CN101550936B - 压缩机叶片的轴向保持 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及压缩机叶片的轴向保持。具体而言，本发明涉及一种轴向保持系统，其用于限制具有燕尾榫(14)的机械构件在互补形状的燕尾槽(12)内的轴向运动，该系统包括：形成在燕尾槽底面中的第一大致T形凹槽(18)；形成在燕尾榫底面中的第二大致T形凹槽(24)，该第一凹槽和第二凹槽当燕尾榫位于燕尾槽中时相对齐，以由此形成周边闭合的大致T形开槽(29)，该开槽(29)具有杆部(20，28)和位于该杆部分一端的横向交叉部(22，30)，其中该杆的另一端敞开；以及适于插在该大致T形开槽中的可压缩的锁定卡夹(32)，该锁定卡夹具有可接收在横向交叉部(22，30)的相反端中的一对反向延伸的突出部(42，44)。

Description

压缩机叶片的轴向保持
技术领域
本发明大体上涉及涡轮机，且更具体地涉及将叶片或轮叶保持在形成于压缩机转子叶轮中的开槽内。
背景技术
在常规的涡轮压缩机构件中，转子叶片以榫接连接的方式保持在转子叶轮中，即叶片上的燕尾榫接收在叶轮中的互补燕尾槽中。
叶片与转子叶轮中的燕尾槽之间的配合是松动的，以允许装配和公差。因此，如果叶片未正确地保持，则松动的配合或会允许部件在开槽内移动，从而导致过度磨损。过度磨损最终会使零件失效，从而要求单元停机直至可进行维修。
通常，各转子叶片保持在叶轮中，以通过一个或多个柱桩来限制沿环形燕尾槽的运动。此过程如下：位于叶轮开槽边缘处的材料塑性变形，并移动到由叶片燕尾榫的局部倒角所形成的空隙中。这是一个手工的且高度可变的过程，在有些情形下，该过程会导致转子叶片未充分地保持在转子叶轮开槽中。作用于转子上的振动力可在柱桩上产生磨损而导致保持特征的最终失效。一旦柱桩被磨损，则叶片便可在叶轮开槽中自由滑动。在振幅非常高时，这种运动可导致叶片燕尾榫的磨损和最终的失效。然后这可导致叶片释放以及随后对燃气涡轮的附带损坏。还有很多资料记载的转子叶片不正确安装的例子，例如将叶片相反地插入叶轮开槽中。这些误装配中的一些已被认为是随后机械设备故障的原因。
因此，保持着对领域中可翻新改进的叶片保持机构的需求，这种保持机构将允许叶片安装、移除和重新安装而不会损坏叶片或叶轮。
发明内容
在非限制性的示范性实施方案中，本发明涉及一种轴向保持系统，其用于限制具有燕尾榫的机械构件在互补形状的燕尾槽中的轴向运动，该轴向保持系统包括：形成在燕尾槽底面中的第一大致T形凹槽；形成在燕尾榫底面中的第二大致T形凹槽，该第一凹槽和第二凹槽当燕尾榫位于燕尾槽内时相对齐，从而形成周边闭合的大致T形开槽，该周边闭合的大致T形开槽具有杆部以及位于该杆部分一端的横向交叉部，其中该杆的另一端敞开；以及适于插在该大致T形开槽中的可压缩的锁定卡夹，该锁定卡夹具有可接收在横向交叉部相反端中的一对反向延伸的突出部。
另一方面，本发明涉及一种轴向保持系统，其用于限制具有燕尾榫的涡轮叶片在涡轮转子叶轮中的互补形状的燕尾槽内轴向运动，该轴向保持系统包括：形成在燕尾槽底面中的第一大致T形凹槽；形成在燕尾榫底面中的第二大致T形凹槽，该第一凹槽和第二凹槽相对齐，从而形成周边闭合的大致T形开槽，该周边闭合的大致T形开槽具有杆部及位于该杆部分一端的横向交叉部，其中该杆的另一端敞开；以及插在该大致T形开槽中的可压缩的锁定卡夹，该锁定卡夹具有接收在横向交叉部的相反端中的一对反向延伸的突出部。
又一方面，本发明涉及一种轴向保持系统，其用于限制具有燕尾榫的涡轮叶片在涡轮转子叶轮中的互补形状的燕尾槽内轴向运动，该轴向保持系统包括：形成在燕尾槽底面中的第一大致T形凹槽；形成在燕尾榫底面中的第二大致T形凹槽，该第一凹槽和第二凹槽相对齐，从而形成周边闭合的大致T形开槽，该周边闭合的大致T形开槽具有杆部及位于该杆部一端的横向交叉部，其中该杆的另一端敞开；以及插在该大致T形开槽中的可压缩的锁定卡夹，该锁定卡夹具有通过大致C形的环部连接的一对反向延伸的突出部，该对突出部接收在该横向交叉部的相反端中，且其中该可压缩的锁定卡夹的大小形成为用以允许压缩该环部，使得该反向延伸的突出部可通过杆部并伸展进横向交叉部的相反端内。
附图说明
将结合以下相关附图来描述本发明。
图1是根据示范性但非限制性实施例的转子叶轮燕尾槽中的T形卡夹保持凹槽的局部透视图；
图2是转子叶片燕尾榫中的互补T形凹槽的局部透视图；
图3是待插置在如图1和图2中所示对齐的T形凹槽中的保持卡夹的透视图；
图4是局部透视图，而且部分地以虚线示出了保持卡夹插在转子叶片燕尾榫和转子叶轮燕尾槽中的对齐的T形凹槽中；以及
图5是图4中所示构件的端视图。
具体实施方式
图1显示了形成有多个燕尾槽12(示出一个)的压缩机转子叶轮10，燕尾槽12绕叶轮的周边周向地隔开。各开槽12均设计成用以接收叶片或轮叶16的根部的互补燕尾榫14(图2)。
图1中所示叶轮10中的燕尾槽12不带叶片16，因此允许看到机加工在燕尾槽基底中的第一T形凹槽18，凹槽的杆部20在开槽的边缘处敞开，且凹槽的横向交叉部22定位成远离开槽边缘。在所示实施例中，凹槽18具有圆角边缘和容纳以下进一步描述的保持弹簧卡夹周边的大约一半的深度。
图2显示了机加工在叶片燕尾榫14的下侧表面26中的第二T形凹槽24，当叶片16正确地位于开槽12中时，第二T形凹槽24定位成以便与燕尾槽12中的第一T形凹槽18精确地对齐。第二T形凹槽24具有杆部28和横向交叉部30，以及类似的圆角边缘和容纳弹簧卡夹的一半的深度，使得当凹槽18，24相对齐时，它们形成周边闭合的T形开槽28(图4和图5)，其中杆部20，28的自由端在转子叶轮榫接凹槽12的边缘处敞开。横向交叉部22，30在它们各自的相反端处呈现大致圆柱形截面，以便接收以下进一步描述的保持卡夹上的相应形状的突出部。第一T形凹槽和第二T形凹槽的相对深度不必相等，且可在功能上可接受的范围内改变。
图3显示了大致C形的弹簧卡夹32，其由大致圆形(或其它合适的)截面的坚固高强度钢(或其它合适的合金，例如铬镍铁合金)形成。卡夹32形成有相对宽的环部34和窄的颈部36，其中，远离的轴向对齐端部38，40支承分别具有渐增直径的反向延伸的突出部42，44。环部40从窄颈部36延伸围成弧形，并给予卡夹以高度的弹性或可压缩性。卡夹适于插在T形开槽28中，其中，突出部42，44位于T形开槽的横向交叉部22，30的匹配的相反端内，以及环部34接收在对齐凹槽的杆部20，28中，如图4所示。应注意在杆部28的开口壁和卡夹之间提供足够的间距46，48，以允许钳子或类似工具插入。更具体而言，弹簧卡夹32可横向压缩，以便可用工具来将卡夹压缩至突出部42，44彼此相向移动的程度，从而允许卡夹插入开槽和从开槽移除。当插入之后释放时，突出部42，44有回弹地弹性偏压至与横向交叉部的相反端接合。这过程可不损坏转子叶轮或转子叶片而完成。
在燕尾槽和燕尾榫中的相应的T形卡夹凹槽18，24可相对于沿榫接凹槽底部的中心线居中或偏置。此外，T形卡夹凹槽18，24可与中心线同轴或相对中心线成一定角度。偏置或成一定角度的布置可用作“防错保护”特征以确保正确装配。
将理解的是，卡夹32可有其它合适的截面形状，允许卡夹受压缩以便插入和/或移除。同样而言，根据卡夹的功能要求，突出部42，44的形状和环部34的构造也可根据需要而改变。突出部42，44可为压配合、焊接、钎焊或其它方式合适地固定到卡夹32上或作为备选，整体地形成和机加工成合适的大小和形状。
虽然已结合目前认为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披露的实施例，而相反地意图覆盖包括在所附权利要求精神和范围内的各种修改和等同方案。

Claims (10)

1.一种轴向保持系统，其用于限制具有燕尾榫(14)的机械构件在互补形状的燕尾槽(12)内的轴向运动，所述系统包括：
形成在所述燕尾槽的底面中的第一大致T形凹槽(18)；
形成在所述燕尾榫的底面中的第二大致T形凹槽(24)，所述第一大致T形凹槽和所述第二大致T形凹槽当所述燕尾榫位于所述燕尾槽中时相对齐，以由此形成周边闭合的大致T形开槽(29)，所述大致T形开槽(29)具有杆部(20，28)和位于所述杆部的一端的横向交叉部(22，30)，其中，所述杆部的另一端敞开；以及
适于插在所述大致T形开槽内的可压缩的锁定卡夹(32)，所述锁定卡夹具有可接收在所述横向交叉部(22，30)的相反端中的一对反向延伸的突出部(42，44)。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，至少所述横向交叉部(22，30)的所述相反端为大致圆形截面。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述杆部(20，28)为大致矩形截面。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反向延伸的突出部(42，44)通过柔性的、大致C形的环部(34)相连接。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述锁定卡夹(32)为足够柔性的，且其大小形成为用以允许压缩所述环部(34)，使得所述反向延伸的突出部可通过所述杆部(20，28)并伸展进所述开槽的所述横向交叉部(22，30)的所述相反端中。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述环部(34)包括窄的颈部(36)，以及远离的端部(38，40)从所述窄的颈部延伸并连接到所述反向延伸的突出部(42，44)上。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述杆部(20，28)具有大于所述环部(34)的宽度，留有足够的间距(46，48)以接收用于将所述锁定卡夹插入所述开槽中的压缩工具的端部。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一大致T形凹槽(18)和所述第二大致T形凹槽(24)在沿所述燕尾槽(12)的中心轴线上相对齐。
9.一种轴向保持系统，其用于限制具有燕尾榫(14)的涡轮叶片(16)在涡轮转子叶轮中的互补形状的燕尾槽(12)内的轴向运动，所述系统包括：
形成在所述燕尾槽的底面中的第一大致T形凹槽(18)；
形成在所述燕尾榫的底面中的第二大致T形凹槽(24)，所述第一大致T形凹槽和所述第二大致T形凹槽相对齐以由此形成周边闭合的大致T形开槽(29)，所述周边闭合的大致T形开槽(29)具有杆部(20，28)和位于所述杆部的一端的横向交叉部(22，30)，其中，所述杆部的另一端敞开；
插在所述大致T形开槽中的可压缩的锁定卡夹(32)，所述锁定卡夹具有一对反向延伸的突出部(42，44)，所述突出部(42，44)通过大致C形的环部(34)相连接并接收在所述横向交叉部(22，30)的相反端中；以及
其中，所述可压缩的锁定卡夹(32)的大小形成为用以允许压缩所述环部(34)，使得所述反向延伸的突出部(42，44)可通过所述杆部(20，28)并伸展进所述横向交叉部(22，30)的所述相反端中。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述反向延伸的突出部通过柔性的、大致C形的环部相连接。
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