，在該軸環(huán)的外圓周上設(shè)置了沿所述轉(zhuǎn)子的軸向方 向延伸的動葉片保持槽，在所述動葉片保持槽中分別布置了具有和動 葉片保持槽相對應(yīng)的葉根的動葉片，并且該裝置具有一個在所述軸環(huán) 的端面?zhèn)鹊膫?cè)面上布置在所述保持槽的區(qū)域中的突起，在該突起中設(shè) 置了徑向向外敞開的環(huán)繞的凹槽，其中為了對所述動葉片進行軸向固 定相應(yīng)地設(shè)置了嚙合在所述環(huán)繞的凹槽中的板形的密封件，所述密封 件沿周向形成端面?zhèn)鹊拿芊馊?，其中為防止所述密封件沿周向移動?所述密封件中的至少一個包括固定在該密封件上的板條。此外，本發(fā) 明涉及一種這樣的裝置的應(yīng)用以及一種密封件，該密封件具有固定在 其上面的板條。
背景技術(shù)：
已經(jīng)公開燃氣輪機的轉(zhuǎn)子，其中借助于密封片防止在外圓周上布 置在動葉片保持槽中的氣輪機動葉片軸向移動。圖1示出了一種這樣的裝置的俯視圖，并且圖2示出了沿圖i所示的剖切線n-n的橫截面。在此要防止每個動葉片14在其動葉片保持槽12內(nèi)部進行軸向移動， 因而為每個動葉片14設(shè)置了兩個相鄰的密封片16,所述密封片16分 別遮住所述動葉片保持槽12的端面?zhèn)鹊拈_口的一半。每個密封片16 在其徑向里面的端部18上插在設(shè)置在轉(zhuǎn)子盤19的端面上的凹槽20中 并且在其徑向外面的端部22上插在固定槽24中，該固定槽24則設(shè)置 在所述動葉片14的平臺28的下側(cè)面26上。為了防止每個密封片16 沿周向U移動，在每個密封片16上固定了筆直的板條30，所述板條 30基本上沿所述轉(zhuǎn)子23的徑向方向延伸。每個板條30在其徑向外面 的端部32上終止在均勻地收斂的尖端34中。在所迷動葉片14的平臺 28上存在倒棱的棱邊36，其中相應(yīng)地緊鄰的動葉片14的兩個彼此對 置的棱邊36形成逐漸變尖的空隙38 ，所迷板條30的尖端34為防止密 封片16沿周向U移動可以伸入并且抵靠在所述空隙38中。此外，所述密封片16用于分開兩個區(qū)域37、 39， 一方面冷卻空氣并且另一方面不受歡迎的熱氣流可能會出現(xiàn)在這兩個區(qū)域37、 39中。為將所述板條30固定在密封片16上，在密封片16中設(shè)置了兩條 平行的縫隙40,早已預(yù)彎曲成U形的板條30穿過所述縫隙40。所述 板條30的與尖端34對置的端部41早已在將密封片16安裝在轉(zhuǎn)子盤 19上之前彎曲到圖2所示的位置中，用于固定所述板條30。在將動葉片14安裝在轉(zhuǎn)子盤19中之后，先后將密封片16連同預(yù) 安裝的板條30插入連續(xù)環(huán)繞的、布置在所述轉(zhuǎn)子盤19上的凹槽20及 設(shè)置在所述平臺28的下側(cè)面26上的固定槽24中。所述密封片16由此 沿著所述凹槽20的圓周進行定位，使得每個板條30與空隙38對置。 隨后將所述板條30的尖端34彎入所述空隙38中，用于杜絕密封片16 沿周向U移動。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的任務(wù)是，說明 一種替代裝置用于防止密封件沿周向面臨 的移動。本發(fā)明的其它任務(wù)是提供一種可用于此用途的密封件并且說 明一種這樣的裝置的應(yīng)用。涉及用于對轉(zhuǎn)子中的動葉片進行軸向固定的裝置的任務(wù)通過權(quán)利 要求1所迷特征得到解決。本發(fā)明提出，所述板條沿其伸展方向基本上構(gòu)造為L形的，其中 其沿周向延伸的第一支臂固定在密封件上并且其沿徑向方向向里延伸 的第二支臂嚙合在固定凹處中，所述固定凹處設(shè)置在軸環(huán)的端面?zhèn)鹊?區(qū)域中。本發(fā)明因此回避了以往的解決方案，在以往的解決方案中通 過所述板條抵靠在所述動葉片上也就是抵靠在所述密封件的徑向外面 的端部的區(qū)域中這種方式來防止所述密封件沿周向移動。與此相反， 本發(fā)明提出，所述板條嚙合在固定凹處中，所迷固定凹處則相對于所 述密封件處于徑向里面并且設(shè)置在所述軸環(huán)的側(cè)面或者說端面上。本發(fā)明以這樣的認識為出發(fā)點，那就是，如果在保留筆直的板條板條就會由于在燃氣輪機運行時作;在其丄的^心力向上彎曲并且由 此從所述固定凹處中松脫。為防止這一點，本發(fā)明繼續(xù)采取一個重要 步驟。所述板條不再象以往一樣構(gòu)造為筆直的，而是在基本上與所述 板狀的密封件平行的平面中具有一個按L形狀折彎的、具有兩條支臂 的形狀。所述板條的沿周向延伸的第一支臂比如以早已公知的方式固定在所迷密封件上，并且其沿徑向方向向里延伸的第二支臂則在安裝 位置中嚙合在所述設(shè)置在軸環(huán)的側(cè)面上的固定凹處中。由于所述板條 的在兩條本身筆直的支臂之間的彎曲區(qū)段，從而有效且可靠地防止所 述板條在燃氣輪機運行時因離心力而向上彎曲。因為不僅借助于密封件來防止動葉片軸向移動這種方式而且所述 板條與密封件通過兩個設(shè)置在所述密封件中的縫隙而鉤卡在一起這種 設(shè)計原理都已經(jīng)經(jīng)受了考驗，所以保留了這種原理，以便今后能夠安 裝和拆卸所述動葉片。此外，應(yīng)該沿周向移動所迷密封件并且應(yīng)該相 應(yīng)地在將所述板條安裝到所述固定凹處中時或者在將其從所述固定凹 處中拆下時使該板條彎曲。此外不存在任何在拆卸時有時必須鉆孔的 螺紋連接或者銷釘連接。此外，與從現(xiàn)有技術(shù)中公開的板條相比，每根折彎的板條都安放 在對所述密封件來說無關(guān)緊要的位置上并且由此改善所述密封件的翹 曲性能。此外，在燃氣輪機運行時在密封件上出現(xiàn)的溫度隨著半徑的 變小而下降，這基本上應(yīng)該歸因于在該位置上更少的熱氣送入。因為 所述板條現(xiàn)在設(shè)置在所述密封件的內(nèi)半徑上而不是象以往一樣設(shè)置在 其外半徑上，所以也有利地向這些板條加載更小的溫度。由此提高和 改進所迷板條的剛度并且提高其使用壽命。此外，通過彎曲過程，也 就是說在所述板條彎曲到所迷固定凹處中時，在所述板條的在燃氣輪 機運行時承受最大負荷的位置上加入壓應(yīng)力，所述壓應(yīng)力在燃氣輪機 運行時與拉應(yīng)力疊加并且由此至少部分地相互抵消。在現(xiàn)有技術(shù)中，才立應(yīng)力在此以不利方式相互疊加。此外，這種結(jié)構(gòu)可以使所述密封件在使用和拆卸之后再次使用， 其中而后僅僅應(yīng)該更換所述板條。按本發(fā)明的主題的另 一 優(yōu)點是，每個動葉片可以僅僅由 一 個配屬 于它的密封件加以固定，從而在更換葉片環(huán)的單個的動葉片時僅僅必 須移走一個密封件并且不象在最接近的現(xiàn)有技術(shù)中一樣必須移走兩個 密封片。這就縮短了保養(yǎng)工作的持續(xù)時間以及裝備了所述動葉片的燃 汽輪機的停機時間。優(yōu)選的設(shè)計方案在從屬權(quán)利要求中得到說明。至少每第二個密封件或者每個密封件具有與所述板條結(jié)構(gòu)相同的 用于防止該密封件沿周向移動的板條，這一點證實特別有利。由此將由所有密封件構(gòu)成的密封圈固定在多個分布在圓周上的位置上，以防 止所述密封件沿周向移動。在 一 種改進方案中，每根板條的第二支臂的側(cè)面區(qū)域抵靠在所述 固定凹處的相應(yīng)的沿徑向方向延伸的側(cè)壁上，這是一種防止所述密封 件沿周向移動的有效措施。尤為有利的是，在端面?zhèn)拳h(huán)繞的凹槽相對 于所述動葉片保持槽布置在徑向更里面，其中在該凹槽中所述密封件 保持在徑向里面。由此可以在制造所述軸環(huán)時實現(xiàn)一種可特別簡單地 制造的并且成本低廉的、連續(xù)環(huán)繞的凹槽。按照另 一種設(shè)計方案，所述設(shè)置在軸環(huán)的側(cè)面上的固定凹處由兩 個布置在端面?zhèn)鹊?、徑向向外延伸的并且彼此間隔開的輪齒構(gòu)成。優(yōu)選布置在每個動葉片中的固定槽設(shè)置在所述動葉片的平臺的下 側(cè)面上，所述密封件可以在徑向外面嚙合在該固定槽中。由此將所述 密封件可靠地固定和定位在兩個徑向間隔開的點上。優(yōu)選所述軸環(huán)由轉(zhuǎn)子盤構(gòu)成。在一種作為替代方案的設(shè)計方案中，所述在端面?zhèn)拳h(huán)繞的凹槽在 徑向上布置在所述動葉片保持槽的高度上。而在徑向更里面則設(shè)置了 另一個向外敞開的凹槽，其中所述密封件嚙合在這兩個凹槽中，并且 此外在端面?zhèn)鹊挚吭谒鰟尤~片的葉根上。由此使所述密封件可靠地 鉤卡在至少兩個在徑向上彼此間隔開的點上，從而可以可靠地由密封 件對因所述動葉片沿軸向方向的移動而產(chǎn)生的力進行補償。涉及密封件的任務(wù)通過權(quán)利要求9所述特征得到解決。對于該密 封件獲得的優(yōu)點與所述裝置的優(yōu)點相對應(yīng)。尤其優(yōu)選將所說明的裝置用在一種可被軸向穿流的、靜止的燃氣 輪機中，相應(yīng)地通過密封件防止該燃氣輪機的布置在轉(zhuǎn)子上的動葉片 沿軸向移動。


下面借助于在附圖中示出的實施例對本發(fā)明進行解釋。從解釋中 獲得其它優(yōu)點和特征。其中圖1是按現(xiàn)有技術(shù)的用于對轉(zhuǎn)子中的動葉片進行軸向固定的裝置， 圖2是按圖1沿剖切線H-II的橫截面視圖， 圖3是按本發(fā)明的密封件的俯視圖，圖4是另一種按本發(fā)明的密封件的作為替代方案的設(shè)計方案的橫截面。
具體實施方式
圖3示出了燃氣輪機的轉(zhuǎn)子23的由轉(zhuǎn)子盤19構(gòu)成的軸環(huán)21的端 面?zhèn)鹊母┮晥D的截取部分?？梢試@著旋轉(zhuǎn)軸線50旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子23在 其外圓周52上具有在圓周U上分布的、沿軸向方向延伸的動葉片保持 槽12，在所述動葉片保持槽12中可以分別推入具有和所述動葉片保持 槽12相對應(yīng)地構(gòu)成的葉根54的動葉片14。動葉片14已推入在圖3中 在中間示出的動葉片保持槽12中。如在圖l和2所示的現(xiàn)有技術(shù)中一 樣，在所述轉(zhuǎn)子盤19的端面上或者說在所述軸環(huán)21的端面?zhèn)鹊膫?cè)面 56上，布置了沿軸向方向延伸的突起58或者具有在其中徑向向外敞開 的環(huán)繞的凹槽20的擴徑部位。所述凹槽20例如比動葉片保持槽12布 置在徑向更里面。所述動葉片14具有布置在葉根54和成型的葉片之 間的平臺28,朝所述環(huán)繞的凹槽20敞開的固定槽24設(shè)置在該平臺28 的下側(cè)面上并且在此與所述凹槽20對置。按照與現(xiàn)有技術(shù)相類似的方 式，將密封件42裝入連續(xù)環(huán)繞的凹槽20和固定槽24中，所述密封件 42防止所述動葉片14沿所述動葉片保持槽移動。與最接近的現(xiàn)有技術(shù)所不同的是，如圖3所示，每個密封件42完 全蓋住其中一個動葉片保持槽12的端面?zhèn)鹊拈_口 ，并且由此相應(yīng)地防 止相關(guān)的動葉片14沿動葉片保持槽12移動。如有必要，所述密封件42也象在現(xiàn)有技術(shù)中 一樣分布在圓周上， 使得每個密封件42以其一半固定其中一個動葉片14。如在現(xiàn)有技術(shù)中一樣，一圈完整安裝的密封件42形成一個密封圏， 該密封圈將可以被冷卻劑從中穿流的區(qū)域37與另 一個區(qū)域39相分開， 有時熱氣會進入所述另一個區(qū)域39中。為了防止所述密封件42沿周向U移動，該密封件42包括一個板 條60。該板條60優(yōu)選設(shè)置在所述密封件42的里面的端部61上并且按 照和現(xiàn)有技術(shù)相同的方式方法固定在所述密封件42上。但與現(xiàn)有技術(shù) 相反，為此所必需的、設(shè)置在密封件42中的縫隙40沿徑向方向延伸。 從這些縫隙40中穿過的并且由此和所述密封件42鉤卡在一起的板條 60被折彎并且基本上構(gòu)造為L形的，如果在基本上平行于所述板形的 密封件42的平面中來觀察所述板條60的話。所述板條60沿其伸展方 向具有沿所迷轉(zhuǎn)子23的周向U延伸的第一支臂62,所述板條60以該支臂62固定在所述密封件42上。所述板條60的沿徑向方向向里延伸 的第二支臂64則嚙合在固定凹處66中，該固定凹處66設(shè)置在所述軸 環(huán)21的側(cè)面56上。由于所述板條60的折彎形狀及其較短的第二支臂 64，可以避免在離心力的作用下這個移動保險件的彎曲。所述固定凹處66由兩個以一定間3巨布置的4侖齒68構(gòu)成，所述輪 齒68在所述突起58的外面的棱邊上徑向向外突出。當然，所述固定 凹處在所迷第二支臂64具有相應(yīng)長度時也可以由空隙69構(gòu)成。因為所述第二支臂64的側(cè)面區(qū)域抵靠在所述固定凹處66的相應(yīng) 地沿徑向方向延伸的側(cè)壁上或者說抵靠在所述輪齒68上，所以可靠地 防止按本發(fā)明的密封件42沿周向U移動。盡管沒有示出，但是可以用板條60防止所述密封圈的每第二個密 封件或者也可以是每個密封件沿所述凹槽20移動。圖4在作為替代方案的設(shè)計方案中示出了所述在端面?zhèn)拳h(huán)繞的、 在徑向上處于所述動葉片保持槽12的高度上的凹槽20。在徑向更里面， 在與所述軸環(huán)21相鄰的區(qū)域中比如在相鄰的轉(zhuǎn)子盤72中設(shè)置了另一 條向外敞開的凹槽70。所述密封件42裝入所述里面的凹槽70中并且 在其朝向所述軸環(huán)的表面上具有一個卡鉤71,所述卡鉤71嚙合在所述 外面的凹槽20中。在此，該卡鉤71以其外面的端部75抵靠在所述動 葉片14的葉根73和/或頸部的端面上。為了實現(xiàn)一種特別有利的設(shè)計 方案，沿徑向方向觀察，在所述凹槽20和所述密封件42在葉根73上 的接觸部位之間的間距明顯小于所述凹槽20到另一條凹槽70的間距。 由所述動葉片14沿軸向方向的移動來作用于所述密封件42上的力由 此通過較短的到在所述凹槽20的區(qū)域中的"旋轉(zhuǎn)點"的間距或者說杠 桿起作用。為了簡單地產(chǎn)生足夠的反作用力，設(shè)置了較長的間距或者 說杠桿，此外使該間距或者說杠桿局部增厚以便在區(qū)段74中進行加強。 在此以和圖3所示的設(shè)計方案相類似的方式防止所述密封件42沿周向 移動，其中在相鄰的轉(zhuǎn)子盤72上設(shè)置了所述輪齒以便對軸環(huán)21的端 面?zhèn)鹊膮^(qū)域進行增強?？傊?，用本發(fā)明來說明一種新穎的用于固定所述密封件的裝置10, 在所述裝置上所述設(shè)置用于防止密封件沿周向移動的板條成形為L形上
權(quán)利要求
1.用于對轉(zhuǎn)子(23)中的動葉片(14)進行軸向固定的裝置(10)，具有軸環(huán)(21)，在所述軸環(huán)(21)的外圓周(52)上設(shè)置了沿所述轉(zhuǎn)子(23)的軸向方向延伸的動葉片保持槽(12)，在所述動葉片保持槽(12)中相應(yīng)地布置了具有與所述動葉片保持槽(12)相對應(yīng)的葉根(54)的動葉片(14)，具有在所述軸環(huán)(21)的端面?zhèn)鹊膫?cè)面(56)上布置在所述動葉片保持槽(12)的區(qū)域中的突起(58)，在該突起中設(shè)置了徑向向外敞開的環(huán)繞的凹槽(20)，其中為了對所述動葉片(14)進行軸向固定相應(yīng)地設(shè)置了嚙合在所述環(huán)繞的凹槽(20)中的板形的密封件(42)，所述密封件(42)沿周向(U)形成端面?zhèn)鹊拿芊馊?，其中為防止所述密封?42)沿周向(U)移動，所述密封件(42)中的至少一個包括固定在該密封件(42)上的板條(60)，其特征在于，所述板條(60)沿其伸展方向基本上構(gòu)造為L形的，其中所述板條(60)的沿周向(U)延伸的第一支臂(62)固定在所述密封件(42)上，并且所述板條(60)的沿徑向方向向里延伸的第二支臂(64)嚙合在設(shè)置在所述軸環(huán)(21)的區(qū)域中的固定凹處(66)中。
2. 按權(quán)利要求I所述的裝置(IO)，其中至少每第二個密封件(42) 具有與所述板條結(jié)構(gòu)相同的、用于防止其沿周向(U)移動的板條(60), 該板條(60)相應(yīng)地嚙合在為其設(shè)置的、布置在所述軸環(huán)(21)的側(cè) 面(56)上的固定凹處(66)中。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的裝置(10),其中所述板條(60)的 第二支臂(64)的側(cè)面區(qū)域抵靠在所述固定凹處(66)的相應(yīng)的沿徑 向方向延伸的側(cè)壁上。
4. 按權(quán)利要求1、 2或3所述的裝置(10)，其中所述固定凹處 (66)由兩個布置在所述突起(58)上的并且^皮此間隔開的4侖齒(68)構(gòu)成。
5. 按前述權(quán)利要求中任一項所迷的裝置(10),其中所述在端面 側(cè)環(huán)繞的凹槽(20)相對于所述動葉片保持槽(12)布置在徑向更里面。
6. 按權(quán)利要求5所述的裝置(10),其中布置在每個動葉片(14) 中的固定槽(24)設(shè)置在所述動葉片(14)的平臺(28)的下側(cè)面(26) 上，所述密封件(42)嚙合在該固定槽(24)中。
7. 按前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置(IO)，其中所述軸環(huán)(21) 由轉(zhuǎn)子盤(19)構(gòu)成。
8. 按權(quán)利要求1到4中任一項所述的裝置(10),其中所述在端 面?zhèn)拳h(huán)繞的凹槽(20)在徑向上布置在所述動葉片保持槽(12)的高 度上并且在徑向更里面設(shè)置了另一個向外敞開的凹槽(70),其中所 述密封件(42)嚙合在這兩個凹槽(20、 70)中并且在端面?zhèn)?氐靠在 所述動葉片葉根上。
9. 板形的密封件(42)，具有可固定在其上面的板條(60)并且 尤其用于按權(quán)利要求1到8中任一項所述的裝置(10),其特征在于， 所述板條(60)沿其伸展方向基本上構(gòu)造為L形的，其中所述板條(60)的沿周向(U)延伸的第一支臂(62)固定在 所述密封件(42)上，并且所述板條(60)的沿徑向方向向里延伸的 第二支臂(64)嚙合在設(shè)置在所述軸環(huán)(21)的側(cè)面(56)上的固定 凹處(66)中。
10. 按權(quán)利要求1到8中任一項所述的裝置(10)或者按權(quán)利要 求9所述的用于固定可被軸向穿流的燃氣輪機的動葉片(14)的密封 件(42)的應(yīng)用。
全文摘要
介紹了一種用于對轉(zhuǎn)子中的動葉片(14)進行軸向固定的裝置(10)，該裝置(10)具有軸環(huán)(21)，在所述軸環(huán)(21)的外圓周(52)上設(shè)置了沿所述轉(zhuǎn)子的軸向方向延伸的動葉片保持槽(12)。在所述軸環(huán)(21)的端面?zhèn)鹊膫?cè)面(56)上，在所述保持槽的區(qū)域中設(shè)置了突起，在該突起中設(shè)置了徑向向外敞開的環(huán)繞的凹槽(20)，并且該裝置還具有布置在每個動葉片(14)中的固定槽(24)，其中為了對所述動葉片(14)進行軸向固定相應(yīng)地設(shè)置了嚙合在所述環(huán)繞的凹槽(20)及所述固定槽(24)中的板形的密封件(42)，所述密封件(42)沿周向(U)形成端面?zhèn)鹊拿芊馊Γ渲袨榉乐顾雒芊饧?42)沿周向(U)移動，所述密封件(42)中的至少一個包括固定在該密封件上的板條(60)。在此提出，所述安裝在密封件(42)的徑向里面的端部上的板條(60)構(gòu)造為L形的并且支撐在轉(zhuǎn)子盤(19)上。
文檔編號F01D5/32GK101258305SQ200680032679
公開日2008年9月3日 申請日期2006年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月7日
發(fā)明者A·休爾芬豪斯, C·沃格林, D·布里勒特, H·霍爾 申請人:西門子公司