專利名稱：制造蒸汽輪機中的定子隔板的方法和所制造的定子隔板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造蒸汽輪機或氣體膨脹機中的定子隔板的方法。
本發(fā)明還涉及一種蒸汽輪機或氣體膨脹機中的定子隔板。
眾所周知，蒸汽輪機是借助于蒸汽，一般是水蒸汽工作的，并在蒸汽或預(yù)先壓縮的氣體的膨脹過程中進行能量轉(zhuǎn)換，得到機械能。
特別是，在這樣的機器中，預(yù)先過熱或飽和的蒸汽，或壓縮氣體通過在透平中經(jīng)過數(shù)對交替布置的定子和轉(zhuǎn)子級而膨脹。
轉(zhuǎn)子級是與發(fā)動機軸一體的，它們將全部的扭距傳遞給發(fā)動機軸，而定子級用于在轉(zhuǎn)子葉片的入口以適當(dāng)?shù)臈l件為其提供蒸汽或氣體流。
定子由一組定子葉片構(gòu)成，在每一對之間，設(shè)置一相應(yīng)的噴嘴。
一級中的所有定子葉片都是固定在透平機的殼體上，在中心固定到一適當(dāng)?shù)墓潭ú考?，通常稱之為端蓋。
現(xiàn)有技術(shù)中建造和安裝已知結(jié)構(gòu)的蒸汽輪機或氣體膨脹機的定子部分是基于以下步驟的。
首先，從一拉伸桿(drawn bar)切削至一定尺寸得到葉片，而后加工端部以形成一與殼體連接的連接件和固定端蓋的一銷。
更確切地，殼體具有一C形腔，葉片沿圓周布置在其內(nèi)部。
葉片之間的間距由一定距前緣(heel)來保證，它與用于固定到殼體上的葉片經(jīng)歷相同的端部加工。
因此葉片和前緣交替地安裝在透平機的殼體上的一槽內(nèi)。
而后在葉片的另一端安裝一帶孔環(huán)，由葉片的銷子在環(huán)上的固定來保證其固定。
然而，值得注意的是上述的定子級的安裝需要相當(dāng)多的人工技術(shù)工作，所以安裝時間長，而且安裝質(zhì)量依賴于操作者的個人能力。
而且，雖然這種制造方法經(jīng)過數(shù)年證實是可行的，但它不能適應(yīng)現(xiàn)今市場競爭條件下的縮短建造時間和生產(chǎn)過程可重復(fù)性的要求。
最后還需指出的是，當(dāng)需要更換部件時，這種類型的定子級的拆卸還需要相當(dāng)多的時間，因為它涉及了大量的零部件。
因此本發(fā)明的目的是提供一種制造蒸汽輪機或氣體膨脹機中的定子隔板的方法，它可以縮短制造和安裝時間，并減少相應(yīng)的加工工作，因此具有相當(dāng)大的經(jīng)濟優(yōu)勢。
本發(fā)明的另一目的是提供一種建造和硬釬焊蒸汽輪機或氣體膨脹機中的定子隔板的方法，它能夠大幅度地降低制造誤差。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種建造和硬釬焊蒸汽輪機或氣體膨脹機中的定子隔板的方法，它能夠使隨后的檢修和更換操作大幅度地簡化。
本發(fā)明的這些和其它目的都通過一種制造蒸汽輪機或氣體膨脹機中的定子隔板的方法來達到，其特征為本發(fā)明提供了兩個環(huán)的準備階段，單獨地加工以得到徑向空腔，該徑向空腔具有上述的蒸汽輪機或氣體膨脹機的定子級的葉片的外形，并適用于上述葉片的隨后的安裝，其中一適當(dāng)量的硬釬焊材料以糊狀形式注入上述空腔內(nèi)，并且所述隔板要經(jīng)過一真空熔爐釬焊操作。
根據(jù)本發(fā)明的一最佳實施例，環(huán)的準備階段由利用水噴射切削單獨地加工環(huán)來完成，以得到具有葉片外形的徑向空腔，所有這些均借助于數(shù)控機加工工具來實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，環(huán)的空腔的準備階段通過由激光切削空腔來達到。
另一種形式是，環(huán)的空腔的準備階段通過由電子放電加工切削空腔來達到。
根據(jù)本發(fā)明的再一實施例，糊狀的釬焊材料被注入具有葉片外形的空腔內(nèi)。隨后的在真空中的熔爐釬焊操作促進釬焊材料滲入葉片外形和所述空腔之間的間隙中。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，在隔板的焊接操作之后，按照其最終尺寸加工隔板，并由電子放電加工將其切成兩個半環(huán)，以便最后將其安裝到所述蒸汽輪機或氣體膨脹機的殼體內(nèi)。
本發(fā)明還涉及一種蒸汽輪機或氣體膨脹機的定子隔板，其特征為它包括兩個環(huán)，單獨加工以得到具有葉片外形的徑向空腔，該空腔適用于隨后安裝所述葉片，其中一適當(dāng)量的釬焊材料以糊狀形式被注入所述空腔內(nèi)。
本發(fā)明的其它特征限定在本專利申請的權(quán)利要求中。
通過以下的針對附圖給出的非限定實施例的描述，可以更清楚地看出本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點，附圖包括
圖1是一示意性的前視圖，其中的局部剖視示出了圖2中的Ⅰ-Ⅰ面，與一定子隔板相關(guān)聯(lián)的一組定子葉片中的一定子葉片，按照本發(fā)明方法固定；圖2示意性地示出了圖1所示的定子葉片，其中的局部剖視為圖1中的Ⅱ-Ⅱ面；和圖3沿圖1中的A方向示意性地示出了用硬釬焊材料填充的一定子葉片的腔。
在以上的附圖中，包括定子隔板和固定在其上的葉片的裝置整體以數(shù)字10來表示。
實質(zhì)上，根據(jù)本發(fā)明的加工方法中，每一葉片11的兩端均由兩環(huán)12和14固定，以形成一隔板10。
具體地，每一葉片11的第一端被固定到一內(nèi)環(huán)12上，而另一端被固定到一外環(huán)13上。
由此形成的隔板10而后被安裝在蒸汽輪機或氣體膨脹機的殼體內(nèi)，在其內(nèi)預(yù)先已經(jīng)制成了一具有矩形橫斷面的空腔。
所得到的隔板10具有兩個環(huán)12和13，這兩個環(huán)最好是鑄造的，用水噴射切削加工方法單獨加工而成。
以此方法，加工出具有葉片11外形的徑向槽，用于隨后將所述葉片安裝在其內(nèi)。
利用一數(shù)控機加工工具來進行切削加工。
在本發(fā)明的變化形式中，切削過程可以由激光或利用電子放電加工來實現(xiàn)。
葉片11通常是由一拉伸桿經(jīng)切削加工至預(yù)定尺寸作為預(yù)先完成的加工，但不將其加工成具有用于將其固定到殼體上的上部腔，因此在另一端的銷也不再出現(xiàn)。
糊狀的硬釬焊材料14、14’注入空腔15、15’中，并進入葉片11外形與外環(huán)13和內(nèi)環(huán)12的空腔15、15’之間的間隙中。
在一熔爐中在真空狀態(tài)下以控制溫度下進行硬釬焊，其它的操作參數(shù)按照以下列出的。
葉片11的固定由用焊接材料作一小的焊珠(僅在環(huán)的內(nèi)側(cè)上)來實現(xiàn)，以保證在隨后的操作中其位置穩(wěn)定。
一種輔助粘結(jié)的亞麻布帶覆蓋于環(huán)的外和內(nèi)直徑上，用于糊狀硬釬焊材料的噴射。
而后糊狀硬釬焊材料14、14’從內(nèi)環(huán)12和外環(huán)13直徑的兩側(cè)被噴入環(huán)上的空腔15、15’內(nèi)，必須注意控制噴射壓力以使糊狀硬釬焊材料14、14’能夠到達面對蒸汽流動通道的槽的邊緣的各個角落。
在真空的熔爐內(nèi)進行的硬釬焊，其操作壓力小于5×10-3TORR。
釬焊之后，隔板10按照最終尺寸進行加工，而后用金屬絲或激光采用電子放電加工將其切成兩個半環(huán)。
因此最后在殼體內(nèi)的裝配減少到僅是安裝兩半環(huán)。
從所給出的描述中可以清楚地看出本發(fā)明的制造蒸汽輪機內(nèi)的定子隔板的方法的特征及優(yōu)點。
以下的描述意在更清楚地闡述這些優(yōu)點。
以上所述的本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)在一單一隔板中安裝兩個環(huán)，定子葉片在這兩個環(huán)內(nèi)與其焊接成一整體。
這種解決方案減少了所使用的零部件，當(dāng)需要更換隔板10時，使更換操作大幅度簡化。
事實上，本發(fā)明的定子隔板10的一個相當(dāng)重要的方面是本發(fā)明需要操作處理的僅是兩個部件，即上半環(huán)和下半環(huán)，代替了現(xiàn)有技術(shù)中該系統(tǒng)的所有的葉片11。
這意味著最后的裝配和可能需要的任何一次更換零部件所需要的時間都可以大大地縮短，這樣就可以縮短停機時間，進而節(jié)省檢修成本。
而且，得益于制造過程的自動化和排除了人工操作，隔板的結(jié)構(gòu)強度增加了，制造公差也被降低了。
水噴射切削技術(shù)，特別是數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到槽的切削，能夠?qū)崿F(xiàn)葉片11的外形上的平均間隙為0.05-0.2mm，保證了加工的經(jīng)濟性和準確性。
顯然，在不偏離本發(fā)明的新穎而富有創(chuàng)造性的原理的前提下，本發(fā)明的蒸汽輪機定子隔板的制造方法可以有多種變化形式。
最后可以想到的是在本發(fā)明的實際應(yīng)用中，所述的零部件的材料、形式和尺寸根據(jù)需要可以是任一種類的，而且它們可以從技術(shù)角度用與此相當(dāng)?shù)钠渌N類的來替換。
權(quán)利要求
1．用于制造蒸汽輪機或氣體膨脹機中的定子隔板(10)的方法，其特征在于它提供了兩個環(huán)(12,13)的準備階段，單獨地加工以得到徑向空腔(15,15’)，該徑向空腔(15,15’)具有所述蒸汽輪機或氣體膨脹機的定子級的葉片(11)的外形，并適用于所述葉片(11)的隨后的安裝，其中一適當(dāng)量的硬釬焊材料(14,14’)以糊狀形式注入所述空腔(15,15’)內(nèi)，并且所述隔板(10)要經(jīng)過一真空狀態(tài)下的熔爐釬焊操作。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述環(huán)(12,13)的準備階段借助于數(shù)控機加工工具，由利用水噴射切削單獨地加工所述兩個環(huán)(12,13)來完成，以得到具有葉片(11)外形的所述徑向空腔(15,15’)。
3．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述環(huán)(12,13)的空腔(15,15’)的準備階段通過由激光切削所述空腔(15,15’)來達到。
4．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述環(huán)(12,13)的空腔(15,15’)的準備階段通過由電子放電加工切削所述空腔(15,15’)來達到。
5．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述糊狀的釬焊材料(14,14’)被注入所述空腔(15,15’)內(nèi)，并進入所述葉片(11)的外形和所述環(huán)(12,13)的空腔(15,15’)之間的間隙中。
6．如上述的任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在焊接操作之后，按照最終尺寸加工所述隔板(10)，并由電子放電加工或激光將其切成兩個半環(huán)，以便最后將其安裝到所述蒸汽輪機或氣體膨脹機的內(nèi)部殼體內(nèi)。
7．如上述的任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所述釬焊操作在一熔爐內(nèi)在真空下進行。
8．用于蒸汽輪機的定子隔板(10)，其特征在于它包括兩個環(huán)(12,13)，單獨加工以得到具有葉片(11)外形的徑向空腔(15,15’)，該空腔適用于隨后安裝所述葉片(11)，其中一適當(dāng)量的釬焊材料(14,14’)以糊狀形式被注入所述空腔(15,15’)內(nèi)。
9．如附圖中所描述和示意出的用于建造和焊接蒸汽輪機或氣體膨脹機的定子隔板的方法和由此生產(chǎn)的隔板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于制造蒸汽輪機或氣體膨脹機中的定子隔板(10)的方法,它提供了兩個環(huán)(12,13)的準備階段,單獨地加工以得到徑向槽(15,15’),該徑向槽(15,15’)具有蒸汽輪機或氣體膨脹機的定子級的葉片(11)的外形,并適用于葉片(11)的隨后的安裝,其中一適當(dāng)量的硬釬焊材料(14,14’)以糊狀形式注入空腔(15,15’)內(nèi),并且隔板(10)要經(jīng)過一真空狀態(tài)下的熔爐釬焊操作。本發(fā)明還公開了一種蒸汽輪機或氣體膨脹機的定子隔板(10)。
文檔編號B23K31/02GK1318686SQ0111966
公開日2001年10月24日 申請日期2001年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月18日
發(fā)明者G·格利 申請人:諾沃皮尼奧內(nèi)控股有限公司