專利名稱:渦輪機(jī)懸臂葉片的阻尼元件的制作方法
本發(fā)明涉及一種渦輪機(jī)懸臂葉片的阻尼元件，在這種渦輪機(jī)中，固定在轉(zhuǎn)子上的工作葉片最好在沿徑向的外部區(qū)彼此之間相互連接起來。
無論是軸向流動(dòng)式渦輪，還是徑向流動(dòng)式壓縮機(jī)或渦輪，它們的懸臂葉片都有產(chǎn)生振動(dòng)的危險(xiǎn)。這種渦輪機(jī)在運(yùn)行時(shí)各葉片進(jìn)行固有振動(dòng)，這些固有振動(dòng)取決于振動(dòng)類型，如切向彎曲振動(dòng)、軸向彎曲振動(dòng)或扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。
現(xiàn)有的進(jìn)行振動(dòng)阻尼的方案，有借助于在葉尖處的箍帶或固定在葉身沿徑向的外部區(qū)上的連接元件將許多葉片完全連接成一個(gè)整體，還有沿切向或鋸齒狀地穿入阻尼鋼絲或焊上連接鋼絲等方法。
如果人們打算在目前以非常高的切線速度工作的所謂廢氣渦輪增壓器的整體式渦輪中采取減振措施的話，那么這些解決辦法中的大多數(shù)是根本不能采用的。迄今為止，這些整體式的工作輪只能設(shè)置澆鑄的連接元件。后者制造非常困難，因而價(jià)格昂貴。
本發(fā)明的目的是對(duì)于各種類型的懸臂葉片，提供一種適當(dāng)?shù)囊子谘b配的阻尼系統(tǒng)。
按本發(fā)明做到這一點(diǎn)的辦法是，在兩個(gè)葉片之間的連接裝置由一塊向轉(zhuǎn)子中心彎曲的可彈性變形的小板構(gòu)成，這塊小板插入一個(gè)葉片的吸力側(cè)和另一個(gè)與之相鄰葉片的壓力側(cè)的相應(yīng)的固定裝置中。
這種新措施的優(yōu)點(diǎn)除了非常簡(jiǎn)單以外，特別是這些彎曲小板可以做得比較薄，從而可以減少對(duì)氣流的干擾，這是因?yàn)橛袀?cè)面的支承力而減小了它們的彎曲應(yīng)力。和穿過孔的具有相當(dāng)大橫截面的阻尼鋼絲的方案相比，這種將小板嵌入葉片葉身上的槽中的方法對(duì)葉片橫截面減薄的程度很小。
小板預(yù)先做成雙彎曲狀是有好處的。首先可以簡(jiǎn)化在葉片中的固定裝置的形狀，還可以使小板通過其靠在固定裝置中的下端面和幾乎無間隙的上端面，得到一個(gè)完善的導(dǎo)引裝置。甚至在只有兩點(diǎn)支承的情況下，也不會(huì)使它從固定裝置中掉出來。
把小板設(shè)計(jì)成橢圓形，并在其狹窄端設(shè)兩個(gè)圓形支承是比較好的。這種固定方式允許進(jìn)行軸向裝配，這時(shí)，只須在小板插入葉片上相應(yīng)的固定槽中以前使之稍有彈性變形就可以了。此外，這種裝配方式還可以使葉身中的槽做得比較深一些。
如果小板基本上設(shè)計(jì)成三角形，并因而配備了三個(gè)支承，那么由于只有三個(gè)壓力點(diǎn)而成為一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。這三個(gè)支承最好一個(gè)支承在葉片的吸力側(cè)上，另外兩個(gè)則支承在葉片的壓力側(cè)上。此外，沿軸向看，若把葉片吸力側(cè)上的支承設(shè)在位于葉片壓力側(cè)上的兩個(gè)支承之間，那么小板便可以防止帶扭向的葉片在運(yùn)行過程中扭向減小。
附圖示意表示了本發(fā)明多種實(shí)施例。其中圖1工作輪一個(gè)扇形段沿氣流流動(dòng)方向的視圖，圖2緊挨著第一種結(jié)構(gòu)形式阻尼元件上面切過的部分葉柵剖視圖，圖3至圖5阻尼元件的各種固定方案，圖6緊挨著第二種結(jié)構(gòu)形式阻尼元件上面切過的部分葉柵剖視圖。
在圖中只表示了為理解本發(fā)明所必須的元件，其中相同的元件均采用同一個(gè)標(biāo)號(hào)。在圖1中所部分表示的葉片組可以是廢氣渦輪增壓器的整體式渦輪工作輪的一部分。
工作輪主要由渦輪盤1、和渦輪盤1成一體的扭轉(zhuǎn)工作葉片2以及固定在葉片之間的阻尼元件小板3組成。小板因受到相當(dāng)大的離心力和相當(dāng)高的溫度，所以用鎳基合金制成，例如由熟知的牌號(hào)為Nymonic 90的材料所制成。按圖2所示，小板是橢圓形的，也可以看作是類似橢圓形的或其窄端做成圓形的長(zhǎng)方形。小板以其兩端半圓形的支承4，一端裝在第一個(gè)葉片的吸力側(cè)2′和另一端裝在第二個(gè)相鄰葉片的壓力側(cè)2″上與其形狀相應(yīng)的槽5、6中。槽可以在葉片上加工出來，或如在圖中這種整體葉輪的情況下直接與工作輪一起澆鑄而成。
事先加工成形的雙彎曲小板在裝配時(shí)應(yīng)使其凸面朝著渦輪盤1的中心(見圖1和圖3)。
小板的裝配過程如下在兩個(gè)相鄰葉片的葉型入口處沿軸向?qū)⑿“逋迫?，以其支承插入吸力?cè)2′的槽5中，然后轉(zhuǎn)入壓力側(cè)2″的槽6中。槽5和6被完全充滿，所以在作為流動(dòng)邊界的壁面上不存在空穴。
在運(yùn)行過程中必須有的固持力，一方面來自裝配時(shí)的預(yù)緊力，另一方面由于小板和葉片(扭轉(zhuǎn))的彈性變形，這也就是說，葉片因此受有扭轉(zhuǎn)負(fù)荷。
圖4和圖5表示了在采用只作簡(jiǎn)單彎曲的小板時(shí)固定裝置的情況。按圖4所示的固定裝置是加工在葉身上的一個(gè)不太深的槽7，而按圖5則將小板3′支承在鑄在葉身上的一個(gè)凸耳8的下面。這兩種方案適用于沿徑向進(jìn)行裝配。裝配時(shí)將小板3′壓入葉片之間而產(chǎn)生彈性變形，然后裝入有關(guān)的固定裝置中。由于小板具有向轉(zhuǎn)子中心的彎曲的曲面，因而能在運(yùn)行中起抵制離心力的作用，所以小板不會(huì)從固定裝置中掉出來。
只作簡(jiǎn)單彎曲的小板及其相應(yīng)的固定裝置可以應(yīng)用于圖6所表示的具有優(yōu)點(diǎn)的方案中。圖中小板3′基本上呈三角形，它有三個(gè)支承4a、4b和4c。支承4a裝在葉片吸力側(cè)的槽7a中，支承4b和4c裝在相鄰葉片壓力側(cè)的槽7b和7c中。從軸向看，連接點(diǎn)4a/7a位于 兩個(gè)連接點(diǎn)4b/7b和4c/7c之間，因此獲得了已經(jīng)提到過的優(yōu)點(diǎn)，即防止由于離心力而使葉片扭轉(zhuǎn)。
本發(fā)明當(dāng)然不受所表示和所敘述的這些實(shí)施例的限制。與圖1所示圓形的連接裝置不同，也可以例如每隔一塊小板將其裝在較大或較小的半徑上。于是葉片壓力側(cè)或吸力側(cè)上的槽不再處于葉片的同一個(gè)半徑上，因而可以更少地削弱葉片的橫截面。
這一新措施還可以用在徑向式壓縮機(jī)葉輪的入口處，它可以在那里代替昂貴的鋸齒形阻尼金屬絲，或必要時(shí)代替更為昂貴的蓋板連接。
符號(hào)表1 渦輪盤2 工作葉片2′ 吸力側(cè)2″ 壓力側(cè)3 雙彎曲狀小板3′ 簡(jiǎn)單彎曲小板4 圓形支承
4a、4b、4c 三角形小板的支承5、6 槽7 裝3′的槽7a、7b、7c 葉片2上支承4a、4b、4c的槽8 裝3′用的凸耳
權(quán)利要求
1.一種渦輪機(jī)懸臂葉片的阻尼元件，在這種渦輪機(jī)中，固定在轉(zhuǎn)子(1)上的工作葉片(2)最好在沿徑向的外部區(qū)彼此之間相互連接起來，其特征為兩個(gè)葉片之間的連接裝置由一塊向轉(zhuǎn)子中心彎曲的可彈性變形的小板(3、3′)構(gòu)成，這些小板插入一個(gè)葉片的吸力側(cè)(2′)和另一個(gè)與之相鄰葉片的壓力側(cè)(2″)的相應(yīng)的固定裝置(5、6、7、8)中。
2.按照權(quán)利要求
1所述的阻尼元件，其特征為小板(3)是雙彎曲形狀的。
3.按照權(quán)利要求
1所述的阻尼元件，其特征為小板(3)是橢圓形的，并具有兩個(gè)圓形支承(4)。
4.按照權(quán)利要求
1所述的阻尼元件，其特征為小板(3)基本上是具有三個(gè)支承(4a-4c)的三角形，其中一個(gè)支承(4a)插入葉片(2)的吸力側(cè)(2′)上，而另外兩個(gè)支承(4b、4c)則插在葉片(2)的壓力側(cè)(2″)上。
5.按照權(quán)利要求
4所述的阻尼元件，其特征為從軸向看，在葉片吸力側(cè)(2′)上的支承(4a)位于在壓力側(cè)(2″)上的兩個(gè)支承(4b、4c)之間。
專利摘要
一種渦輪機(jī)懸臂葉片的阻尼元件，在這種渦輪機(jī)中，固定在轉(zhuǎn)子上的工作葉片(2)最好在沿徑向的外部區(qū)彼此之間相互連接起來。在這種阻尼元件中，兩個(gè)葉片之間的連接裝置由一塊向轉(zhuǎn)子中心彎曲的可彈性變形的小板(3)構(gòu)成，小板插入一個(gè)葉片的吸力側(cè)(2′)和另一個(gè)與之相鄰葉片的壓力側(cè)(2″)的相應(yīng)的固定裝置(5、6)中。葉片側(cè)面的固定裝置可以是槽(5、6)，或是外伸的凸耳。小板支承在槽中或支承在凸耳上。
文檔編號(hào)F01D5/26GK86103683SQ86103683
公開日1986年11月26日 申請(qǐng)日期1986年5月29日
發(fā)明者約瑟夫·貝蒂格 申請(qǐng)人:Bbc勃朗·勃威力有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan