專利名稱：工作葉片在轉子上的軸向保險裝置和有這種裝置的燃氣輪機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種工作葉片在轉子上的軸向保險裝置，包括一個軸環， 在其外圓周上設有沿轉子的軸向延伸的工作葉片固定槽，工作葉片分別通 過與工作葉片固定槽對應的葉根安裝在這些工作葉片固定槽內，還包括一 個在工作葉片固定槽區域內設在軸環端側側面的凸塊，在凸塊內設有沿徑 向向外開口的環槽，以及包括布設在每個工作葉片內沿徑向朝里開口的保
險槽，它分別與環槽沿徑向相對置，其中，為了工作葉片的軸向保險，分 別在環槽和在保險槽內設置插入的薄板狀密封件，這些密封件沿周向構成 端側密封環，其中，為了固定密封件防止沿周向移動，至少一個密封件有 孔。此外本發明涉及一種具有這種裝置的燃氣輪機。
背景技術：
燃氣輪機的轉子是已知的，其中，在外圓周上工作葉片固定槽內安裝
的工作葉片借助密封片防止軸向移動。在這方面例如由US3957393已知， 這種密封片通過鉚接固定在轉子上。
此外已知按照圖1的裝置。圖1表示一種此類裝置的俯視圖，以及圖2 表示按照圖1中剖切線n-n的橫截面圖。對于每個要防止在其工作葉片固 定槽12內軸向移動的工作葉片14而言，作為密封件采用兩個小量重疊的 密封片16，它們各遮擋工作葉片固定槽12端側口的一半。每個密封片16 其沿徑向的內端18插入一個設在轉子盤19端側的環形槽20中，以及其沿 徑向的外端22插入一個設在工作葉片14的平臺28的下側26上的保險槽 24內。為防止任何密封片16沿周向U移動，在每個密封片16上固定一個 直線狀板條30,它基本上沿轉子23的徑向延伸。每個板條30的其沿徑向 的外端32終止為一個逐漸聚合的尖端34。在工作葉片14的平臺28上存在 斜削的棱邊36,其中，每兩個直接相鄰的渦輪工作葉片14的相對置的棱邊 36,形成一個逐漸變尖的空隙38，板條30的尖端34可以伸入并貼靠在該此外密封片16還確保隔離兩個區域37、 39，在這兩個區域內一側可以 進入冷卻空氣，以及另一側在有些情況下可以進入部分熱燃氣。
為了將板條30固定在密封片16上，在密封片16上設有兩個平行的開 口 40，已經預彎成U形的板條30通過它們裝入。板條30的與尖端34相對 置的端部41,在將密封片16安裝在轉子盤19上之前，已經彎曲到圖2所 示的用于固定板條30的位置。
當工作葉片14安裝在轉子盤19上后，將密封片16與預裝配的板條30 一起，相繼穿入設在轉子盤19上連續環繞的環槽20內以及設在平臺28下 側26上的保險槽24內。密封片16沿環槽20的圓周定位成，使每個板條 30與一個空隙38相對置。接著，板條30的尖端34彎入該空隙38中，以 防密封片16沿周向U移動。
因為板條基于非常高的機械要求只允許彎曲 一次，所以在維修并更換 工作葉片的情況下，必須用新的板條替換彎曲過的板條。此外，設在密封 片中用于安裝板條的開口削弱了密封片。
發明內容
本發明要解決的技術問題是，提供另 一種防止密封件有危險地周向移 動的裝置，其能縮短裝配和分解的時間。本發明另一個要解決的技術問題 是，制備一種具有這種裝置的燃氣輪機。
涉及工作葉片在轉子上的軸向保險裝置的技術問題，通過權利要求1 的特征得以解決。
本發明規定，在此類裝置中防止密封件沿周向移動的裝置，包括一個 設在密封件內的孔和一個設在軸環側面與該孔大體對齊的槽以及一個裝入 槽和孔內位置固定的制動件。本發明與迄今的設計不同，在那里一個與密 封件鉤連的板條形狀封閉地插入一個空隙中。現在取代板條釆用制動件， 它可以插入設在軸環端側的槽內。制動件閉鎖密封件沿周向的移動，因為 它裝在密封件的區域內，橫向于其中安裝密封件的環槽地延伸，與此同時 插入設在密封件上的孔中。密封件沿環槽小量的和可容忍的間隙，只有在 孔沿周向看的寬度大于制動件沿周向觀察的寬度才有可能。
使用一種插入密封件的孔中并通過使其塑性變形的斂縫將其固定在軸環端側上的制動件，可以達到密封件特別可靠而簡單的防止沿周向移動的 軸向保險。此外，裝配可以迅速和方便地實現。為此，用一種適用的斂縫 工具，例如錘子和鑿子類工具，使制動件端側塑性變形，從而將制動件在 壓力下貼靠在槽內，由此在槽的壁與制動件之間造成一種非常可靠的摩擦 連接，這種摩擦連接可靠地阻止在燃氣輪機運行時制動件無意中脫開。為 了拆卸制動件，制動件的變形區可以通過打磨去除，并由此松開摩擦連接 以取出制動件。
此外采用按照本發明的設計取消了迄今削弱密封件的開口 ，而這些開 口用于將保險片固定在密封件上。因此進一步增大密封件的剛性及其密封效果。
在從屬權利要求中說明有利的設計。
按本發明 一項有利的設計，制動件就其裝入狀態而言在槽的區域內橫 截面設計為楔形，以及此外還包括一個從端側伸出的銷子，它可以插入密 封件的孔中。通過制動件的楔形和對應于此楔形的槽的楔形，規定了制動 件在轉子內一個確定的位置。此外，這樣選擇槽的楔形的定向，使相互走 近的側壁，就像制動件的與之對應的側面一樣向外指。由此，楔形的制動 件在離心力作用下企圖向外，在這種情況下進一步在槽內楔緊或夾緊，這 進一 步強化了側面與側壁之間的摩擦連接，以及使制動件的無意中脫開更 難發生。其結果是由此可提供一種特別安全的裝置。
按本發明另一項設計，安裝制動件的槽沿徑向向外開口。在這種情況 下，安裝在槽內的制動件可以在就轉子而言的圓周上塑性變形，代替端側 變形。若此時在槽的側壁內還提供附加的設在圓周上的凹窩，制動件的部 分變形材料可避讓在凹窩內，則除了夾緊制動件外，還附加地構成一種形 狀封閉連接，用于制動件的位置固定。由此特別可靠地防止制動件失落。
按另一項有利的設計，在軸環側面沿轉子軸向延伸的槽布置為，使其 一直延伸到環槽內。在這種情況下避免削弱軸環或優選地構成軸環的轉子 盤。因此，將設在密封件上的孔制在密封件沿徑向的內端。密封件的這一 區域在工作時加熱最小，所以不因所述的孔而影響密封件的剛度和耐熱強 度。
業已證實特別有利的是，每第二個或每個密封件都具有防止密封件移
動的保險裝置D恰S地所述裝置在軸向流動的固定式燃氣輪機轉子上采用。
下面借助附圖表示的多種實施例來說明闡述本發明。由所述說明中可
得出其他優點和特征。其中
圖1表示按照現有技術的工作葉片在轉子上的軸向保險裝置； 圖2表示按照圖1中剖切線II-II的橫截面；
圖3表示轉子盤和裝在它上面的工作葉片的局部俯視圖，借助密封件 作為工作葉片的軸向保險裝置；
圖4表示按照本發明的制動件的透視圖5表示按照第二種設計裝入轉子槽內的制動件的透視圖。
具體實施例方式
圖3表示燃氣輪機轉子23的由轉子盤19構成的軸環21的局部端側俯 視圖。可繞旋轉軸50旋轉的轉子23，在其外圓周52上有沿圓周U分布的、 沿軸向延伸的工作葉片固定槽12，其中可分別插入工作葉片14的與工作葉 片固定槽12對應設計的葉根54。表示在圖3中央的工作葉片固定槽12中 已經插入一個工作葉片14。與圖1和圖2中表示的現有技術一樣，在轉子 盤19端側或在軸環21端側的側面56上，布i殳一個沿軸向延伸的凸塊58 或擴展段，其帶有沿徑向向外開口的環槽20。環槽20例如設在比工作葉片 固定槽12沿徑向更靠里的位置上。工作葉片14具有一個處于葉根54與型 面葉身之間的平臺28，在其下側設有朝環槽20開口的保險槽24并與之相 對置。按照與現有技術類似的方式，密封件42插入連續的環槽20及保險 槽24內，它防止工作葉片14沿工作葉片固定槽的移動。
與上述現有技術不同，密封件42完全遮擋其中一個工作葉片固定槽12 的端側孔。因此總是僅一個工作葉片14被其中一個密封件42固定，防止 其沿工作葉片固定槽12移動。
但密封件42也可以如現有技術那樣沿圓周分布為，將兩個直接相鄰的 密封件分別半個地插入工作葉片14的保險槽24內。此時兩個相鄰的密封 件防止一個工作葉片14軸向移動。
類似于現有技術，完全裝配好的一圈分別略微重疊的密封件42形成一 個密封環，它將一個可流過冷卻劑的區域37與另一個在有些情況下可流入熱燃氣的區域39隔開。
為了確保密封件42本身不沿周向移動，在密封件42的沿徑向的內端 61設有一個孔63，它可以是一個沖槽，但也可以是一個鉆孔。
此外，在軸環21的端面56上在凸塊58區域內分別設有一個槽65，它 基本上沿轉子23的軸向，亦即平行于旋轉軸50地延伸。每個槽65有兩個 相對置的側面66,這兩個側面向外觀察相互楔形地走近，^E形成一個不接 觸的間隙。
也可以取代向外開口的槽65，-沒一個對外封閉的槽。在這種情況下兩 個相互走近的側壁66在修圓的頂端接觸。
在槽65內可插入圖4中透視表示的制動件67。制動件67包括一個與 槽65對應的具有彼此走近的側面70的楔形段，以及一個設在楔形段端側 的銷子69。當制動件67裝入槽65中時，銷子69插入密封件42的孔63內。
因此，防止密封件42沿周向U移動的保險裝置，在總體上包括密封件 42上的孔63、設在轉子盤19端側的槽65以及可裝入其中的制動件67。
只有當孔63沿周向看的寬度大于銷子沿周向看的寬度或直徑時，密封 件42沿環槽20才可能有小量和可容忍的間隙。為了達到特別密封地隔離 區域37與區域39,優選地孔63的寬度與銷子69的直徑基本一致。
在將制動件67裝入槽65內后，借助斂縫工序使制動件小量塑性變形。 此時制動件67在區域71內塑性變形。由此消除為了安裝制動件67仍存在 的但小量的間隙，從而造成制動件67的一種更牢靠的配合。通過消除間隙， 使側面70壓靠在側壁66上。由此在槽65的側壁66與制動件67的側面70 之間形成可靠的摩擦連接，它可靠地防止制動件無意中脫開。
斂縫工序可以借助一把適用的尖端略加修圓的鑿子進行，將鑿子放在 制動件上的區域71內并施加錘擊力。為了控制鑿子的定位，制動件有一個 預加工在端側的凹口 71 ，鑿子應;j欠在此凹口內。
圖5表示本發明另一種設計的透視圖。在這里，將圖4所示僅略有改 變的制動件67裝入槽65中。取代端側的凹口71,用于圖5的制動件67有 兩個就轉子而言在外側(圓周側)的凹口 71,用于協助斂縫工序的實施， 只要制動件67按照圖5裝入槽65中，它們便分別與一個在圓周側設在側 壁66內的凹窩72相對置。通過按照以上所述方式實施斂縫工序，制動件 在凹口附近的材料可進入凹窩72內，從而造成一種形狀封閉連接，將制動件67可靠定位在槽65中。
總之，采用本發明提供了一種裝置，其中，通過從軸環端側插入槽內 的制動件封堵密封件的移動行程，克服由現有技術已知的缺點。為了確保 制動件本身不會無意中脫開，借助塑性變形將制動件固定在轉子盤上。
權利要求
1.一種工作葉片(14)在轉子(23)上的軸向保險裝置(10)，包括軸環(21)，在該軸環的外圓周(52)上布設沿轉子(23)軸向延伸的工作葉片固定槽(12)，工作葉片(14)分別通過與工作葉片固定槽(12)對應的葉根(54)安裝在這些工作葉片固定槽(12)內；包括在工作葉片固定槽(12)區域內設在軸環(21)端側側面(56)的凸塊(58)，在凸塊(58)內設一個沿徑向向外開口的環槽(20)，以及包括設在每個工作葉片(14)內沿徑向朝里開口的保險槽(24)，它分別與環槽(20)沿徑向相對置，其中，為了工作葉片(14)的軸向保險，分別在環槽(20)和在保險槽(24)內設置插入的薄板狀密封件(42)，這些密封件沿周向(U)構成端側密封環，其特征為，為了固定密封件(42)防止沿周向(U)移動，至少一個密封件(42)有孔(63)，以及在軸環(21)的側面(56)設一個與孔(63)大體對齊的槽(65)和采用一個安裝在該槽(65)內的有一個從端側伸出的銷子(69)的制動件(67)，銷子(69)插入所述孔(63)內，其中所述制動件(67)通過使其塑性變形的斂縫防止失落。
2. 按照權利要求1所述的裝置(10)，其中，所述制動件(67)就其裝 入狀態而言在所述槽(65)的區域內橫截面設計為楔形。
3. 按照權利要求2所述的裝置(10)，其中，所述槽(65)對應于所述 制動件(67)的楔形來設計，以及其中，所述槽(65)的側壁(66)向外 看《皮此傾殺牛。
4. 按照前列諸權利要求之一所述的裝置(10)，其中，所述槽(65)沿 徑向向外開口。
5. 按照權利要求4所述的裝置(10)，其中，在所述槽(65)的側壁(66) 內就轉子而言設有圓周上的凹窩，制動件(67)的材料通過塑性變形可至 少部分進入這些凹窩內。
6. 按照前列諸權利要求之一所述的裝置(10)，其中，所述軸環(21) 由轉子盤(19)構成。
7. 按照前列諸權利要求之一所述的裝置(10)，其中，至少每第二個密 封件(42)具有用于防止密封件(42)移動的保險裝置。
8. —種具有按照權利要求1至6之一所述的用于工作葉片(14)的保 險裝置(10)的燃氣輪機。
全文摘要
本發明涉及一種工作葉片(14)在轉子(23)上的軸向保險裝置(10)，包括軸環(21)，在軸環外圓周(52)上布設工作葉片固定槽(12)，在工作葉片固定槽(12)內分別安裝工作葉片(14)；還包括在工作葉片固定槽(12)區域內設在軸環(21)端側側面(56)的凸塊，在凸塊內設一個沿徑向向外開口的環槽(20)，以及包括設在每個工作葉片(14)內沿徑向朝里開口的保險槽(24)，它分別與環槽(20)沿徑向相對置，其中，為了工作葉片(14)的軸向保險，分別在環槽(20)和在保險槽(24)內設置插入的薄板狀密封件(42)。為了提供密封件(42)另一種防止在槽(20)內部沿周向移動的保險，本發明建議，采用一個從軸環(21)的端側插入槽(65)中的制動件(67)來閉鎖密封件(42)的移動行程。為了固定制動件(67)本身防止無意中脫開，借助塑性變形將它固定在轉子盤上。
文檔編號F01D5/32GK101680304SQ200880016327
公開日2010年3月24日 申請日期2008年3月19日 優先權日2007年4月4日
發明者達倫·T·恩格爾 申請人:西門子公司