CN102317578A - 涡轮机的叶片组合体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于减弱叶片组合体的振动的阻尼系统，其中相邻地设置的叶片通过耦联元件(5)相互耦联，其中所述耦联元件(5)固定地设置在第一叶片(1)中并且伸入第二叶片(2)内，其中所述耦联元件(5)不设置所述第二叶片(2)内，而只是紧靠在那里，使得由于离心力，所述耦联元件(5)的自由端(9)压靠在所述第二叶片(2)上，并且因此产生摩擦力，所述摩擦力导致能量损耗并且因此减弱振动。

Description

涡轮机的叶片组合体

技术领域

本发明涉及一种构造，其包括第一叶片和与第一叶片相邻地设置的第二叶片。

背景技术

对于在本申请的意义上的涡轮机例如理解为压缩机、燃气轮机和蒸汽轮机。上述涡轮机的共性是，它们由壳体和可在壳体内旋转地安装的转子组成，其中在转子和壳体之间构成流动通道，流动介质可流过所述流动通道。流动介质在蒸汽轮机中为水蒸汽。在蒸汽轮机运转时存在的危险是，在流线型的导向叶片上的流动引起叶片的振动，所述振动导致扰动效果。导向叶片例如能够以断裂的形式受到损坏。因此力求将导向叶片改型为，使得避免或减弱振动，以便不出现导向叶片的损坏。

已知的是，导向叶片的围带与唯一的金属丝连接，以便减弱振动，从而阻止在围带之间的相对运动。

由DE 697 04 001 T1已知，在围带中设置有销，所述销设置成可在所谓的盲孔中运动。

在DE 102 56 778 A1中，围带不以转子动力学的方式相互耦联，而是相反，根部围带以转子动力学的方式相互耦联。

振动激励的另一问题是，导向叶片由于振动激励进行振动，所述振动导致涡轮叶片和转子尖部的材料疲劳，在所述转子尖部内设置有涡轮叶片。希望的是，实现减小振幅少，其导致材料应力的减小。

此外已知的是，在涡轮叶片内设置有孔，并且干燥的粒料填入所述孔内。在用粒料填充的体积的区域内的振动导致粒料的运动。因为该运动伴随有内部的摩擦，因此阻尼也随之产生。

此外也已知的是，将粒料设置在同样设置在叶片的孔内的液体中。

发明内容

本发明的目的是，提供一种构造，其通过简单的方式有效地防止扰动的振动激励。

该目的通过一种根据权利要求1的构造得以实现，所述构造包括第一叶片和与第一叶片相邻地设置的第二叶片。

有利的改进形式在从属权利要求中说明。

在经耦联的叶片组合体中，构成所谓的波节直径振动。该波节直径振动的特征在于，在叶片的圆周上，振幅具有正弦形状。这意味着，对于邻近的叶片而言，相对于紧邻的或隔开的相邻叶片产生相对旋转。本发明的优点是，根据本发明，减弱紧邻的或隔开的相邻叶片的这种相对旋转。为此，邻近的叶片改型为，使得叶片的子部分(Untermenge)获得耦联元件。该耦联元件构成为，使得其延伸至下一个相邻叶片或者甚至延伸至再下一个相邻叶片，但是不与邻近的叶片固定地连接。

如果叶片在该构造中进行振动时，那么叶片连同固定地连接的横杆一起运动。不与耦联元件固定地连接的邻近的叶片由于在运转时出现的离心力使耦联元件压靠在叶片上，从而发生力配合的接触，其中由于摩擦，发生能量损耗，并且因此振动能量消失，从而减弱扰动振动。

第一叶片具有第一叶片尖端，并且第二叶片具有第二叶片尖端，其中耦联元件设置在第一和第二叶片尖端的区域内。根据结构，振动在叶片尖端处最大。因此有利的是，阻尼装置设置在叶片尖端。因此有利的是，耦联元件设置在第一和第二叶片尖端的区域内。在那里，扰动的振动的幅度最大地得到减弱，并且因此最有效地得到减弱。

第一叶片尖端具有第一围带，其中耦联元件固定地设置在第一围带内。由于本质上为外来的元件的耦联元件的构造，必须找到能够设置耦联元件的合适的位置。围带设置在叶片尖端并且具有相对于整个叶片相当大的结构。在该围带内固定地设置耦联元件。这例如能够通过焊接、旋拧或铆接来实现。

属于邻近的叶片的第二叶片尖端具有第二围带，其中耦联元件设置在第二围带内。根据本发明，耦联元件松动地设置在第二围带内，也就是说不与第二围带固定地连接。在这种情况下，第二围带设置成，使得在运转时出现的离心力导致耦联元件压靠在第二围带上。这意味着，在出现振动时耦联元件在第二围带内摩擦。因此发生能量损耗，从而减弱振动。

第一围带和第二围带分别具有狭缝，耦联元件设置在所述狭缝内。借助狭缝可使用相对简单的且在制造技术上有利的解决方案，以便极为有效地将耦联元件设置在围带内。

狭缝在侧面设置在第一围带和第二围带内。由于侧面的构造，可能的是，在维修工作期间轻松地移去耦联元件。

在一个有利的改进形式中，耦联元件长且窄地构成。叶片振动的有效的减弱基本上与耦联元件的形状和材料有关。耦联元件越长，耦联元件的尖部的振幅越大。此外，材料应选择为，使得其能够尽可能刚性地且固定地与叶片连接，其中耦联元件的强度值应该为，使得耦联元件自身几乎不能够进行独自的振动。

在一个有利的改进形式中，耦联元件构成为薄板。有利的是，薄板在横截面内观察具有宽为L且高为H的矩形形状，其中需要的是，L大于H，并且耦联元件在围带内设置成，使得在工作时，具有宽L的表面紧贴在围带上。因此，耦联元件具有扁平刀片的形状。由于该结构，耦联元件在径向方向上，即在存在着离心力的方向上，可相对容易地弯曲，这导致耦联元件能够容易地压靠在另一围带上。相反，在轴向方向上，即垂直于离心力方向上的弯曲几乎是不可能的。这意味着，足够好地带走叶片的振动。因此有效的阻尼是可能的。

附图说明

借助于在附图中的实施例详细阐述本发明。在附图中示出：

图1示出构造在径向方向上观察面向围带的截面图；

图2示出两个邻近的围带的截面图；

图3示出围带的立体图。

具体实施方式

图1示出构造在径向方向上的截面图。也就是说，径向方向垂直于图平面。构造包括第一叶片1和与所述第一叶片1相邻地设置的第二叶片2。第一叶片1和第二叶片2通过转子尖部固定地设置在未详细示出的转子上。所述转子绕旋转轴线3旋转。第一叶片1和第二叶片2在径向方向上构成长形，并且在运转时通过未详细示出的流动介质入流，其中第一叶片1和第二叶片2进行沿旋转方向4的旋转。

第一叶片1与第二叶片2相邻地设置。第一叶片1包括耦联元件5，所述耦联元件以未详细示出的方式与第一叶片1固定地连接。耦联元件5例如能够通过旋拧、铆接或通过焊接与第一叶片1固定地连接。第一叶片1的振动6导致耦联元件尖部7的振动。这同样导致耦联元件尖部7的简谐振动8。该简谐振动8需要最小化，这通过耦联元件5紧贴在第二叶片2上来实现。由于在运转中产生的离心力，设置在第一叶片1的外面的耦联元件5的自由端9沿径向方向向外压靠于第二叶片2。这导致在耦联元件5的自由端9和第二叶片2之间的摩擦。

耦联元件5设置在第一叶片1的叶片尖端内和第二叶片2的叶片尖端内，这在图1中未详细示出。

图3示出第一或第二叶片1或2的围带10。在这种情况下，围带10设置在第一叶片1或第二叶片2的叶片尖端上。围带10具有狭缝11，在所述狭缝内设置有耦联元件5。在第一叶片1的情况下，耦联元件5固定地设置的狭缝11内。在第二叶片2的情况下，耦联元件5只是松动地设置在狭缝11内。在运转时出现的离心力沿与径向方向相同的离心力方向12作用。

图2示出构造的一部分的可替代的图示。第一叶片1具有第一围带13，并且叶片2具有第二围带14。围带设置在第一叶片1和第二叶片2的叶片尖端内。耦联元件5在侧面设置在第一围带13以及第二围带14内。在此，耦联元件5长且窄地构成，并且构造为薄板。耦联元件5在横截面内观察具有宽为L且高为H的矩形形状。高H基本上与狭缝11的高H相同。薄板5的高H至少应该略小于狭缝11的高H。在这种情况下需要的是，L大于H并且耦联元件5设置在围带14内，使得在工作时，具有宽L的表面紧贴在围带14上。因此产生摩擦，所述摩擦导致能量损耗并且因此减少振动。

耦联元件5设置成与第一围带13固定地连接，这例如能够通过螺旋连接来实现。为此使用螺钉，所述螺钉将耦联元件5与第一叶片1固定地连接。因此形成螺钉连接15、16。螺钉连接15、16例如能够沿轴向方向17定向。螺钉连接15、16显然也能够沿径向方向18实现。

Claims (4)

1.一种构造，包括第一叶片(1)和与所述第一叶片(1)相邻地设置的第二叶片(2)，

其中耦联元件(5)固定地设置在所述第一叶片(1)中，并且耦联元件(9)的一部分紧贴在所述第二叶片(2)上，

其中所述第一叶片(1)具有第一叶片尖端，

其中所述第二叶片(2)具有第二叶片尖端，

其中所述耦联元件(5)设置在所述第一和第二叶片尖端的区域内，

其中所述第一叶片尖端具有第一围带(13)，并且所述耦联元件(5)设置在所述第一围带(13)内，

其中所述第二叶片尖端具有第二围带(14)，并且所述耦联元件(5)设置在所述第二围带(14)内，

其中所述第一围带(13)和所述第二围带(14)分别具有狭缝(11)，所述耦联元件(5)设置在所述狭缝内，

其特征在于，所述狭缝(11)在侧面设置在所述第一围带(13)和所述第二围带(14)内。

2.如权利要求1所述的构造，其中所述耦联元件(5)长且窄地构成。

3.如权利要求1或2所述的构造，其中所述耦联元件(5)为薄板。

4.如权利要求1、2或3中任一项所述的构造，其中所述耦联元件(5)在横截面内观察具有宽为L且高为H的矩形形状，其中需要L大于H，并且所述耦联元件(5)设置在所述围带(10、13、14)内，使得在工作时，具有宽L的表面紧贴在所述围带(14)上。

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