CN101363457B - 定子结合带和连接相邻定子的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及定子结合带和连接相邻定子的方法，具体而言，压缩机具有多个叶片单元(20)，各叶片单元均具有从基体(64)伸出的至少一个翼型件(46)。各基体均具有凹槽(60)，以便当叶片单元周向地相邻布置时，相应叶片单元的凹槽周向地对齐。金属带(62)布置在多个相邻的叶片单元的凹槽内以连接叶片单元，形成更为刚性的叶片环，这些叶片不易受到例如由燃气涡轮机的压缩机内的压力波动所引起的叶片运动的影响。

Description

定子结合带和连接相邻定子的方法
技术领域
本发明涉及一种定子结合带和连接相邻定子的方法。
背景技术
工业燃气涡轮机中的压缩机定子叶片在起动-停止循环期间被加载和卸载。此外，叶片在工作期间经受小的压力波动。这些造成叶片和叶片装配在其内的外壳之间的相对运动。这使得在定子基体和外壳相应部分上的钩状配合(hook-fit)磨损并最终可导致破裂。沿着定子钩状配合的一部分的故障引起定子环的倾斜(tipping)，从而生成不同于初始设计中的流路。
以前对此问题的解决方案包括销连接方法和带连接方法。在美国专利6984108中公开了销连接方法，该专利的全部公开内容通过引用结合在本文中。销连接方法采用销和孔的方法来连接相邻的定子以形成定子的刚性环。在图1中示意性显示的带连接方法，提供了带状物10，该带状物10如在12处那样用螺栓连接到多个定子基体14上，从而形成刚性的环区段16。这种安装方法已经使用了十多年。
发明内容
本发明提供了在多个定子之间的连接，以阻止定子沿切线方向的倾斜。
因此，本发明可在如下的压缩机中实施，该压缩机包括：具有至少一个槽的外壳，该槽具有一对侧边；布置在所述槽中的多个叶片单元，各叶片单元均具有基体和从该基体伸出的至少一个翼型件(airfoil)，该基体具有一对彼此对置并分别面向所述侧边的安装边，以及一对用于接合相邻叶片单元的相邻基体的接合边，第一凹槽沿着基体的第一安装边大致平行于该基体的顶部表面延伸，并且与相邻的叶片单元基体的相应的第一凹槽对齐；和细长的带，该带布置在所述第一凹槽内并且具有大于所述安装边的长度的长度，以便布置在至少两个相邻的叶片单元的第一凹槽中并沿其延伸。
本发明也可在连接相邻定子的方法中实施，该方法包括：提供多个叶片单元，各叶片单元均具有基体和从该基体伸出的至少一个翼型件，该基体具有一对彼此对置的安装边和一对用于接合相邻叶片单元的相邻基体的接合边，第一凹槽沿着基体的第一安装边大致平行于该基体的顶部表面延伸，并且与相邻的叶片单元基体的相应第一凹槽对齐；和将细长的带布置在所述第一凹槽中，所述细长的带具有大于所述安装边的长度的长度，以便布置在至少两个相邻的叶片单元的第一凹槽中并沿其延伸。
因此，本发明提供了对此摆动问题的解决方案，该方案具有特别优势，即，其可提供给那些在定子的底部没有用于带的空间的级。
附图说明
结合附图，通过仔细研究以下对本发明目前优选的示范性实施例的更详细描述，将会更全面地理解和懂得本发明的这些和其他目的和优势，附图中：
图1为从下方观察的示意性透视图，示出了用于邻接相邻的定子叶片单元的现有技术的带方法；
图2为外壳的边的放大视图，示出了实施本发明的定子级；
图3为实施本发明的一对叶片单元的分解视图；和
图4为根据本发明实施例的装配在一起的多个叶片单元的侧前透视图，为了显示方便略去了翼型件。
零件清单
带状物       10
螺栓                           12
定子基体                       14
刚性的环区段                   16
叶片单元                       20
翼型件或叶片                   46
外壳                           48
示范级                         52
孔                             54
空气抽取腔                     56
凹槽                           60
金属挤出件(metal extrusion)    62
定子基体                       64
安装边                         65
突出部                         66
接合边                         68
槽                             70
侧边                           74
凹槽或榫接部                   76
具体实施方式
本发明提供了压缩机定子叶片单元和组件，其中，在相邻的定子基体之间提供了连接，以减少定子沿切线方向摆动的可能性。通过将一个定子基体的向外径向力转换成相邻定子基体上的向内径向力而形成了阻力。此阻力通过使用安置到定子基体中的凹槽内的金属带来传递。定子基体凹槽在组(set)的各个端部用支柱固定(staked)，以防止连接周向地移动。
因此，根据本发明修改了否则是常规的定子基体64，以一体地结合与基体顶部隔开的凹槽。将金属挤出件滑入到多个邻接的定子的凹槽内。然后，如上所指出，将定子基体的各个端部用支柱固定以防止金属挤出件移动。在所示的示范实施例中，考虑到翼型件对面侧上的抽取端口，仅在定子基体的一侧上设置凹槽。没有抽取孔时，邻接带可设置在定子基体组的各个轴向侧上，以进一步地强化定子区段。因此，根据本发明的示范实施例而设置的邻接带不仅连接邻接的定子单元，还在定子级的圆周附近形成更为刚性的定子区段。本发明还提供了一种用于定子摆动的解决方案，此处使用了具有抽取孔的定子基体。
详细参看附图，示出了一般地标示为20的根据本发明的包括叶片单元的叶片系统。
如图2中所见，压缩机叶片单元20具有基体64，从该基体64上伸出翼型件或叶片46。基体64具有一对彼此对置的安装边65和一对用于接合叶片单元20的相邻基体的接合边68。叶片单元20的基体64具有一对用于紧固到外壳48上的突出部66，如下所述，突出部66从各安装边65伸出。示出的示范叶片单元20具有带有用来将空气吸入空气抽取腔56的孔54的基体64。在未设置空气抽取腔的级中，略去了孔54。因此，公认的是，尽管各个级被类似地构建，但如果提供，单独的压缩机叶片单元20的大小会针对相应的级以及诸如曲率、间隙长度、宽度以及空气抽取等因素而设置。
图2显示了外壳48的放大侧视图，示出了示范级52。多个压缩机叶片单元20装配在外壳48中的槽70内，以形成定子叶片级。槽70具有一对侧边74，该侧边74具有凹槽或一对榫接部76。方形的基体榫接部76将叶片单元20保持就位。允许将各叶片单元20滑动就位，且基体64容纳在槽70中而突出部66容纳在凹槽76中。然而，根据本发明，多个叶片单元在容纳到槽70中之前被结合为组件，如以下进一步地论述。
如上所提及，在实施例中示出的外壳48具有空气抽取腔56，该空气抽取腔56位于所示级52下方且由槽70和叶片单元20形成。如图2中所见，空气抽取腔56通过叶片单元20的基体64中的孔54吸入空气。
现有技术中定位在空气抽取腔上方的叶片更易受相对于外壳的切线运动的影响。通过如图2至图4中所示沿着叶片单元基体的至少一侧设置凹槽60，以容纳金属挤出件62从而连接多个相邻的定子叶片单元，本发明解决了此问题。在图4中，为显示的清楚而略去了叶片，但应理解叶片如图2和图3中大致所示地设置在基体上。
此外，尽管以上示出了具有单一翼型件或轮叶46的叶片单元20，但公认的是，叶片单元可具有多个翼型件。单元中的翼型件数量取决于该翼型件的尺寸和形状以及外壳48的曲率。
尽管已结合了目前认为是最实用和优选的实施例描述了本发明，但应理解本发明不限于所公开的实施例，而是相反地意欲覆盖包括在所附权利要求精神和范围内的不同修改及等同装置。

Claims (10)

1.一种压缩机，包括：
具有至少一个槽(70)的外壳(48)，所述槽具有一对侧边(74)；
布置在所述槽(70)中的多个叶片单元(20)，各叶片单元均具有基体(64)和从所述基体伸出的至少一个翼型件(46)，所述基体具有一对彼此对置并分别面向所述侧边的安装边(65)，以及一对用于接合相邻的叶片单元的相邻基体的接合边(68)，第一凹槽(60)沿所述基体的其中一个安装边大致平行于所述基体(64)的顶部表面延伸，并且与相邻的叶片单元基体的相应的第一凹槽对齐；和
细长的带(62)，其布置在所述第一凹槽(60)中并具有大于所述安装边的长度的长度，以便布置在至少两个相邻的叶片单元的所述第一凹槽中并沿其延伸。
2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述细长的带(62)固定到所述第一凹槽(60)的端部上，以便保持在所述第一凹槽内。
3.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述细长的带为金属挤出件(62)。
4.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述槽的各所述侧边具有在其中限定的保持凹槽(76)，且其中，保持突出部(66)从所述基体的各安装边伸出，以与相应的保持凹槽接合。
5.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，各所述保持凹槽与所述槽的底部表面隔开，以便当所述叶片单元与所述槽中的所述保持凹槽相接合时，在所述叶片单元的底部和所述槽的基部之间限定间隔，从而在其间限定空气抽取腔(56)，且其中，对于所述基体(64)限定了孔(45)，以将空气吸入所述空气抽取腔。
6.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，所述第一凹槽(60)布置在位于所述保持突出部和所述基体的顶部表面之间的所述安装边上。
7.一种连接相邻的叶片单元的方法，包括：
提供多个叶片单元(20)，各叶片单元均具有基体(64)和从所述基体伸出的至少一个翼型件(46)，所述基体具有一对彼此对置的安装边(65)和一对用于接合相邻叶片单元的相邻基体的接合边(68)，第一凹槽(60)沿着所述基体的其中一个安装边大致平行于所述基体的顶部表面延伸，并且与相邻的叶片单元基体的相应的第一凹槽对齐；和
将细长的带(62)布置在所述第一凹槽中，所述细长的带(62)具有大于所述安装边的长度的长度，以便布置在至少两个相邻的叶片单元的所述第一凹槽中并沿其延伸。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括用支柱固定所述第一凹槽(60)的端部，以便将所述细长的带(62)保持在其内。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
提供具有至少一个槽(70)的外壳(48)，所述槽具有一对侧边(74)；和
将所述多个叶片单元(20)布置在所述槽中，以便使所述安装边(65)面向所述侧边(74)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述槽(70)的各所述侧边(74)具有在其内限定的保持凹槽(76)，且其中，保持突出部(66)从所述基体的各安装边(65)伸出，以与相应的保持凹槽接合。
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