CN104929702B - 用于涡轮的可拉式拖曳器及具有此类拖曳器的涡轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可拉式拖曳器(18)，其用于沿径向可除去地突出到涡轮，尤其是燃气涡轮的外罩中，以便与同心地布置在所述外罩内的内载体进行机械接触，由此所述可拉式拖曳器(18)具有基本上圆柱形本体(32,33)，其沿纵向拖曳器轴线(A1)延伸。提供了机械断开，因为所述可拉式拖曳器(18)沿所述纵向拖曳器轴线(A1)分成至少分开的第一部分(32)和第二部分(33)，第一部分(32)和第二部分(33)借助于可释放的机械接头(24)与彼此联接。

Description

用于涡轮的可拉式拖曳器及具有此类拖曳器的涡轮

技术领域

本发明涉及涡轮，尤其是燃气涡轮。其涉及用于涡轮的可拉式拖曳器。其还涉及具有此类可拉式拖曳器的燃气涡轮。

背景技术

尤其是静止或工业类型的燃气涡轮通常具有外罩，其沿机器轴线同轴地延伸，并且包绕同心的内载体，该同心的内载体承载涡轮的导叶。外罩和内载体是单独的单元，其均包括上部和下部，两者具有半圆筒的形式，它们借助于在公共分离平面处的法兰连接部连接。

为了关于外罩定位内载体，机械连接借助于多个拖曳器建立在两个部分之间，该多个拖曳器在某些位置处延伸穿过外罩以与内载体进行机械接触。

文献US 3,628,884 A公开了一种旋转机器，如，涡轮。机器包括管状外壳和设置在外壳内的管状内壳。内壳包围旋转转子结构。源于燃料燃烧的热动力气体在它们流过机器来驱动转子结构时膨胀，如本领域中公知的。

多个孔口沿径向设置在外壳中，并且多个对应的键槽设置在内壳的外周上。在外壳和内壳关于转子的旋转轴线同心地对准时，多个偏心套筒结构沿径向设置在孔口中，并且调整成配合槽口，以关于转子的旋转轴线同心地支承内壳。

文献US 6,224, 332 B1公开了一种涡轮，其具有外结构壳体和由外壳体支承的内壳体。内壳体承载一排喷嘴，并且形成涡轮的相应的第一级和第二级的部分。

为了将内壳体和外壳体连接于彼此，内壳体的前部和后部中的各个设有沿周向间隔开的凹口。支承销通过检查开口穿过外壳体，用于与内壳体的前部连接。类似的销使外壳体与内壳体的后部互连。作为优选，销位于各个径向平面中的八个销位置处，并且围绕转子轴线与彼此间隔开大约45°。支承销还与内壳体的水平分开线间隔开。支承销包括扩大的头部，其具有螺栓圆，该螺栓圆具有多个螺栓开口、圆柱形柄和端部凸起。支承销从外壳体支承内壳体用于径向和轴向膨胀和收缩，其中销仅承载周向负载。

文献US2009/0226313A1公开了一种涡轮壳结构，其具有外壳，以及设置在外壳中的内壳，其包括设置在形成于内壳中的凹入部分中的套筒；插入到形成在外壳中的连通孔中并且具有设置成与套筒接触的前端的偏心轴；以及设置成与偏心轴接合并且固定于外壳的固定部件。

文献US 2013/0017082A1描述了一种用于将内壳体安装和对准在外壳体内的对准组件。对准组件大体上包括构造成收纳在于内壳体和外壳体之间沿径向延伸的臂和外壳体的凸台中的至少一个内的第一套筒和第二套筒。第一套筒大体上可具有偏心构造，而第二套筒可包括在第一套筒内延伸的偏心部分。此外，对准组件可包括在所述第一套筒和所述第二套筒中的至少一个内延伸的连接部件。

涡轮的内导叶载体和外罩或外壳的其它组件从文献DE 2532537A1和DE4230235A1已知。

已知的解决方案具有若干严重的缺点：

·由于缺乏机械断开，故加工精度的要求非常高，以便避免对可拉式拖曳器的敏感部分的不需要的力影响；

·尽管存在能够从外侧接近的可拉式拖曳器的设计，但这些现有设计由于对拖曳器的敏感部分的不需要的力影响而通常显示出问题。

发明内容

本发明的目的在于提供用于涡轮壳体组件的可拉式拖曳器，其避免了已知设计的缺点，并且容易以非常快且防故障的方式组装和拆卸。

本发明的另一个目的在于提供一种具有此类可拉式拖曳器的燃气涡轮。

这些及其它目的通过本发明中公开的可拉式拖曳器和燃气涡轮获得。

根据本发明的可拉式拖曳器提供用于沿径向方向可除去地突出到涡轮，尤其是燃气涡轮的外罩中，以便与同心地布置在所述外罩内的内载体进行机械接触，由此所述可拉式拖曳器具有基本上圆柱形本体，其沿纵向拖曳器轴线延伸。

其特征在于，所述可拉式拖曳器沿所述纵向拖曳器轴线分成至少分开的第一部分和第二部分，第一部分和第二部分借助于可释放的机械接头与彼此联接。

根据本发明的可拉式拖曳器的实施例，所述机械接头具有至少一个自由度，用于所述第一部分和所述第二部分关于彼此的移动。

根据本发明的可拉式拖曳器的另一个实施例，所述至少一个自由度沿垂直于所述纵向拖曳器轴线的第二轴线。

根据本发明的可拉式拖曳器的另一个实施例，所述机械接头为具有燕尾接头轴线的燕尾接头，并且所述燕尾接头轴线与所述第二轴线相同。

根据本发明的可拉式拖曳器的又一个实施例，所述燕尾接头包括销和用于收纳沿所述燕尾接头轴线滑移的所述销的燕尾部，所述销设在所述可拉式拖曳器的所述第一部分处，而所述燕尾部设在所述可拉式拖曳器的所述第二部分处。

根据本发明的可拉式拖曳器的另一个实施例，弹簧在所述销与所述燕尾部之间布置在所述燕尾接头内，以便在所述可拉式拖曳器的所述第一部分和第二部分之间沿轴向方向施加分开力。

根据本发明的可拉式拖曳器的再一个实施例，所述弹簧为弹簧片，并且沿所述燕尾接头轴线延伸的用于收纳所述弹簧片的弹簧凹槽设在燕尾接头的销的前面处。

根据本发明的可拉式拖曳器的又一个实施例，弹簧片包括用于将所述弹簧片沿侧向固定在所述弹簧凹槽中的器件。

根据本发明的可拉式拖曳器的另一个实施例，所述固定器件包括垂直销，其配合到所述弹簧凹槽的底部处的孔中。

根据本发明的可拉式拖曳器的再一个实施例，所述可拉式拖曳器的所述第一部分包括平头部，其平面垂直于所述燕尾接头轴线定向。

根据本发明的燃气涡轮包括中空圆筒形外罩，其与机器轴线同轴并且沿机器轴线延伸，并且在分离平面处分成上部和下部，并且还包括内载体，该内载体由所述外罩同心地包绕，并且在所述分离平面处分成上部和下部，由此所述外壳和所述内载体由多个可拉式拖曳器机械地联接，该多个可拉式拖曳器延伸穿过所述外罩以接触所述内载体。

其特征在于，所述可拉式拖曳器为根据本发明的拖曳器。

根据本发明的燃气涡轮的实施例，所述可拉式拖曳器成对地且关于所述分离平面对称地布置。

根据本发明的燃气涡轮的另一个实施例，所述外罩的所述上部和下部在所述分离平面中借助于法兰连接部连接，并且所述成对的可拉式拖曳器均布置在所述法兰连接部内。

根据本发明的燃气涡轮的再一个实施例，所述内载体的所述上部和下部在所述分离平面中借助于法兰连接部连接，并且所述成对的可拉式拖曳器在所述法兰连接部处具有与所述内载体的机械接触。

根据本发明的燃气涡轮的又一个实施例，沿径向延伸的保持块设在所述内载体的所述法兰连接部处，并且各对可拉式拖曳器在所述保持块的相对侧处与相应的保持块进行机械接触。

根据本发明的燃气涡轮的另一个实施例，所述可拉式拖曳器借助于安装在所述法兰连接部的外侧上的盖固持在所述法兰连接部内。

附图说明

现在借助于不同实施例并且参照附图更严密阐释本发明。

图1示出了根据本发明的实施例的具有外罩和内载体的燃气涡轮组件的部分(图1(a))，以及根据本发明的实施例的包括可拉式拖曳器的外罩的法兰连接部的放大详图(图1(b))；

图2示出了图1的内载体和与成对的可拉式拖曳器的机械接触(图2(a))，并且以放大详图示出了具有一对可拉式拖曳器的内壳的一侧(图2(b))；

图3示出了根据本发明的实施例的可拉式拖曳器，其用于图1和2的组件中；

图4详细地示出了外罩的法兰连接部中的一对可拉式拖曳器的包围；

图5为相比于书写笔的图3的组装的可拉式拖曳器的照片；

图6为相比于书写笔的图5的拆卸的可拉式拖曳器的照片；以及

图7为图5的拆卸的可拉式拖曳器的放大细节的照片。

部件列表

10 燃气涡轮

11 外罩

11a 上部(外罩)

11b 下部(外罩)

12 内载体

12a 上部(内载体)

12b 下部(内载体)

13 分离平面

14 导叶收纳凹槽

15 法兰连接部(内载体)

16 法兰连接部(外罩)

17 连接面(法兰)

18 拖曳器(可拉式)

18a,b 拖曳器

19 盖

19a,b 盖

20 螺钉

21 螺钉孔

22 头

23 凹口(圆形)

24 燕尾接头

24a 销

24b 燕尾部

25 弹簧片

26 肩部

27,28 开孔

29 销

30 弹簧凹槽

31 孔

32 头部(拖曳器)

33 后部(拖曳器)

34 保持块

A 机械轴线

A1 拖曳器轴线(纵向)

A2 燕尾接头轴线(垂直)。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的实施例的燃气涡轮组件的部分。图1(a)的燃气涡轮10的组件包括中空圆筒形外罩11的区段，其与机器轴线A(未示出的转子的旋转轴线)同轴并且沿其延伸。外罩11在包含机器轴线A的分离平面13处分成上部11a和下部11b。燃气涡轮10还包括内载体12，其提供用于承载多个导叶，该多个导叶安装在相应的周向导叶收纳凹槽14中，并且沿径向延伸到内载体12的内部中。内载体12由外罩11同心地包绕，并且在所述分离平面13处分成上部12a和下部12b。

外罩11的上部11a和下部11b在分离平面13中借助于第一法兰连接部16连接。内载体12的上部12a和下部12b在分离平面13中借助于第二法兰连接部15连接。外罩11和内载体12由多个可拉式拖曳器18机械地联接，多个可拉式拖曳器18延伸穿过外罩11来产生与内载体12的机械接触。仅一对可拉式拖曳器18在图1(a)和图1(b)的放大详图中示出。

图2示出了图1的内载体12和其与两对可拉式拖曳器18a,b和18c,d的机械接触(图2(a))，并且以放大详图示出了具有一对可拉式拖曳器18a,b的内壳的一侧。可拉式拖曳器18a,b和18c,d被安装，其中后(圆筒)部(图3和5-7中的33)在外罩的法兰连接部16的相应开孔中(见图1)，并且借助于头部(图3和5-7中的32)与为内载体12的法兰连接部15的一部分的保持块34的相对侧进行接触。如图4中所示，安装的可拉式拖曳器18借助于盖19a和19b包围在法兰连接部16中的它们的开孔中，盖19a和19b均通过延伸穿过相应的螺孔21(见图3)的四个螺钉20螺接于法兰连接部16。

必须解决的技术问题为：

·可拉式拖曳器的独立部分的机械断开；

·必须忍受高达500℃的温度；

·必须忍受高达30bar的环境流体压力；

·可能的振动的抑制应当是可能的；

·拖曳器应当友好地维护，具有较少部分，为稳健设计，并且防故障。

本发明的基本构想现在是突出到燃气涡轮10的外罩11中的可拉式拖曳器18a-d的机械断开。同时，振动的抑制可在拖曳器内发生。

根据本发明并且图3和5-7中所示，可拉式拖曳器18或18a-d沿其轴向拖曳器轴线A1分成至少分开的第一部分32和第二部分33，即，头部32和后部33，第一部分32和第二部分33借助于可释放的机械接头24与彼此联接。根据图3和5-7中所示的实施例，机械接头24具有至少一个自由度，用于所述第一部分32和第二部分33关于彼此的移动。在所示的实施例中，该至少一个自由度沿垂直于所述纵向拖曳器轴线A1的第二轴线A2(见图3)。

在所示的实施例中，所述机械接头为具有燕尾接头轴线的燕尾接头24，该燕尾接头轴线与所述第二轴线A2相同。燕尾接头24一方面包括销24a，并且另一方面包括燕尾部24b，用于收纳沿所述燕尾接头轴线A2滑移的所述销24a。销24a形成在可拉式拖曳器18的所述第一部分或头部32处，而燕尾部24b形成在可拉式拖曳器18的所述第二部分或后部33处。

为了在成功抑制不需要的振动的同时具有燕尾接头24的紧配合，弹簧25在销24a与燕尾部24b之间布置在燕尾接头24内。弹簧25在可拉式拖曳器18的第一部分32与第二部分33之间施加沿轴向方向的分开力。弹簧25为包括单独的相同片的叠堆的弹簧片。沿燕尾接头轴线A2延伸用于收纳弹簧片25的弹簧凹槽30设在燕尾接头24的销24a的前面处。弹簧片25通过呈垂直销29形式的固定器件29沿侧向固定在弹簧凹槽30中，固定器件29配合到弹簧凹槽30的底部处的孔31中。

肩部26设在可拉式拖曳器18的后部33的端部处，其配合到开孔的相应直径梯级中，该相应直径梯级收纳拖曳器，以便具有法兰连接部16内的拖曳器18的限定的轴向位置。拖曳器18分别通过盖19或19a,b固定在该位置。

拖曳器18的头部32包括平头部22，其平面垂直于燕尾接头轴线A2定向。利用平头部22，拖曳器18邻接抵靠内载体12的法兰连接部15的保持块34，从而沿周向方向固定内载体12。平头部22中的圆形凹口23可用于沿径向方向固定内载体12。

如可在图6中看见的，燕尾接头24a,b可设有开孔27和28，以便通过延伸穿过这些开孔的螺栓来固定接头。

因此，根据本发明的拖曳器包括三个部分：

部分1：

可拉式拖曳器18的后部33，其代表可拉式拖曳器18的头部32的载体。其目的在于沿轴向将头部32保持就位，而不抑制移动中的自由度。该功能称为"机械断开"。

部分2：

可拉式拖曳器18的头部32。其目的在于满足特征的实际功能。在附图中所示的实施例中，其必须限定内载体12关于燃气涡轮10的外罩11的某一位置。

部分3：

由于机械断开允许所有自由度中的某一移动，故不需要的振动是可能的。移动由弹簧片25抑制，这也是解决方案的一部分。

本发明的优点在于：

·解决了关于具有不需要的力冲击的刚性拖曳器的问题；

·组装和拆卸为容易、非常快且防故障的，这对于此类特征非常重要；

·本发明的可拉式拖曳器是第一特征，其组合了支承拖曳器和从外侧的可接近性，而没有如现今除去可拉式拖曳器那样的焚烧器、管等的耗时除去。

然而，本发明不限于所示实施例的那些拖曳器。突出到燃气涡轮中并且必须在一定范围内传送力并且应当能够从外侧拉动的任何物品可装备有此类机械断开。

Claims (17)

1.一种可拉式拖曳器(18)，其用于沿径向方向可除去地突出到涡轮的外罩(11)中，以便与同心地布置在所述外罩(11)内的内载体(12)进行机械接触，由此所述可拉式拖曳器(18)具有基本上圆柱形本体(32,33)，所述基本上圆柱形本体(32,33)沿纵向拖曳器轴线(A1)延伸，其特征在于，所述可拉式拖曳器(18)沿所述纵向拖曳器轴线(A1)分成至少分开的第一部分(32)和第二部分(33)，所述第一部分(32)和所述第二部分(33)借助于可释放的机械接头(24)与彼此联接；并且所述可拉式拖曳器(18)具有弹簧(25)，其布置在所述可释放的机械接头(24)内，用于在所述第一部分(32)与所述第二部分(33)之间沿轴向方向施加分开力。

2.根据权利要求1所述的可拉式拖曳器，其特征在于，所述机械接头(24)具有至少一个自由度，用于所述第一部分(32)和所述第二部分(33)关于彼此的移动。

3.根据权利要求2所述的可拉式拖曳器，其特征在于，所述至少一个自由度沿垂直于所述纵向拖曳器轴线(A1)的第二轴线(A2)。

4.根据权利要求3所述的可拉式拖曳器，其特征在于，所述机械接头为具有燕尾接头轴线(A2)的燕尾接头(24)，并且所述燕尾接头轴线(A2)与所述第二轴线相同。

5.根据权利要求4所述的可拉式拖曳器，其特征在于，所述燕尾接头(24)包括销(24a)和用于收纳沿所述燕尾接头轴线(A2)滑移的所述销(24a)的燕尾部，所述销(24a)设在所述可拉式拖曳器(18)的所述第一部分(32)处，而所述燕尾部(24b)设在所述可拉式拖曳器(18)的所述第二部分(33)处。

6.根据权利要求5所述的可拉式拖曳器，其特征在于，所述弹簧(25)在所述销(24a)与所述燕尾部(24b)之间布置在所述燕尾接头(24)内。

7.根据权利要求6所述的可拉式拖曳器，其特征在于，所述弹簧为弹簧片(25)，并且沿所述燕尾接头轴线(A2)延伸的、用于收纳所述弹簧片(25)的弹簧凹槽(30)设在所述燕尾接头(24)的销(24a)的前面处。

8.根据权利要求7所述的可拉式拖曳器，其特征在于，所述弹簧片(25)包括用于将所述弹簧片(25)沿侧向固定在所述弹簧凹槽(30)中的固定器件(29)。

9.根据权利要求8所述的可拉式拖曳器，其特征在于，所述固定器件包括垂直销(29)，其配合到所述弹簧凹槽(30)的底部处的孔(31)中。

10.根据权利要求4所述的可拉式拖曳器，其特征在于，所述可拉式拖曳器(18)的所述第一部分(32)包括平头部(22)，其平面定向成垂直于所述燕尾接头轴线(A2)。

11.根据权利要求1所述的可拉式拖曳器，其特征在于，所述涡轮是燃气涡轮(10)。

12.一种燃气涡轮(10)，其包括中空圆筒形外罩(11)，所述中空圆筒形外罩(11)与机器轴线(A)同轴并且沿所述机器轴线(A)延伸，并且在分离平面(13)处分成上部(11a)和下部(11b)，并且还包括内载体(12)，其由所述外罩(11)同心地包绕，并且在所述分离平面(13)处分成上部(12a)和下部(12b)，由此所述外罩(11)和所述内载体(12)由多个可拉式拖曳器(18a-d)机械地联接，所述多个可拉式拖曳器(18a-d)延伸穿过所述外罩(11)来接触所述内载体(12)，其特征在于，所述可拉式拖曳器(18a-b)为根据权利要求1至权利要求11中的任一项的拖曳器。

13.根据权利要求12所述的燃气涡轮，其特征在于，所述可拉式拖曳器(18a-d)成对地且关于所述分离平面(13)对称地布置。

14.根据权利要求13所述的燃气涡轮，其特征在于，所述外罩(11)的所述上部(11a)和所述下部(11b)在所述分离平面(13)中借助于第一法兰连接部(16)连接，并且所述成对的可拉式拖曳器(18a,b;18c,d)均布置在所述第一法兰连接部(16)内。

15.根据权利要求14所述的燃气涡轮，其特征在于，所述内载体(12)的所述上部(12a)和所述下部(12b)在所述分离平面(13)中借助于第二法兰连接部(15)连接，并且所述成对的可拉式拖曳器(18a,b;18c,d)在所述第二法兰连接部(15)处具有与所述内载体(12)的机械接触。

16.根据权利要求15所述的燃气涡轮，其特征在于，沿径向延伸的保持块(34)设在所述内载体(12)的所述第二法兰连接部(15)处，并且各对可拉式拖曳器(18a,b;18c,d)在所述保持块(34)的相对侧处与相应的保持块(34)进行机械接触。

17.根据权利要求14所述的燃气涡轮，其特征在于，所述可拉式拖曳器(18a-b)借助于安装在所述第一法兰连接部(16)的外侧上的盖(19;19a,b)固持在所述第一法兰连接部(16)内。

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