兩個(gè)部分關(guān)于彼此的定心布置的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種定心布置(20)包括環(huán)狀內(nèi)部分(22)和環(huán)狀外部分(21)，由此所述外部分(21)以同心布置包繞所述內(nèi)部分(22)，并且其中空隙(24)建立在所述外部分(21)與所述內(nèi)部分(22)之間，并且由此所述外部分(21)和所述內(nèi)部分(22)經(jīng)受差異徑向膨脹。簡(jiǎn)單且有效的定心通過(guò)提供定心接觸元件(23)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該定心接觸元件(23)獲得多個(gè)沿周向分布的接觸點(diǎn)處的所述外部分(21)與所述內(nèi)部分(22)之間的定心機(jī)械接觸，并且能夠變形以便補(bǔ)償所述差異徑向膨脹。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
兩個(gè)部分關(guān)于彼此的定心布置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械工程領(lǐng)域。其涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的定心布置。
【背景技術(shù)】
[0002]在具有內(nèi)殼和外殼的燃?xì)鉁u輪中，通常存在使具有差異徑向膨脹的兩個(gè)部分定心的問(wèn)題。原因在于部分由具有不同膨脹系數(shù)的不同材料產(chǎn)生，并且/或者在不同溫度下操作，并且/或者在不同溫度下瞬變地操作。
[0003 ]在現(xiàn)有技術(shù)中，引入徑向鍵來(lái)解決該問(wèn)題。
[0004]文獻(xiàn)US7,686,575 B2公開(kāi)了一種用于燃?xì)鉁u輪流動(dòng)路徑構(gòu)件如護(hù)罩環(huán)形節(jié)段的內(nèi)安裝環(huán)。內(nèi)環(huán)可在可沿徑向滑動(dòng)的安裝件上安裝于外環(huán)，該可沿徑向滑動(dòng)的安裝件將兩個(gè)環(huán)保持為成同軸關(guān)系，但允許它們以不同速率熱膨脹。這允許了內(nèi)環(huán)的徑向膨脹率與渦輪葉片末端的匹配，因此提供了在所有發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件下的渦輪葉片末端與護(hù)罩環(huán)節(jié)段的內(nèi)表面之間的減小的空隙。內(nèi)環(huán)可由具有比外環(huán)的低的熱膨脹系數(shù)的材料制成。
[0005]文獻(xiàn)EP2772617A1涉及一種旋轉(zhuǎn)流動(dòng)機(jī)器，其包括圍繞旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子單元，在至少一個(gè)局部軸向區(qū)域中，靜止內(nèi)殼體繞著該旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)設(shè)在一徑向距離處，其可沿旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)分成沿水平分開(kāi)平面鄰接彼此的上內(nèi)殼體半部和下內(nèi)殼體半部，所述內(nèi)殼體在至少一個(gè)軸向區(qū)段中由外殼體包繞，該外殼體可沿旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)分成一個(gè)上外殼體半部和一個(gè)下外殼體半部。下內(nèi)殼體半部提供支承器件，其將內(nèi)下殼體半部支承在下外殼體半部上，并且所述支承器件至少在沿分開(kāi)平面的關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的兩個(gè)相對(duì)支承位置處可拆卸地安裝在下內(nèi)殼體半部處。
[0006]這些解決方案的缺點(diǎn)在于:
?需要較大的界面；
?增大數(shù)量的部分為必要的；以及 ?存在較長(zhǎng)的組裝時(shí)間和較高成本。
[0007]在其它技術(shù)領(lǐng)域中，存在用于公開(kāi)的某些定心問(wèn)題的不同解決方案。
[0008]文獻(xiàn)US6，126，130公開(kāi)了一種用于支撐兩個(gè)構(gòu)件的裝置，其具有彈簧環(huán)，該彈簧環(huán)設(shè)計(jì)成在各種情況下在徑向方向和軸向方向上是波狀的。在各種情況下，彈簧環(huán)可沿軸向或徑向壓縮，而不失去其在另一方向上的彈簧效應(yīng)。特別有利的是，彈簧環(huán)用于在給送單元中支撐汽車(chē)的燃料栗。
[0009]W02014/023778A1描述了一種用于在中心卡緊包括工具支座的心軸上的插座的旋轉(zhuǎn)工具的定心裝置。工具布置包括包含心軸的工具支座，并且包括置于工具支座上并且包括插座的旋轉(zhuǎn)工具。為了產(chǎn)生容易制造并且可用于大量?jī)?nèi)部卡緊單元的通用定心裝置，并且產(chǎn)生其中旋轉(zhuǎn)工具可以以高準(zhǔn)確性在內(nèi)部卡緊單元上定心的工具布置，定心裝置設(shè)計(jì)為閉合的定心環(huán)，其可插入在旋轉(zhuǎn)工具與心軸之間，并且具有可彈性變形的輪廓，并且此類(lèi)定心裝置在工具布置中設(shè)置在心軸與旋轉(zhuǎn)工具之間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種用于具有差異徑向膨脹的同心部分的定心布置，其簡(jiǎn)單且有效，并且可適于渦輪機(jī)的內(nèi)殼和外殼。
[0011 ]該目的及其它目的通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的定心布置獲得。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，定心布置包括環(huán)狀內(nèi)部分和環(huán)狀外部分，由此所述外部分以同心布置包繞所述內(nèi)部分，并且其中空隙建立在所述外部分與所述內(nèi)部分之間，并且由此所述外部分和所述內(nèi)部分經(jīng)受差異徑向膨脹。
[0013]其特征在于，提供了定心接觸元件，其獲得多個(gè)沿周向分布的接觸點(diǎn)處的所述外部分與所述內(nèi)部分之間的定心機(jī)械接觸，并且能夠變形以便補(bǔ)償所述差異徑向膨脹。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述定心接觸元件為所述外部分與內(nèi)部分自身中的一個(gè)。
[0015]具體而言，所述定心接觸元件為所述內(nèi)部分自身。
[0016]更具體而言，所述內(nèi)部分具有圓形內(nèi)輪廓和多邊形外輪廓，并且所述外部分具有圓形內(nèi)輪廓。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，所述定心接觸元件為置于所述外部分與所述內(nèi)部分之間的所述空隙中的波狀中間環(huán)。
[0018]具體而言，所述外部分具有圓形內(nèi)輪廓，并且所述內(nèi)部分具有圓形外輪廓。
[0019]更具體而言，所述外部分具有非圓形內(nèi)輪廓，并且所述內(nèi)部分具有非圓形外輪廓，由此所述外部分的所述非圓形內(nèi)輪廓和所述內(nèi)部分的所述非圓形外輪廓與所述波狀中間環(huán)的波形匹配。
[0020]甚至更具體而言，所述內(nèi)部分具有圓形內(nèi)輪廓。
[0021 ]具體而言，所述波狀中間環(huán)具有周向間隙。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，所述定心接觸元件能夠在所述差異徑向膨脹期間彈性地變形。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，所述外部分和所述內(nèi)部分為渦輪機(jī)(尤其是燃?xì)鉁u輪)的外殼和內(nèi)殼。
【附圖說(shuō)明】
[0024]現(xiàn)在將借助于不同實(shí)施例并且參照附圖來(lái)更詳細(xì)闡釋本發(fā)明。
[0025]圖1示出了包括外殼和內(nèi)殼的GT26型燃?xì)鉁u輪，該內(nèi)殼由所述外殼包繞并且是由于差異熱膨脹而必須定心的布置的實(shí)例；
圖2以軸向視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包繞的外部分內(nèi)的內(nèi)部分的布置，由此內(nèi)部分與外部分之間的界面中的一個(gè)具有多邊形形狀；
圖3以軸向視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的包繞的外部分內(nèi)的內(nèi)部分的布置，由此波狀中間環(huán)設(shè)在內(nèi)部分與外部分之間的環(huán)狀空隙中；
圖4以軸向視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的包繞的外部分內(nèi)的內(nèi)部分的布置，由此內(nèi)部分與外部分之間的兩個(gè)界面具有非圓形形狀，并且波狀中間環(huán)設(shè)在內(nèi)部分與外部分之間的非圓形環(huán)狀空隙中；
圖5示出了包繞沿軸向固定的內(nèi)殼的兩部分外殼(例如，燃?xì)鉁u輪的)的縱向區(qū)段，由此中間環(huán)根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例設(shè)在一個(gè)外殼部分與內(nèi)殼之間的空隙中；以及
圖6示出了包繞內(nèi)殼的外殼(例如，燃?xì)鉁u輪的)的縱向區(qū)段，由此所述內(nèi)殼根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例具有作為定心器件的薄多邊形界面。
[0026]部件列表
10燃?xì)鉁u輪(例如，GT26)
11轉(zhuǎn)子 12內(nèi)殼 13外殼
14,20,26定心布置 15,21,27外部分 16,22,28內(nèi)部分 17軸線(xiàn) 18a_c接觸 19空隙 23,29中間環(huán) 24,30空隙 25,31間隙 32內(nèi)空間
33,37定心布置(例如，燃?xì)鉁u輪)
34a,b外殼 35內(nèi)殼 36中間環(huán) 38外殼 39內(nèi)殼 40多邊形環(huán) 41,42空隙。
【具體實(shí)施方式】
[0027]根據(jù)本發(fā)明的定心方案的一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用為渦輪機(jī)，尤其是燃?xì)鉁u輪，其中內(nèi)殼和外殼必須定心，并且保持在差異徑向膨脹條件下定心，差異徑向膨脹條件可為永久的或者在操作期間由瞬態(tài)引起。
[0028]圖1示出了靜止燃?xì)鉁u輪10的實(shí)例，其具有轉(zhuǎn)子11、內(nèi)殼12以及外殼13，其中內(nèi)殼12由外殼13同心地包繞。
[0029]然而，本發(fā)明不限于渦輪機(jī)，而是可更普遍地應(yīng)用于其中兩個(gè)同心部分經(jīng)受差異徑向膨脹的所有情況中。
[0030]圖2中示出了第一此類(lèi)應(yīng)用。定心布置14位于環(huán)狀內(nèi)部分16與包繞的環(huán)狀外部分15之間，這些部分關(guān)于中心軸線(xiàn)17同心?？障?9設(shè)在內(nèi)部分16與外部分15之間。
[0031]盡管內(nèi)部分16的內(nèi)輪廓為圓形的，但外輪廓具有多邊形形狀，具有內(nèi)部分16與外部分15之間的3個(gè)或更多個(gè)沿周向分布的機(jī)械接觸18a-c，或反之亦然。部分15，16中的至少一個(gè)足夠薄，并且在界面處為柔性的，以在差異徑向膨脹期間能夠彈性地變形，或者在塑性范圍中具有足夠的壽命。
[0032]如果兩個(gè)部分在界面處彈性不足，則可引入中間環(huán)。中間環(huán)具有帶與各個(gè)部分的3個(gè)或更多個(gè)接觸的波狀形狀。界面處的波狀環(huán)足夠薄，并且為柔性的，以能夠在兩個(gè)部分的差異徑向膨脹期間彈性地變形或在塑性范圍中具有足夠的壽命。波狀環(huán)還可切割成具有周向間隙以便增大其柔性。開(kāi)口環(huán)的波形的間距可改變以實(shí)現(xiàn)沿所有徑向方向的一致剛度。
[0033]圖3示出了具有波狀中間環(huán)23的實(shí)施例，其中周向間隙25設(shè)在完全圓形的內(nèi)部分22與完全圓形的外部分21之間的空隙24中，從而分別具有中間環(huán)23與內(nèi)部分22和外部分21之間的三個(gè)以上的機(jī)械接觸。
[0034]圖4示出了具有波狀中間環(huán)29的另一個(gè)實(shí)施例，波狀中間環(huán)29設(shè)在部分圓形的內(nèi)部分28與完全非圓形的外部分27之間的空隙30中。此外，中間環(huán)29具有周向間隙31。因此，圖4的實(shí)施例使用圖2和3中所示的兩個(gè)構(gòu)想。
[0035]這些定心布置的優(yōu)點(diǎn)在于:
?定心界面處的較小空間要求；
?減少的部分?jǐn)?shù)量;以及
?較快組裝和拆卸時(shí)間和降低的成本。
[0036]圖5和6涉及新定心方案應(yīng)用于渦輪機(jī)的殼，尤其是燃?xì)鉁u輪。
[0037]在圖5中，定心布置33在第一外殼34a和第二外殼34b與內(nèi)殼35之間。在第一外殼34a和第二外殼34b與內(nèi)殼35之間的環(huán)狀空隙41中，提供了類(lèi)似于圖3的波狀中間環(huán)36，其即使在差異徑向膨脹發(fā)生(例如，在瞬態(tài)期間)時(shí)也將凸緣內(nèi)殼35保持為與外殼34a，b成定心關(guān)系。
[0038]在圖6中，定心布置37包括內(nèi)殼39和包繞的外殼38，由此兩個(gè)殼之間的空隙42由類(lèi)似于圖2的形成為內(nèi)殼40的部分的多邊形環(huán)40橋接。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.定心布置(14,20,26;33，37)，其包括環(huán)狀內(nèi)部分(16,22,28; 35，39)和環(huán)狀外部分(15，21，27，34&，13，38)，由此所述外部分(15，21，27;34&，13，38)以同心布置包繞所述內(nèi)部分(16，22，28;35，39)，并且其中空隙(19，24，30;41，42)建立在所述外部分(15，21，27;34&，13，38)與所述內(nèi)部分(16，22，28;35，39)之間，并且由此所述外部分(15，21，27;34&，13，38)和所述內(nèi)部分(16，22，28; 35，39)經(jīng)受差異徑向膨脹，其特征在于，提供了定心接觸元件(16; 23，29; 36，40)，其獲得多個(gè)沿周向分布的接觸點(diǎn)處的所述外部分(15，21，27; 34a，b，38)與所述內(nèi)部分(16，22，28 ; 35，39)之間的定心機(jī)械接觸(18a_c)，并且能夠變形以便補(bǔ)償所述差異徑向膨脹。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定心布置，其特征在于，所述定心接觸元件為所述外部分(16)和所述內(nèi)部分(39)自身中的一個(gè)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定心布置，其特征在于，所述定心接觸元件為所述內(nèi)部分(16，39)自身。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的定心布置，其特征在于，所述內(nèi)部分(16，39)具有圓形內(nèi)輪廓和多邊形外輪廓，并且所述外部分(15，38)具有圓形內(nèi)輪廓。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定心布置，其特征在于，所述定心接觸元件為置于所述外部分(21，27;34&，13)與所述內(nèi)部分(22，28;35)之間的所述空隙(24，30;41)中的波狀中間環(huán)(23，29;36)ο6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定心布置，其特征在于，所述外部分(21)具有圓形內(nèi)輪廓，并且所述內(nèi)部分(22)具有圓形外輪廓。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定心布置，其特征在于，所述外部分(27)具有非圓形內(nèi)輪廓，并且所述內(nèi)部分(28)具有非圓形外輪廓，由此所述外部分(27)的所述非圓形內(nèi)輪廓和所述內(nèi)部分(28)的所述非圓形外輪廓與所述波狀中間環(huán)(29)的波形匹配。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的定心布置，其特征在于，所述內(nèi)部分(28)具有圓形內(nèi)輪廓。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定心布置，其特征在于，所述波狀中間環(huán)(23，29;36)具有周向間隙(25，31)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定心布置，其特征在于，所述定心接觸元件(16; 23，29 ; 36，40)能夠在所述差異徑向膨脹期間彈性地變形。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定心布置，其特征在于，所述外部分和所述內(nèi)部分為渦輪機(jī)，尤其是燃?xì)鉁u輪(10)的外殼(34a，b，38)和內(nèi)殼(35，39)。
【文檔編號(hào)】F01D25/28GK105822364SQ201610042598
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年1月22日
【發(fā)明人】U.本茲, P.馬洛, J.伊姆菲德
【申請(qǐng)人】通用電器技術(shù)有限公司