CN102498264B - 具有用于涡轮叶片的固定装置的叶片固定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于涡轮叶片(2)的固定装置(7)，其中所述固定装置(7)包括安全销(8)、夹紧件(9)以及固定元件(10)，其中所述安全销(8)设置在所述涡轮叶片根部(3)中的相应的孔(15)中，所述夹紧件(9)构成有上支腿(18)和下支腿(19)，其中所述夹紧件将径向力施加到所述涡轮叶片根部(3)上以用于径向固定。

Description

具有用于涡轮叶片的固定装置的叶片固定装置
技术领域
本发明涉及一种转子，其包括至少一个涡轮叶片和用于轴向和径向地固定该涡轮叶片的固定装置，其中，该转子包括叶片槽，并且涡轮叶片包括涡轮叶片根部，其中该叶片槽和涡轮叶片根部构造成，使得涡轮叶片根部适配在叶片槽中。
背景技术
叶片固定装置通常用于将工作叶片固定在涡轮机的、尤其是蒸汽轮机的转子上。由于转子的相对快速的转动，设置在转子上的工作叶片承受大的离心力。因此，涡轮叶片的涡轮叶片根部必须承受住大的力并且在叶片槽中径向向外地挤压。除了离心力之外，巨大的振动负荷是另一问题，该振动负荷可导致叶片根部在叶片槽的内部的迁移运动、机械式损坏、材料疲劳和侵蚀。为了在叶片槽内部将涡轮叶片根部固定，已知各种解决方案，例如金属楔形件、弹簧圈或密封件。金属楔形件尽管在轴向和径向上使得所属的叶片根部在叶片槽内部锁定，但是在大型的工作叶片中借助这种金属楔形件很难在转动期间沿径向方向产生了足够的保持力。盘形弹簧仅产生径向的保持力并且需要用于所属的叶片槽沿轴向方向的锁定的附加的耗费。此外，对于盘形弹簧而言，在装配期间需要进行复杂的测量。作为密封件通常必须总是设有两个部件，所述两个部件的装配此外部分地需要用手对部件进行操作。
GB2410531公开了一种在燃气轮机上的固定可能性。
EP-A2090750示出了一种涡轮机转子和一种安装方法。
EP-A0597586公开了一种燃气轮机设备。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种涡轮机的叶片固定装置，其中经过长的运行时间之后确保叶片精确地和牢固地保持在所属的叶片保持件中。
所述目的通过一种根据权利要求1的包括至少一个涡轮叶片的转子来实现。
该固定装置具有夹紧件，该夹紧件将来自转子的径向力施加到涡轮叶片根部上。在这种情况下，夹紧件设置在位于转子中的槽中，其中该槽可以与其中设置有安全销的槽一样。夹紧件的尺寸选择成，使得产生沿径向方向作用的力。这意味着，涡轮叶片被压向叶片槽的支承边侧上。因此，直至某一确定的转动频率，有效地阻止了叶片在槽中的运动。从某一确定的转动频开始，离心力大到使得由于贴靠在支承边侧上而阻止了运动。然而几乎不可避免的是，尽管根部固定，但是涡轮叶片仍振动。此外，根据本发明的固定装置防止了在涡轮叶片根部与叶片槽之间的相对运动，由此避免了表面损坏。
直至该转动频率，涡轮叶片能够轴向移动。高于该确定的转动频率，离心力大到使得避免轴向移动，因为由于离心力而引起的摩擦力有效地阻止了涡轮叶片在叶片槽中的移动。
夹紧件具有上支腿和下支腿，其中上支腿贴靠在涡轮叶片根部上并且沿径向方向朝该涡轮叶片根部施加力。下支腿贴靠在转子上。
本发明的突出之处在于，上支腿和下支腿基本上形成V形并且通过适当的材料选择而施加弹簧力，该弹簧力沿径向方向由转子作用到涡轮叶片根部上。
在有利的改进方案中，安全销贴靠在下支腿上。
有利的改进方案在从属权利要求中给出。
本发明基于的思想在于，在叶片槽中可以设置有径向的和轴向的固定件。安全销设置在涡轮叶片根部中的相应的孔中并且有利地贴靠在转子的边缘上。由此，涡轮叶片根部不能够进行轴向运动。如果在涡轮叶片根部的前边缘和后边缘上分别设置安全销，则在一个方向上和在另一方向上有效地防止了涡轮叶片根部的轴向移动。
在这种情况下，将安全销安装到设置在转子中的槽内。在涡轮叶片安装到在转子中且安装到相应的叶片槽内之后，进行安全销的安装。
为了避免夹紧件的不期望的松脱，使用固定元件，其构造成用于固定夹紧件。为此，该夹紧件构造为固定片并且设置在夹紧件与转子之间。通过固定片在夹紧件的边缘处的弯曲，避免了夹紧件的移动，其中固定片必须同时设置在转子中的相应的槽中。
附图说明
下面，借助所附的示意图详细阐明根据本发明的解决方案的实施例。
其中示出：
图1是具有在安装状态下的涡轮叶片的转子的侧视图；
图2是安装有涡轮叶片的转子的一部分的剖视图；
图3是图2的截面放大图；
图4是夹紧件的放大图；
图5是夹紧件的透视图；
图6是安全销的透视图；
图7是固定元件的透视图。
具体实施方式
图1示出安装有涡轮叶片2的转子1的一部分的侧视图。涡轮叶片2具有适配入相应的叶片槽4中的涡轮叶片根部3。涡轮叶片2沿轴向方向5插入叶片槽4中。叶片槽4构造为圣诞树形叶片槽，并且包括多个支承边侧6。
涡轮叶片2在叶片槽4中沿轴向方向5和径向方向29固定。径向方向29基本上相当于涡轮叶片2的纵向方向，而轴向方向5基本上相当于图1中未详细示出的转动轴线。
设置在涡轮叶片根部3的下方的固定装置7实现用于固定涡轮叶片2。在这种情况下，涡轮叶片根部3构造成，使得该涡轮叶片根部适配入叶片槽4中，也就是说该涡轮叶片根部基本上能沿轴向方向5移动。
图2中示出了穿过转子1的一部分的剖视图。固定装置7基本包括三个构件。这些构件一方面可以是安全销8、夹紧件9和固定元件10。固定装置7设置在转子1中的相应的槽11中。该槽11构造在蒸汽入口侧12和蒸汽出口侧13上。至少两个固定装置的安装，也就是说在蒸汽入口侧12上和在蒸汽出口侧13上的安装，提供的优点在于，涡轮叶片2沿轴向方向5不再能移动。借助图3详细阐明了固定装置7的工作原理以及安装。
安全销8构造成圆柱形并且具有长度L，该长度小于槽11的槽高度14。因此，安全销8能够无困难地插入槽11中。安全销8被装入位于叶片根部3中的孔15内。在此，孔15和槽11构造成，使得在安装状态下安全销8贴靠在在转子1中的边缘16上。因此，涡轮叶片根部3不再能够沿轴向方向5移动。
固定装置7的另一元件形成夹紧件9。在图4和图5中看到夹紧件9的透视图和放大图。夹紧件9基本上构成有构造成六面体形的基体17、上支腿18和下支腿19。在上支腿18与下支腿19之间形成有间隙20。夹紧件9的尺寸选择成，使得夹紧件9的高度21小于槽高度14。因此，夹紧件9能够无困难地插入叶片槽4内。另外，该尺寸被选择成，使得在安装状态下上支腿18朝涡轮叶片根部3施压与弹簧力类似的力。为此，上支腿18具有凸出部22，该凸出部为夹紧件9的长度的约三分之一。上支腿18和下支腿19均构成为楔形，也就是说上支腿18和下支腿19从基体17朝支腿18、19的方向逐渐变细。
图6示出安全销8的透视图。固定装置7的第三元件是构成为固定片的固定元件10。该固定元件10借助图7详细地阐明。该固定元件10基本上构造为构造成长形的板件，该板件在其顶端23处完全弯折一次，由此形成凸出部28。在安装状态下，该凸出部28贴靠在相应的固定槽24中。如图3所示，由此有效地避免了固定元件10的轴向移动5。另外，固定元件10具有尾端件26，该尾端件在弯曲位置27处弯曲成相对于主件25垂直。
现在，以下列的方式安装固定装置7：首先将涡轮叶片2装入相应的叶片槽4内。随后将安全销8适配入相应的孔15内。固定元件10在未弯曲的状态下被插入并且在顶端23处具有凸出部28，该凸出部设置在相应的固定槽24内。将夹紧件9推到固定元件10上并推入槽11中，使得安全销8贴靠在下支腿上。由此，避免了安全销8从孔25掉出。固定元件10在未弯曲的状态下被插入并且在顶端23处具有凸出部28，该凸出部设置在相应的固定槽24内。最后，将固定元件10在弯曲位置27处弯曲，从而有效地避免了夹紧件9从槽11掉出。

Claims (6)

1.转子(1)，包括至少一个涡轮叶片(2)和用于轴向和径向地固定所述涡轮叶片(2)的固定装置(7)，
其中，所述转子(1)包括叶片槽(4)，并且所述涡轮叶片(2)包括涡轮叶片根部(3)，
其中，所述叶片槽(4)和所述涡轮叶片根部(3)构造成，使得所述涡轮叶片根部(3)适配在所述叶片槽(4)中，
其中，所述固定装置(7)具有安全销(8)，所述安全销伸入所述涡轮叶片根部(3)的径向定向的孔(15)内，
其中，所述固定装置(7)具有夹紧件(9)，所述夹紧件将来自所述转子(1)的径向力施加到所述涡轮叶片根部(3)上，
其中，夹紧件(9)设置在位于所述转子(1)中的槽(11)中，
其中，所述夹紧件(9)具有上支腿(18)和下支腿(19)，
其中，所述上支腿(18)贴靠在所述涡轮叶片根部(3)上并且沿径向方向(29)朝所述涡轮叶片根部(3)施加力，
其中，所述下支腿(19)贴靠在所述转子(1)上并且沿径向方向(6)朝所述转子(1)施加力，
其中，所述上支腿(18)和所述下支腿(19)构造成V形，
其中，所述安全销(8)贴靠在所述下支腿(19)上。
2.根据权利要求1所述的转子(1)，其中，所述转子(1)具有边缘(16)，所述安全销(8)贴靠在所述边缘上。
3.根据上述权利要求中任一项所述的转子(1)，其中，所述固定装置(7)具有用于固定所述夹紧件(9)的固定元件(10)，使得避免所述夹紧件(9)从所述槽(11)中掉出。
4.根据权利要求3所述的转子(1)，其中，所述固定元件(10)构造为设置在所述夹紧件(9)与所述转子(1)之间的固定片。
5.根据权利要求3所述的转子(1)，其中，所述固定元件(10)具有凸出部(28)，所述凸出部(28)设置于在所述转子(1)中设置的固定槽(24)中。
6.根据权利要求4所述的转子(1)，其中，所述固定元件(10)具有凸出部(28)，所述凸出部(28)设置于在所述转子(1)中设置的固定槽(24)中。
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