CN1012912B - 用于安装整体围带透平叶片的方法 - Google Patents

Abstract

在一种用于安装一组可转动的透平叶片，每个叶片带有一整体围带段的方法中，配置一个可拆卸的叶片定位仪用于安装透平叶片。于是，一组叶片绕转子楔紧就位，而每一叶片的整体围带段与相邻围带段紧贴，同时所有围带段都顶压叶片定位仪。其次，第一部分叶片被重新楔紧是为了将第一部分叶片压离叶片定位仪，随后将叶片定位仪卸除而不干扰叶片之间的紧密邻接，同时安装补充叶片而完成整个叶栅。

Description

本发明是关于一般透平机械，特别是一种用于安装蒸气透平中整体围带叶片的改进方法。

在透平机中，诸如蒸气或燃气透平，一组转动阵列的叶片或箔片，从转子轴线径向伸展排列成栅。这些叶栅承受着通过机器的轴向高压流体流动的压力，从而使转子和叶栅产生转动例如在美国专利4，400，137所示。当运转时，转动叶片经受离心和振动力，致使叶片连接结构上产生较大的应力而影响叶片的整体性。加之，通过每个叶栅所完成的工作效率是受叶冠与透平外壳之间一部分无功气流所限制。

为了减小这些机械和热力影响，在每列叶冠上盖以扇形围带，形成环形密封面，以限制蒸气泄漏和给予因控制叶片振动和降低每个叶片底部和根部的应力水平所需要的约束。要完成这些功能，围带段必须牢固地相互邻接，以保证在动荷载作用下，叶片保持在正确的方位内。

在过去，围带与叶片连接是通过与每个叶片形成整体的榫舌，将每一段围带与一个或几个叶冠铆合。为了增强围带与叶片的连接，不少叶片宁可与整体围带段组合而不用榫舌。图2，3和4说明一整体围带段11在叶片13入口处的型线上形成，每一围带段11，有一前缘面15和一后缘面17，这样，当安装相邻叶片时，每个叶片的围带前缘15与相邻叶片的围带后缘17相连接，如在部分叶栅的图1中所示。

一种过去安装具有整体围带段的叶栅方法是需要首先将第一个叶 片的枞树型叶根插入转子23上标有第一的尖塔形槽21内，以保持叶身部分24与转动轴呈径向方位。为了使随后安装的相邻叶片在围绕转子的一个圆周方向上，于是转子23要绕其轴转动。典型的过程是初始和随后的叶片从一固定点如离转子周围最高位置60°处开始逐个安装完毕。根据这种方法，在初始叶片安装并将其转到固定点之外以后，第二个叶片宽松地从初始叶片相邻的第二个转子槽的底部插入。在第二个叶片处的围带段前缘15与初始叶片处围带段后缘17相靠。这种老办法是依靠第二个叶片的重力而使围带段之间紧密吻合。用这种相同的方法继续安装第二个叶片之后的叶片，可以使这些后加上去的叶片的围带段之间比较地紧密吻合。这种安装程序一直继续到最后第二叶片在其转子槽内安装就位为止。接着，用一千斤顶装在最后剩下的空间内，用于顶压在已安装完毕的叶片围带之间，使其空间张开以容纳最后一个叶片，并使其围带之间紧密吻合而完成整个叶栅。

利用一系列叶片的重量使其相互挤压而使围带段之间紧密吻合的叶片安装方法，可能造成初始插入的叶片会移出径向方位。虽然后来在插入最终一个叶片之前;用千斤顶挤压围带段能使叶片有重新定位的效应，但对这种重新定位只有很小的控制作用，并且每个单独的叶片可以如美国专利4，400，137所示的方法加以固定。另外，这种安装方法，对于叶片紧密吻合的效应是与叶片重量成正比的，因此，希望能提供一种改进的安装方法以保证叶片的正确方位和对轻质叶片能充分紧密吻合。

本发明的主要目标就是提出一种安装透平叶栅的改进方法，其结果是在围带段之间有良好的预加应力以保持安装过程中所需要的压 力，从而保证叶片之间直到安装最终一片闭合叶片，始终都能紧密吻合而完成整个叶栅。

鉴于这个目标，本发明属于一种使用叶片定位仪在透平转子上安装一叶栅的方法。每一叶片都有一根部，一叶身部分由根部伸出，一平台介于根部和叶身之间以及一个从叶身伸出的整体型围带段，每个围带段有一前缘和一后缘。叶片定位仪有一叶片支承构件从根部和顶部伸出，其后缘面与叶片围带段的前缘相靠。转子上有一组绕转子圆周布置的尖塔形槽以容纳叶片的根部和叶片定位仪的根部，该叶片定位仪是安装在第一个槽内，于是一组透平叶片绕转子的圆周进行安装，并依次与槽对号插入，因此每个围带段和相邻围带段紧密接触同时所有围带都被压向叶片定位仪。安装开始于最靠近叶片定位仪端部的一个槽内，结束于安装叶片在叶片定位仪支承相邻的剩余空槽内之前。于是叶片组的第一部分从叶片定位仪端部的后缘面延伸出来，并将其重新楔紧而使第一部分的叶片围带段压离叶片定位仪，当每一围带段与其相邻围带都保持紧密连接时，就可以卸除叶片定位仪而不干扰围带段之间的紧密接触，最后在转子上安装补充叶片而形成整个叶栅。

本发明从下面的说明和附图就能十分容易理解，即：

图1是转动叶栅绕透平转子配置的部分剖视图;

图2是具有一整体型围带段的透平叶片轴向视图;

图3是图2中叶片的径向视图;

图4是图2和图3中所示叶片的切向视图;

图5是具有一叶片定位仪的透平转子的部分剖视图，该叶片定位仪位于转子槽内，用于安装带有整体型围带的透平叶栅;

图6、7和8是剖视示意图，组成一透平转子，以说明本发明的安装带有整体围带叶栅的方法;

图9是表示用于安装叶片的斜楔铁。

现在参照图5，其中说明本发明的一种形式，即用于安装叶栅的，位于透平转子23上的可卸除的叶片定位仪25。以最佳实施例而言，叶片定位仪25类似在图2-4中所示的整体围带透平叶片13。叶片定位仪25包括一个根部29与绕转子23圆周设置的尖塔形转子槽21之一对号入座，一个附有一整体围带段35的叶身33从根部29伸出，该围带段有一后缘36。要注意的是在本发明替换的形式中，叶身部分33和围带段35可以用一根轴代替，该轴的一端固定于根部29，另一端顶在一相邻叶片13的整体围带的前缘上，不过，选用叶身33和围带段35较好，因为一个合适尺寸的具有一整体型围带段的透平叶片，可能比较容易改为叶片定位仪25。

如图5中所示，一支承锚板37，最好是焊接或钎接于叶片定位仪25的叶身33上，支承板37沿着转子23周边上延伸，其方向与叶片定位仪25的整体围带段35的后缘36相反。支承板37带有一可调式转动支点装置41，该装置连接于叶身33对面的边上并靠近转子23。转动支点装置41是用于施加一与转子呈径向，与围带段11呈切向的力的一种手段，以平衡在根部29因楔紧相邻叶片13而产生的弯矩。调节转动支点装置41，可能使叶身构件33和围带段35与转子23的径向对准，举例来说，转动支点41可由一螺旋机构结合一滚珠和套管（不加详述）所构成。其作用是在螺丝拧顶滚珠和套管时，两者将产生径向位移而使支承板37从转子23处拉开，这样可调整叶片定位仪25位于径向线上。

用于安装透平叶片的叶片定位仪25，在转子上可由将根部29首先对号放入转子槽21来固定。然后，贴邻叶片定位仪，一初始叶片13装入槽21内，因此，叶片围带段11的前缘15紧靠在叶片定位仪围带段35的后缘36上。在这种装配中，初始叶片13的径向校准，是由变动叶片定位仪25的方位来控制，诸如采取使转动支点装置41径向位移。初始叶片13的精确校准必须相对于转子23。其结果是叶片定位仪基本上对准转子23的径向方位。支承板37是保证叶片定位仪25能承受在叶片13装配时紧顶叶片定位仪的整体围带段35的后缘36而绕根部29产生的弯矩。以后叶片定位仪25是从转子23上卸下来的，如下面所要讨论的。

图5，6和7说明本发明用于在圆周上设置有一组尖塔形叶槽21的转子23上安装一列透平叶片13的方法。该方法包括第一步将可移式的叶片定位仪25装配在第一个槽21内，然后绕转子23圆周上装配一组透平叶片，叶片是依次与槽21对号插入，这样，每一围带段11的前缘15与前面装配的围带段11的后缘17紧贴。这种安装从与叶片定位仪围带段35的后缘36最靠近的槽内开始到安装叶片定位仪25旁边的空余槽21中的叶片13之前结束。围带段11之间的紧密接触，是用斜铁49（见图8）设置在每个叶片11的平台49与转子23之间的45处（在图6中用箭头指示）来完成，该处位于叶根19的中心线51与整体围带段11的后缘17之间。斜铁49是定型的淬硬的钢料垫片如图9所示，其长度约1.905厘米（0.75英寸）和厚度约0.10668厘米（0.042英寸）。

其次，根据该方法和如图7所示，第一部分，例如，叶片13的大多数，几乎有一半从叶片定位仪25的后缘36伸展出来，并

被重新楔紧，使在第一部分叶片13上的围带段压离叶片定位仪25，此时，每个围带段11与其相邻围带段11之间，处于紧密接触状态。其步骤是通过将属于叶片13的第一部分的每一斜铁，依次从45处移至47处来完成，上述二处均位于叶片11的平台和转子23之间以及叶根中心线和整体围带段11的前缘15之间。作为重新楔紧的结果是使叶片13的第一部分上每一围带段11的后缘17变为向背离叶片定位仪25的方向顶压相邻叶片13的前缘15。此时可以卸除叶片定位仪25而不影响围带段11之间的紧密邻接。在叶片定位仪25卸除之后，剩下的叶片13可以装配，并形成整个叶栅。

虽然本发明已经对具有整体围带段的透平叶片的一种形式加以说明，但较之上述说明的更为具体地描述本发明安装透平叶片的新颖叶片定位仪和方法的主要操作过程，将为同一技术领域里的普通技术人员们所欣赏。因此，这里在不超出本发明的范围和精神下，对装置和方法的叙述作了不少修改，如下面权利要求中所述。

Claims (7)

1、用于安装整体围带透平叶片的方法，每个叶片(13)有一根部(19)，一个从根部(19)伸出的叶身(24)，一个平台(43)介于根部(19)和叶身(24)之间，以及一个从叶身(24)伸出的整体型围带段(11)；每个围带段具有一前缘(15)和一后缘(17)，转子(23)上有一组绕转子(23)圆周布置的尖塔形槽(21)，以容纳叶片(13)的根部(19)，其特征为：叶片定位仪(25)包括一叶片支承构件(33)从根部(29)伸出和一顶部(35)，其后缘面(36)与叶片围带段(11)的前缘(15)相靠，並安装在第一个槽(21)内，然后绕转子(23)圆周并与槽(21)依次对号插入安装一组透平叶片(13)；因此，每一围带段(11)与相邻围带段(11)紧密接触，同时所有围带段(11)都被压向叶片定位仪(25)，这种安装从最靠近叶片定位仪端部(35)的一个槽(21)内开始，到安装位于叶片定位仪支承相邻的剩余空槽(21)内的叶片(13)之前结束；于是叶片(13)组的第一部分从叶片定位仪顶部(35)的后缘面(36)延伸出来并将其重新楔紧而使第一部分的叶片围带段(11)压离叶片定位仪(25)；当每一围带段(11)与其相邻围带段(11)都保持紧密邻接时，就可以卸除叶片定位仪(25)而不干扰围带段(11)之间的紧密连接；最后在转子(23)上安装补充叶片(13)而形成整个叶栅(13)。

2、根据权利要求1的方法，其特征在于叶片（13）组的第一片对号插入槽（21）内之后，将叶片定位仪（25）基本上定位于与转子（23）呈径向的方位以用于第一片叶片（13）相对于转子（23）的径向校准。

3、根据权利要求1的方法，其特点在于叶片（13）组绕转子（23）安装时，用斜铁设置在每个叶片（13）与转子（23）之间的（45）处，该处位于根部（19）的中心线与整体围带段（11）的后缘（17）之间，这样使每一围带段（11）与相邻围带段（11）紧密接触。

4、根据权利要求1的方法，其特点在于叶片（13）的第一部分被重新楔紧是通过将属于叶片（13）第一部分的每一斜铁移至位于根部（19）的中心线与在每个叶片（13）上的围带段（11）的前缘（15）之间的叶片处来完成的。因此，在第一部分叶片（13）上;每个围带段（11）的后缘（17）将向背离叶片定位仪（25）的方向顶压其相邻叶片（13）的前缘（15）。

5、根据权利要求1的方法，其特点在于叶片（13）的第一部分包括将近叶片（13）组的一半。

6、根据权利要求1的方法，其特点在于叶片定位仪还包括一锚板（37），用一可调式转动支点装置（41）紧顶在转子（23）上，用于叶片定位仪（25）相对于转子的径向校准，这样叶片定位仪（25）在相对于转子的径向可基本定位。

7、根据权利要求6的方法，其特点在于叶片定位仪（25）是用调节转动支点装置（41）来校准，直至叶片（13）在最靠近叶片定位仪顶部（35）的前缘面（36）的槽（21）内对准相对转子（23）的径向为止。

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