CN105525950B - 涡轮机叶片锁定系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于延长涡轮机部件使用寿命的涡轮机叶片锁定系统。该涡轮机叶片锁定系统包括涡轮机叶片，其具有从基底部分延伸的叶片部分。所述基底部分包括轴向轨道，其经设置以延伸进入设置在涡轮机的转子中的轴向凹槽。所述轴向轨道包括第一锁定凹处，其经设置以沿着所述轴向凹槽对齐第二锁定凹处。所述系统还包括具有第一锁定插入物和第二锁定插入物的叶片锁定组件。所述第一锁定插入物经设置以插入所述第一锁定凹处和所述第二锁定凹处。所述第二锁定插入物经设置以靠近所述第一锁定插入物插入所述第一锁定凹处或所述第二锁定凹处。

Description

涡轮机叶片锁定系统

本申请为2012年6月8日提交的专利申请“涡轮机叶片锁定系统”（申请号：201210189630.9，申请人：通用电气公司）的分案申请。

技术领域

本发明涉及涡轮机，更确切地说，涉及一种叶片锁定系统。

背景技术

通常，涡轮机在流体与旋转叶片之间传输能量。例如，压缩机经驱动以使叶片旋转，从而压缩气体，例如，空气。又例如，涡轮包括叶片，所述叶片经流体流，例如，水、蒸汽或燃烧气体驱动以进行旋转。典型涡轮机包括连接到转子的大量叶片。但是，转子在叶片连接过程中可能发生形变。例如，叶片可能直接立桩接合或焊接到转子，从而导致叶片附近的转子发生形变。在涡轮机使用寿命中的特定时间，可能移除所述叶片并替换为新的叶片。这样，转子在叶片逐个替换过程中可能重复形变，从而最终导致将新的叶片连接到转子时出现问题。因此，需要在不使转子重复形变的条件下，将涡轮机叶片固定到转子。

发明内容

下文概述了本发明的最初范围内的某些实施例。这些实施例的目的并不在于限制本发明的范围，而仅在于概述本发明的可能形式。实际上，本发明可能包括与下述实施例的形式类似或不同的各种形式。

根据第一实施例，一种涡轮机叶片锁定系统包括涡轮机叶片，所述涡轮机叶片具有从基底部分延伸的叶片部分。所述基底部分包括轴向轨道，其经设置以延伸进入设置在涡轮机的转子中的轴向凹槽。所述轴向轨道包括第一锁定凹处，其经设置以沿着所述轴向凹槽与第二锁定凹处对齐。所述涡轮机叶片锁定系统还包括叶片锁定组件，其具有第一锁定插入物和第二锁定插入物。所述第一锁定插入物经设置以插入所述第一锁定凹处和所述第二锁定凹处。所述第二锁定插入物经设置以邻近所述第一锁定插入物插入所述第一锁定凹处或所述第二锁定凹处。

其中所述第一锁定插入物和所述第二锁定插入物相对于彼此立桩接合。

其中所述轴向轨道经配置以延伸进入所述轴向凹槽以阻止所述涡轮机叶片相对于所述转子沿相对于所述转子的旋转轴的径向和周向移动。

其中所述叶片锁定组件经配置以阻止所述涡轮机叶片相对于所述转子沿相对于所述转子的所述旋转轴的轴向移动。

其中所述轴向轨道包括鸠尾形轨道，其经配置以安装在具有相应鸠尾形状的所述轴向凹槽中。

其中所述第一锁定凹处沿相对于所述转子的旋转轴的径向延伸进入所述轴向轨道。

其中所述轴向轨道包括第一侧开口，其沿轴向延伸进入所述第一锁定凹处，所述轴向轨道阻止所述第一锁定插入物沿所述轴向移动穿过所述第一侧开口，且所述轴向轨道使所述第二锁定插入物沿所述轴向移动穿过所述第一侧开口。

其中所述第一锁定插入物具有相对于所述转子的所述旋转轴的第一径向尺寸和第一周向尺寸，所述第二锁定插入物具有相对于所述转子的所述旋转轴的第二径向尺寸和第二周向尺寸，所述第一径向尺寸大于所述第二径向尺寸，且所述第一周向尺寸大于所述第二周向尺寸。

其中所述第一锁定插入物包括圆柱形插入物，且所述第二锁定插入物包括矩形插入物。

其中所述第一锁定插入物包括楔形、T形、L形或球形插入物。

其中所述第一锁定插入物和所述第二锁定插入物包括合金钢、镍合金、耐热材料或耐腐蚀材料。

根据第二实施例，一种涡轮机系统包括具有转子的涡轮机，所述转子具有第一轴向凹槽。所述涡轮机还包括：第一叶片，其具有设置在所述第一轴向凹槽中的第一轴向轨道；以及锁定空间，其延伸进入所述第一轴向凹槽和所述第一轴向轨道。所述涡轮机包括设置在所述锁定空间中的至少一个锁定插入物。至少一个锁定插入物阻止所述第一轴向轨道相对于所述第一轴向凹槽沿轴向移动。

其中所述至少一个锁定插入物包括第一锁定插入物和第二锁定插入物。

其中所述第一锁定插入物和所述第二锁定插入物相对于彼此立桩接合。

其中所述第二锁定插入物将所述第一锁定插入物固定在所述锁定空间内，且所述第一锁定插入物在固定在所述锁定空间中时阻止所述第一轴向轨道相对于所述第一轴向凹槽沿所述轴向移动。

其中所述锁定空间包括径向延伸进入所述第一轴向轨道的第一锁定凹处和径向延伸进入所述第一轴向凹槽的第二锁定凹处，且所述第一锁定凹处和所述第二锁定凹处具有彼此不同的径向深度。

该涡轮机系统包括沿所述轴向延伸进入所述锁定空间的侧开口，其中所述锁定空间的大小大于与所述轴向交叉的方向上的所述侧开口。

根据第三实施例，一种涡轮机系统包括具有第一叶片的压缩机，所述第一叶片具有第一轴向安装件。所述压缩机还包括具有第二轴向安装件的转子。所述第一轴向安装件和所述第二轴向安装件沿轴向连接在一起，从而阻止所述第一轴向安装件相对于所述第二轴向安装件沿轴向和周向移动。所述压缩机包括延伸进入所述第一轴向安装件和所述第二轴向安装件的锁定空间。所述压缩机还包括设置在所述锁定空间中的至少一个锁定插入物。所述至少一个锁定插入物阻止所述第一轴向安装件相对于所述第二轴向安装件沿轴向移动。

其中所述至少一个锁定插入物包括第一锁定插入物和第二锁定插入物，且所述第一锁定插入物和所述第二锁定插入物相对于彼此立桩接合。

该涡轮机系统包括沿所述轴向延伸进入所述锁定空间的侧开口，其中所述锁定空间包括径向延伸进入所述第一轴向安装件的第一锁定凹处和径向延伸进入所述第二轴向安装件的第二锁定凹处。

附图说明

参阅附图阅读以下详细说明后，，将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点，在附图中，类似的标号代表所有附图中类似的部分，其中：

图1是涡轮机系统的一个实施例的方框示意图，图示了具有压缩机和涡轮的燃气涡轮发动机；

图2是沿线2-2截得的图1所示压缩机的一个实施例的局部截面图，图示了叶片锁定系统的一个实施例；

图3是沿线3-3截得的图2所示叶片锁定系统的一个实施例的局部截面图；

图4是沿线4-4截得的图3所示叶片锁定系统的一个实施例的局部截面图；

图5是沿线5-5截得的图3所示叶片锁定系统的一个实施例的局部截面图；

图6是图2所示叶片锁定系统的一个实施例的局部分解透视图，图示了从转子的凹槽中分解出的叶片、第一锁定插入物和第二锁定插入物；

图7是图6所示叶片锁定系统的一个实施例的局部剖面透视图，图示了设置在转子的凹槽中的叶片和第一锁定插入物，其中第一锁定插入物处于第一位置；

图8是图6到7所示叶片锁定系统的一个实施例的局部剖面透视图，图示了设置在转子的凹槽中的叶片和第一锁定插入物，其中第一锁定插入物处于第二位置；

图9是图6到8所示叶片锁定系统的一个实施例的局部剖面透视图，图示了设置在转子的凹槽中的叶片、第一锁定插入物和第二锁定插入物，其中处于第二位置的第一锁定插入物由第二锁定插入物进行固定；

图10是沿线4-4截得的图3所示叶片锁定系统的一个实施例的局部截面图，图示了图2所示叶片锁定系统的T形锁定接口；

图11是沿线4-4截得的图3所示叶片锁定系统的一个实施例的局部截面图，图示了图2所示叶片锁定系统的楔形锁定接口；

图12是沿线4-4截得的图3所示叶片锁定系统的一个实施例的局部截面图，图示了图2所示叶片锁定系统的球形锁定接口；以及

图13是沿线4-4截得的图3所示叶片锁定系统的一个实施例的局部截面图，图示了图2所示叶片锁定系统的L形锁定接口。

元件标号列表：

标号	元件	标号	元件
				10	涡轮机系统	11	燃气涡轮发动机
12	压缩机	14	燃烧室
				16	燃烧室	18	燃料喷嘴
20	燃料喷嘴	22	涡轮
				24	轴	26	负载
28	排气部分	30	周向
				32	径向	34	轴向
40	叶片安装系统	42	滑动接合系统
				44	叶片锁定系统	50	压缩机叶片
52	转子	54	基架部分
				56	底座部分	58	叶片锁定组件
60	颈状部分	62	端头部分
				64	开口	66	转子外表
68	扩大腔	70	高度
				71	凹处	72	高度
73	凹处	74	第一锁定插入物
				76	高度	78	第二锁定插入物
80	高度	82	桩
				84	部分	90	中间部分
92	边缘部分	94	轴向边缘
				96	开口	98	扩大腔
100	第一直径	102	第二直径
				104	轴向偏移量	106	颈状部分
108	扩大主体部分	110	宽度
				112	开口	114	扩大腔
116	轴向边缘	118	直径
				120	直径	130	箭头
132	箭头	134	箭头
				136	箭头	140	T形锁定接口
150	楔形锁定接口	160	球形锁定接口
				170	L形锁定接口

具体实施方式

下文将介绍本发明的一个或多个具体实施例。为了简要介绍这些实施例，说明书中可能不会介绍实际实施方案的所有特征。应了解，在任意工程或设计项目中开发任意此类实际实施方案时，均应当做出与实施方案特定相关的各种决定，以实现开发人员的特定目标，例如，是否要遵守与系统相关以及与业务相关的限制，这些限制可能会因实施方案的不同而有所不同。此外，应了解，此类开发可能非常复杂耗时，但无论如何对受益于本发明的一般技术人员而言，此类开发仍是常规的设计、建造和制造操作。

在介绍本发明各种实施例的元件时，“一个”和“所述”旨在表示有一个或多个元件。术语“包括”、“包含”以及“具有”旨在表示包括性含义，且表示除了所列元件外，可能还有其他元件。

如下文详细所述，所揭示实施例包括叶片锁定组件，其经设置以将叶片锁定到涡轮机的转子上，而不会直接使转子立桩接合或其他引起转子形变的方式。涡轮机可包括涡轮、压缩机或者上述项的组合。例如，在燃气涡轮发动机中可以使用叶片锁定组件将压缩机叶片固定在一个或多个压缩机级中。在某些实施例中，每个叶片均沿着滑动接合件，例如，轴向轨道和轴向凹槽连接到转子。例如，滑动接合件可以包括具有公部分和母部分的鸠尾接合件，所述公部分和母部分沿相对于转子的旋转轴的轴向滑动接合在一起。此外，叶片锁定组件可以包括多个插入物，所述插入物在每个叶片和转子之间（例如，沿着滑动接合件）彼此接合，从而阻止叶片相对于转子的轴向移动。具体而言，所揭示叶片锁定组件的实施例可以使至少一个插入物形变以沿着滑动接合件将叶片固定到转子，而非使转子进行立桩接合、焊接或者发生形变。例如，第一和第二插入物可以相对于彼此发生形变（例如，通过立桩接合其中一个插入物）以将所述插入物锁定在一起，从而阻止叶片相对于滑动接合件轴向移动。尽管所揭示的实施例是在一种压缩机的上下文中进行论述，但是涉及将叶片连接到转子的任何应用均可采用下述叶片锁定组件。

回到附图，图1是涡轮机系统10的一个实施例的方框示意图，所述涡轮机系统具有用于固定旋转叶片的叶片锁定组件。如图所示，系统10包括燃气涡轮发动机11，其具有压缩机12、具有相应燃料喷嘴18和20的燃烧室14和16、涡轮22、轴24、驱动负载26以及排气部分28。在下述图1到13的论述中，可将周向或轴30、径向或轴32以及轴向或轴34作为参考。轴向或轴34对应于系统10的旋转轴，而周向或轴30围绕轴34延伸，且径向或轴32远离轴34延伸。在所示实施例中，压缩机12和涡轮22均包括一个或多个级，其中每个级包括可以通过叶片锁定组件固定到相应转子的多个旋转叶片，如下文详细所述。

在操作中，压缩机12接收并压缩通过一个或多个旋转压缩机叶片级的气流。燃料喷嘴18和20将燃料和压缩气流混合以在燃烧室14和16中生成空气燃料混合物，所述燃烧室随后燃烧所述混合物以生成热燃烧气体。压缩气流还可用于冷却燃气涡轮发动机11的燃烧室14和16以及其他部件。热燃烧气体随后流经涡轮22，从而驱动一个或多个旋转压缩机叶片级。涡轮22的旋转导致轴24旋转，从而驱动压缩机12和负载26（例如，发电机）。最后，燃烧气体流经排气部分28。

如上所述，压缩机12和/或涡轮22可包括叶片锁定组件，其经设置以将叶片固定到相应转子，而不会使转子发生形变（例如，不会立桩接合或焊接）。例如，至少一个插入物可以发生形变，从而用作阻塞件或锁定件，以便相对于转子将叶片固定在适当位置。随后，叶片可以进行移除和替换，方法是：分离已形变的插入物，丢弃所述插入物，以及使用能够以相似方式形变的新的插入物固定新的叶片。换言之，形变发生在可移除、可置换的插入物上，而非成本较高、较为耐用的转子上。尽管可以使用插入物将叶片固定在任何涡轮机的转子上，但是所揭示叶片锁定组件的插入物可能尤其适用于将旋转叶片安装在压缩机上。

图2是沿线2-2截得的图1所示压缩机12的一个实施例的局部截面图，图示了具有滑动接合系统42和叶片锁定系统44的叶片锁定系统40的一个实施例。在所示实施例中，压缩机12包括围绕转子52的圆周连接到所述转子52的多个压缩机叶片50。每个叶片50包括基架部分54（例如，滑动接合部分），其沿着相应底座部分56（例如，滑动接合部分）与转子52配合。例如，在所示实施例中，基架部分54是公滑动接合部分，而底座部分56是母滑动接合部分。在其他实施例中，基架部分54是母滑动接合部分，而底座部分56是公滑动接合部分。在任意配置中，底座或滑动接合部分54和56可以沿着系统10的旋转轴在轴向34上彼此接合或分离。当沿轴向34移动时，滑动接合部分54和56经设置以沿周向30和径向32将叶片50固定到转子52。因此，叶片锁定系统44经设置以阻止叶片50沿轴向34移动，从而相对于转子52将叶片50锁定在适当位置。具体而言，如下所述，叶片锁定系统44包括叶片锁定组件58，其经设置以接合滑动接合部分54和56，并将接合部分54和56锁定在一起而不使转子52形变。

尽管滑动接合部分54和56可具有任何合适的形状或配置，但是下述叶片锁定组件44将滑动结合部分54视作轴向轨道54（例如，鸠尾形轴向轨道），且将滑动接合部分56视作轴向凹槽56（例如，鸠尾形轴向凹槽）。在某些实施例中，锁定组件58自身形变，例如，立桩接合以将锁定组件58固定在轴向凹槽56中，从而阻止移除轴向轨道54。例如，锁定组件58可包括多个插入物，所述插入物沿着轴向凹槽56依次插入且随后立桩接合在一起。立桩接合在一起之后，所述插入物沿着轴向凹槽56固定在适当位置，从而阻止轴向轨道54移动。

图3是沿线3-3截得的图2所示叶片锁定系统40的一个实施例的局部截面图，进一步图示了滑动接合系统42和叶片锁定系统44的细节。所示滑动接合系统42包括叶片50的轴向轨道54，其设置在转子52的轴向凹槽56中。然而，设置也可相反，即叶片50包括轴向凹槽56，且转子52包括轴向轨道54。无论哪种设置，轴向轨道54均会包括颈状部分60和扩大端头部分62，所述扩大端头部分通常从颈状部分60中岔开以形成大体上的三角形端头部分62。在另一个实施例中，轴向轨道54可具有T形结构、L形结构或者类似结构。类似地，轴向凹槽56可包括沿着转子52的外表66设置的开口64，其中所述开口64通向扩大腔68。所述扩大腔68与扩大端头部分62类似，通常从开口64中岔开以形成大体上的三角形腔68。同样，所示轴向轨道54和轴向凹槽56的形状并非用于限定，其可使用各种其他轴向接合件54和56作为替代。

叶片锁定系统44包括分别设置在叶片50和转子52中的相对凹处71和73的锁定组件58。相对凹处71和73形成锁定空间。具体而言，凹处71设置在叶片50的轴向轨道54中，而凹处73设置在转子52的轴向凹槽56中。凹处71沿径向32设有高度70，而凹处73沿径向32设有高度72。在某些实施例中，凹处71的高度70可能约1到50、2到25或5到10 mm，且凹处73的高度72可能约1到50、2到25或5到10 mm。此外，高度70和72可能相同，也可能彼此不同。例如，高度70可能大于高度72约5%到500%、10%到250%、20%到100%或30%到50%，或相反。不同高度（径向深度）70和72会便于操作锁定组件58，如下文进一步所述。

锁定组件58包括沿径向32设有高度76的第一锁定插入物74，以及沿径向32设有高度80的第二锁定插入物78。在凹处71和73形成的锁定空间内，第一和第二锁定插入物74和78通过至少一个插入物74或78的形变部分（例如，桩）82连接在一起。在所示实施例中，立桩接合82在第一锁定插入物74上进行以固定第二锁定插入物78。锁定在凹处71和73中的适当位置之后，锁定组件58的锁定插入物74和78阻止轴向轨道54相对于轴向凹槽56轴向移动34。

组装过程中，第一锁定插入物74沿径向32插入凹处71。将插入物74插入凹处71之后，通过使轴向轨道54轴向滑入轴向凹槽56，直到凹处71和73彼此对齐（即，处于同一轴向位置），从而将叶片连接到转子52。随后，第一锁定插入物74沿径向32从凹处71下降到转子52的凹处73中。下降至凹处73内之后，第一锁定插入物74无法沿轴向34和周向30移动，但插入物74仍可沿径向32移动。此外，第一锁定插入物74的高度76大于凹处73的高度72，因此，第一锁定插入物74沿径向32与凹处71和73均重合。这样，当第一锁定插入物74与第一和第二凹处71和73重合时，即可阻止轴向轨道54相对于轴向凹槽56轴向移动34。不过，第一锁定插入物74尚未固定在凹处71和73中，因为其仍可沿径向32移动。

因此，第二锁定插入物78可沿轴向34插入轴向轨道54的凹处71，从而阻止第一锁定插入物74径向移动32。如图所示，凹处71和73的高度72和74之和大体等于第一和第二锁定插入物74和78的高度76和80之和。由此，大体阻止插入物74和78沿径向32在凹处71和73内移动。插入物74和78还会彼此固定以避免轴向移动34。例如，第二锁定插入物78可以通过使一个插入物相对于另一个插入物形变来固定到第一锁定插入物74。同样，所示实施例描绘了设置在第一锁定插入物74上的形变部分（例如，桩）82，所述形变导致第一锁定插入物74的部分84沿径向32发生形变，从而与第一锁定插入物78重合。因此，与形变部分（例如，桩）82关联的重合部分84阻止第二锁定插入物78轴向移动34，以使插入物78置于适当位置来固定第一锁定插入物74。此外，第一和第二锁定插入物74和78可以通过其他机构，例如，焊接接头连接在一起。

第一和第二锁定插入物74和78可由耐热材料、耐腐蚀材料、耐磨材料或上述项的组合制成。例如，插入物74和78可由各种合金，例如，镍基钢合金制成。此外，插入物74和78可以用于每个叶片50的滑动接合系统42的一端或两端。如下所述，凹处71和73以及插入物74和78可以设置成各种形状以锁定滑动接合系统42。

图4是沿线4-4截得的图3所示叶片安装系统40的一个实施例的局部截面图，进一步图示了滑动接合系统42中（例如，轨道54和凹槽56之间）叶片锁定系统44的细节。如图所示，如上所述将插入物74从凹处71沿径向32下降到凹处73中之后，所描绘的第一锁定插入物74处于转子52的凹处73内。所示凹处73和第一锁定插入物74经过形状调整以阻止插入物74沿轴向34移动。具体而言，凹处73和第一锁定插入物74沿轴向34设有非均匀宽度（例如，可变宽度），这样，即无法沿轴向34从凹处73中移除第一锁定插入物74。

凹处73和第一锁定插入物74具有第一直径100和第二直径102，所述第一直径和第二直径沿轴向34以轴向偏移量104偏离彼此，其中第一直径100大于第二直径102。例如，第一直径100可能大于第二直径102约5%到200%、10%到100%或20%到50%。第一和第二直径100和102可沿着凹处73和第一锁定插入物74设置在多个轴向位置34处。例如，第一直径100可设置在凹处73和第一锁定插入物74的大体中心或中间部分90处，而第二直径100可沿着凹处73和第一锁定插入物74的边缘部分92设置。如图所示，第二直径102沿着转子52的轴向边缘94设置，这样，凹处73和第一锁定插入物74的边缘部分92即可沿着轴向边缘94设置。

换言之，凹处73包括沿着转子52的轴向边缘94设置的开口96，以及沿轴向向内方向34远离轴向边缘94设置在转子52内的扩大腔98。扩大腔98具有第二直径102，而开口96具有第一直径100。类似地，第一锁定插入物74包括沿着转子52的轴向边缘94设置的颈状部分106，以及沿轴向向内方向34远离轴向边缘94设置在转子52内的扩大主体部分108。扩大主体部分108具有第二直径102，而颈状部分106具有第一直径100。在所示实施例中，凹处73是截柱形凹处，且第一锁定插入物74是截柱形插入物。但是，凹处73和插入物74也可采用任何其他形状，只要该形状能够阻止插入物74从凹处73中轴向34退出。

图5是沿线5-5截得的图3所示叶片安装系统40的一个实施例的局部截面图，进一步图示了滑动接合系统42中（例如，轨道54和凹槽56之间）叶片锁定系统44的细节。所描绘的第二锁定插入物78处于轴向轨道54的凹处71内。如图所示，第二锁定插入物78大体呈三角形，其在周向尺寸30上具有宽度110。凹处71具有开口112和扩大腔114，其中开口112设置成沿着轨道54的轴向边缘116，且腔114设置成轴向向内34远离轴向边缘116。与凹处73类似，所示凹处71是截柱形凹处，具有第一和第二直径118和120，其中第二直径120大于第一直径118。在所示实施例中，凹处71的开口112具有第一直径118，而扩大腔114具有第二直径120。第二锁定插入物78的宽度110小于凹处71的第一直径118，以便第二锁定插入物78能够沿轴向34插入和移除。例如，第一直径118可以大于宽度110约0%到20%或5%到10%。将插入物78插入凹处71之后，第一锁定插入物74可以形变（例如，立桩接合）82以径向32延伸部分84，从而与第二锁定插入物78重合。通过重合部分84，第二锁定插入物78即可轴向34固定在凹处71内，从而固定第一锁定插入物74。因此，第一和第二锁定插入物74和78固定在一起以阻止轴向轨道54相对于轴向凹槽56轴向34移动。

图6到9是图3所示叶片安装系统40的一个实施例的局部透视图，进一步图示了使用滑动接合系统42和叶片锁定系统44将叶片50安装到转子52的步骤。图6是局部分解透视图，图示了从转子52的轴向凹槽56中分解出具有轴向轨道54的叶片50、第一锁定插入物74和第二锁定插入物78的一个实施例。如上所述，第一锁定插入物74和凹处71（与凹处73类似）呈截柱形，因此，第一锁定插入物74无法相对于凹处71沿轴向34插入或移除。

因此，第一锁定插入物74沿径向32插入凹处71，如箭头130所示。将插入物74插入凹处71之后，叶片50的轴向轨道54可以沿轴向34安装到轴向凹槽56中，如箭头132所示。轴向轨道54沿轴向凹槽56轴向34移动，直到叶片50的凹处71轴向对齐转子52的凹处73，如图7所示。在此阶段，如图7进一步所示，第一锁定插入物74从凹处71下降到凹处73，如箭头134所示。例如，凹处71和73轴向对齐之后，插入物74会自动下降到凹处73。如图8所示，第一锁定插入物74与凹处71和73在插入物74的下降位置处径向重合32，从而阻止轴向轨道54相对于轴向凹槽56轴向移动34。但是，第一锁定插入物74仍能够沿径向32移动，且因此轴向轨道54在此阶段中并未完全固定到轴向凹槽56。如图8进一步所示，第二锁定插入物78在第一锁定插入物74的上方轴向34插入凹处71，如箭头136所示。将插入物78置于插入物74上方之后，插入物72和74可连接在一起以将轴向轨道54完全固定在轴向凹槽56中。图9图示了第一锁定插入物74中的形变部分（例如，桩）82，所述形变部分使插入物74的部分84与第二锁定插入物78径向32重合。在此阶段，第一锁定插入物74阻止轴向轨道54相对于轴向凹槽56轴向移动34，第二锁定插入物78阻止第一锁定插入物74径向移动32，且形变部分（例如，桩）82阻止第二锁定插入物78相对于轴向轨道54轴向移动34。插入物74和78通过此方式将轴向轨道54完全固定到轴向凹槽56，而不会直接立桩接合转子52或叶片50。

图10到13是沿线4-4截得的图3所示叶片锁定系统44的一个实施例的局部截面图，图示了凹处73和第一锁定插入物74之间的不同锁定接口。此外，尽管这些附图中并未进行描绘，但图3所示凹处71可具有图10到13中描绘的任何几何形状。例如，图10图示了T形锁定接口140，其中凹处73和第一锁定插入物74均具有T形几何形状。图11图示了楔形锁定接口150，其中凹处73和第一锁定插入物74均具有楔形几何形状。图12图示了球形锁定接口160，其中凹处73和第一锁定插入物74均具有球形几何形状。图13图示了L形锁定接口170，其中凹处73和第一锁定插入物74均具有L形几何形状。在图10到13所示每项实施例中，锁定接口140、150、160和170阻止插入物74相对于凹处73轴向移动34，而允许插入物74相对于凹处73径向移动32。因此，随后会安装第二锁定插入物78以阻止第一锁定插入物74的径向移动32。在其他实施例中，插入物74和凹处73（以及图3所示凹处71）可以采用多种其他形状，只要该形状能够阻止轴向移动34。

所揭示实施例的技术效果包括提供用于延长涡轮机转子52使用寿命的系统。所揭示叶片锁定系统44可使叶片50安装并固定在涡轮机10，例如压缩机上。固定叶片50时，叶片锁定系统中包含的改进设计可使涡轮机转子52保持其支撑形状而不发生形变，即使是在替换多个叶片50的情况下也是如此。转子52不会发生变形，但锁定组件58可发生变形。与涡轮机转子52相比，锁定组件58通常易于安装且成本较低。因此，所述改进设计可使涡轮机转子52使用寿命延长且使相关成本降低。同样地，所述改进设计可使涡轮机叶片50在需要时进行替换。

在一个实施例中，一个涡轮机系统包括具有第一叶片的压缩机，该第一叶片具有第一轴向安装件。该压缩机还包括具有第二轴向安装件的转子。第一轴向安装件和第二轴向安装件沿轴向（如图2所示的轴向34）连接在一起，从而阻止第一轴向安装件相对于所述第二轴向安装件沿轴向和周向移动。另外，该压缩机还包括延伸进入所述第一轴向安装件和所述第二轴向安装件的锁定空间，如图6和图7所示的由凹处71、73形成的空间。

该压缩机还包括设置在锁定空间中的至少一个锁定插入物。在一个实施例中，该至少一个锁定插入物阻止所述第一轴向安装件相对于所述第二轴向安装件沿轴向移动。在另一实施例中，至少一个锁定插入物包括第一锁定插入物和第二锁定插入物，且所述第一锁定插入物和所述第二锁定插入物相对于彼此立桩接合。

该涡轮机系统包括沿所述轴向延伸进入所述锁定空间的侧开口，其中该锁定空间包括径向延伸进入所述第一轴向安装件的第一锁定凹处和径向延伸进入所述第二轴向安装件的第二锁定凹处。

本说明书使用了各种实例来揭示本发明，包括最佳实施方式，同时也让所属领域的技术人员能够实践本发明，包括制造并使用任何装置或系统，以及实施所涵盖的任何方法。本发明的保护范围由权利要求书界定，并可包括所属领域的一般技术人员想出的其他实例。如果其他此类实例的结构要素与权利要求书的字面意义相同，或如果此类实例包括的等效结构要素与权利要求书的字面意义无实质差别，则此类实例也属于权利要求书的范围。

Claims (6)

1.一种涡轮机叶片锁定系统，包括：

涡轮机，包括：

具有第一轴向凹槽的转子；

具有设置在所述第一轴向凹槽中的第一轴向轨道的第一叶片；

延伸进入所述第一轴向凹槽和所述第一轴向轨道的锁定空间；

设置在所述锁定空间中的至少一个锁定插入物，其中所述至少一个锁定插入物阻止所述第一轴向轨道相对于所述第一轴向凹槽沿轴向移动，其中所述锁定空间包括径向延伸进入所述第一轴向轨道的第一锁定凹处和径向延伸进入所述第一轴向凹槽的第二锁定凹处，且所述第一锁定凹处和所述第二锁定凹处具有彼此不同的径向深度；以及

沿所述轴向延伸进入所述锁定空间的侧开口，其中所述锁定空间的大小大于与所述轴向交叉的方向上的所述侧开口。

2.根据权利要求1所述的涡轮机叶片锁定系统，其特征在于，所述至少一个锁定插入物包括第一锁定插入物和第二锁定插入物。

3.根据权利要求2所述的涡轮机叶片锁定系统，其特征在于，所述第一锁定插入物和所述第二锁定插入物相对于彼此立桩接合。

4.根据权利要求2所述的涡轮机叶片锁定系统，其特征在于，所述第二锁定插入物将所述第一锁定插入物固定在所述锁定空间内，且所述第一锁定插入物在固定在所述锁定空间中时阻止所述第一轴向轨道相对于所述第一轴向凹槽沿所述轴向移动。

5.一种涡轮机叶片锁定系统，包括：

压缩机，包括：

具有第一轴向安装件的第一叶片；

具有第二轴向安装件的转子，其中第一轴向安装件和所述第二轴向安装件沿轴向连接在一起，从而阻止所述第一轴向安装件相对于所述第二轴向安装件沿轴向和周向移动；

延伸进入所述第一轴向安装件和所述第二轴向安装件的锁定空间；

设置在所述锁定空间中的至少一个锁定插入物，其中所述至少一个锁定插入物阻止所述第一轴向安装件相对于所述第二轴向安装件沿轴向移动，其中所述锁定空间包括径向延伸进入所述第一轴向安装件的第一锁定凹处和径向延伸进入所述第二轴向安装件的第二锁定凹处，且所述第一锁定凹处和所述第二锁定凹处具有彼此不同的径向深度；以及

沿所述轴向延伸进入所述锁定空间的侧开口，其中所述锁定空间的大小大于与所述轴向交叉的方向上的所述侧开口。

6.根据权利要求5所述的涡轮机叶片锁定系统，其特征在于，所述至少一个锁定插入物包括第一锁定插入物和第二锁定插入物，且所述第一锁定插入物和所述第二锁定插入物相对于彼此立桩接合。