CN105822364B - 两个部分关于彼此的定心布置 - Google Patents

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Abstract

一种定心布置(20)包括环状内部分(22)和环状外部分(21)，由此所述外部分(21)以同心布置包绕所述内部分(22)，并且其中空隙(24)建立在所述外部分(21)与所述内部分(22)之间，并且由此所述外部分(21)和所述内部分(22)经受差异径向膨胀。简单且有效的定心通过提供定心接触元件(23)来实现，该定心接触元件(23)获得多个沿周向分布的接触点处的所述外部分(21)与所述内部分(22)之间的定心机械接触，并且能够变形以便补偿所述差异径向膨胀。

Description

两个部分关于彼此的定心布置
技术领域
本发明涉及机械工程领域。其涉及根据权利要求1的前序部分的定心布置。
背景技术
在具有内壳和外壳的燃气涡轮中，通常存在使具有差异径向膨胀的两个部分定心的问题。原因在于部分由具有不同膨胀系数的不同材料产生，并且/或者在不同温度下操作，并且/或者在不同温度下瞬变地操作。
在现有技术中，引入径向键来解决该问题。
文献US 7,686,575 B2公开了一种用于燃气涡轮流动路径构件如护罩环形节段的内安装环。内环可在可沿径向滑动的安装件上安装于外环，该可沿径向滑动的安装件将两个环保持为成同轴关系，但允许它们以不同速率热膨胀。这允许了内环的径向膨胀率与涡轮叶片末端的匹配，因此提供了在所有发动机操作条件下的涡轮叶片末端与护罩环节段的内表面之间的减小的空隙。内环可由具有比外环的低的热膨胀系数的材料制成。
文献EP2772617A1涉及一种旋转流动机器，其包括围绕旋转轴线旋转的转子单元，在至少一个局部轴向区域中，静止内壳体绕着该旋转轴线设在一径向距离处，其可沿旋转轴线分成沿水平分开平面邻接彼此的上内壳体半部和下内壳体半部，所述内壳体在至少一个轴向区段中由外壳体包绕，该外壳体可沿旋转轴线分成一个上外壳体半部和一个下外壳体半部。下内壳体半部提供支承器件，其将内下壳体半部支承在下外壳体半部上，并且所述支承器件至少在沿分开平面的关于旋转轴线的两个相对支承位置处可拆卸地安装在下内壳体半部处。
这些解决方案的缺点在于：
·需要较大的界面；
·增大数量的部分为必要的；以及
·存在较长的组装时间和较高成本。
在其它技术领域中，存在用于公开的某些定心问题的不同解决方案。
文献US 6,126,130公开了一种用于支撑两个构件的装置，其具有弹簧环，该弹簧环设计成在各种情况下在径向方向和轴向方向上是波状的。在各种情况下，弹簧环可沿轴向或径向压缩，而不失去其在另一方向上的弹簧效应。特别有利的是，弹簧环用于在给送单元中支撑汽车的燃料泵。
WO2014/023778A1描述了一种用于在中心卡紧包括工具支座的心轴上的插座的旋转工具的定心装置。工具布置包括包含心轴的工具支座，并且包括置于工具支座上并且包括插座的旋转工具。为了产生容易制造并且可用于大量内部卡紧单元的通用定心装置，并且产生其中旋转工具可以以高准确性在内部卡紧单元上定心的工具布置，定心装置设计为闭合的定心环，其可插入在旋转工具与心轴之间，并且具有可弹性变形的轮廓，并且此类定心装置在工具布置中设置在心轴与旋转工具之间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于具有差异径向膨胀的同心部分的定心布置，其简单且有效，并且可适于涡轮机的内壳和外壳。
该目的及其它目的通过根据权利要求1的定心布置获得。
根据本发明，定心布置包括环状内部分和环状外部分，由此所述外部分以同心布置包绕所述内部分，并且其中空隙建立在所述外部分与所述内部分之间，并且由此所述外部分和所述内部分经受差异径向膨胀。
其特征在于，提供了定心接触元件，其获得多个沿周向分布的接触点处的所述外部分与所述内部分之间的定心机械接触，并且能够变形以便补偿所述差异径向膨胀。
根据本发明的实施例，所述定心接触元件为所述外部分与内部分自身中的一个。
具体而言，所述定心接触元件为所述内部分自身。
更具体而言，所述内部分具有圆形内轮廓和多边形外轮廓，并且所述外部分具有圆形内轮廓。
根据本发明的另一个实施例，所述定心接触元件为置于所述外部分与所述内部分之间的所述空隙中的波状中间环。
具体而言，所述外部分具有圆形内轮廓，并且所述内部分具有圆形外轮廓。
更具体而言，所述外部分具有非圆形内轮廓，并且所述内部分具有非圆形外轮廓，由此所述外部分的所述非圆形内轮廓和所述内部分的所述非圆形外轮廓与所述波状中间环的波形匹配。
甚至更具体而言，所述内部分具有圆形内轮廓。
具体而言，所述波状中间环具有周向间隙。
根据本发明的另一个实施例，所述定心接触元件能够在所述差异径向膨胀期间弹性地变形。
根据本发明的又一个实施例，所述外部分和所述内部分为涡轮机(尤其是燃气涡轮)的外壳和内壳。
附图说明
现在将借助于不同实施例并且参照附图来更详细阐释本发明。
图1示出了包括外壳和内壳的GT26型燃气涡轮，该内壳由所述外壳包绕并且是由于差异热膨胀而必须定心的布置的实例；
图2以轴向视图示出了根据本发明的实施例的包绕的外部分内的内部分的布置，由此内部分与外部分之间的界面中的一个具有多边形形状；
图3以轴向视图示出了根据本发明的另一个实施例的包绕的外部分内的内部分的布置，由此波状中间环设在内部分与外部分之间的环状空隙中；
图4以轴向视图示出了根据本发明的另一个实施例的包绕的外部分内的内部分的布置，由此内部分与外部分之间的两个界面具有非圆形形状，并且波状中间环设在内部分与外部分之间的非圆形环状空隙中；
图5示出了包绕沿轴向固定的内壳的两部分外壳(例如，燃气涡轮的)的纵向区段，由此中间环根据本发明的另一个实施例设在一个外壳部分与内壳之间的空隙中；以及
图6示出了包绕内壳的外壳(例如，燃气涡轮的)的纵向区段，由此所述内壳根据本发明的另一个实施例具有作为定心器件的薄多边形界面。
部件列表
10 燃气涡轮(例如，GT26)
11 转子
12 内壳
13 外壳
14,20,26 定心布置
15,21,27 外部分
16,22,28 内部分
17 轴线
18a-c 接触
19 空隙
23,29 中间环
24,30 空隙
25,31 间隙
32 内空间
33,37 定心布置(例如，燃气涡轮)
34a,b 外壳
35 内壳
36 中间环
38 外壳
39 内壳
40 多边形环
41,42 空隙。
具体实施方式
根据本发明的定心方案的一个优选应用为涡轮机，尤其是燃气涡轮，其中内壳和外壳必须定心，并且保持在差异径向膨胀条件下定心，差异径向膨胀条件可为永久的或者在操作期间由瞬态引起。
图1示出了静止燃气涡轮10的实例，其具有转子11、内壳12以及外壳13，其中内壳12由外壳13同心地包绕。
然而，本发明不限于涡轮机，而是可更普遍地应用于其中两个同心部分经受差异径向膨胀的所有情况中。
图2中示出了第一此类应用。定心布置14位于环状内部分16与包绕的环状外部分15之间，这些部分关于中心轴线17同心。空隙19设在内部分16与外部分15之间。
尽管内部分16的内轮廓为圆形的，但外轮廓具有多边形形状，具有内部分16与外部分15之间的3个或更多个沿周向分布的机械接触18a-c，或反之亦然。部分15,16中的至少一个足够薄，并且在界面处为柔性的，以在差异径向膨胀期间能够弹性地变形，或者在塑性范围中具有足够的寿命。
如果两个部分在界面处弹性不足，则可引入中间环。中间环具有带与各个部分的3个或更多个接触的波状形状。界面处的波状环足够薄，并且为柔性的，以能够在两个部分的差异径向膨胀期间弹性地变形或在塑性范围中具有足够的寿命。波状环还可切割成具有周向间隙以便增大其柔性。开口环的波形的间距可改变以实现沿所有径向方向的一致刚度。
图3示出了具有波状中间环23的实施例，其中周向间隙25设在完全圆形的内部分22与完全圆形的外部分21之间的空隙24中，从而分别具有中间环23与内部分22和外部分21之间的三个以上的机械接触。
图4示出了具有波状中间环29的另一个实施例，波状中间环29设在部分圆形的内部分28与完全非圆形的外部分27之间的空隙30中。此外，中间环29具有周向间隙31。因此，图4的实施例使用图2和3中所示的两个构想。
这些定心布置的优点在于：
·定心界面处的较小空间要求；
·减少的部分数量；以及
·较快组装和拆卸时间和降低的成本。
图5和6涉及新定心方案应用于涡轮机的壳，尤其是燃气涡轮。
在图5中，定心布置33在第一外壳34a和第二外壳34b与内壳35之间。在第一外壳34a和第二外壳34b与内壳35之间的环状空隙41中，提供了类似于图3的波状中间环36，其即使在差异径向膨胀发生(例如，在瞬态期间)时也将凸缘内壳35保持为与外壳34a,b成定心关系。
在图6中，定心布置37包括内壳39和包绕的外壳38，由此两个壳之间的空隙42由类似于图2的形成为内壳40的部分的多边形环40桥接。

Claims (6)

1.定心布置(14,20,26;33,37)，其包括环状内部分(16,22,28;35,39)和环状外部分(15,21,27,34a,34b,38)，由此所述外部分(15,21,27;34a,34b,38)以同心布置包绕所述内部分(16,22,28;35,39)，并且其中空隙(19,24,30;41,42)建立在所述外部分(15,21,27;34a,34b,38)与所述内部分(16,22,28;35,39)之间，并且由此所述外部分(15,21,27;34a,34b,38)和所述内部分(16,22,28;35,39)经受差异径向膨胀，其特征在于，提供了定心接触元件，其获得多个沿周向分布的接触点处的所述外部分(15,21,27;34a,34b,38)与所述内部分(16,22,28;35,39)之间的定心机械接触(18a-18c)，并且能够变形以便补偿所述差异径向膨胀；
其中，所述定心接触元件为所述外部分和所述内部分自身中的一个。
2.根据权利要求1所述的定心布置，其特征在于，所述定心接触元件为所述内部分(16,39)自身。
3.根据权利要求2所述的定心布置，其特征在于，所述内部分(16,39)具有圆形内轮廓和多边形外轮廓，并且所述外部分(15,38)具有圆形内轮廓。
4.根据权利要求1所述的定心布置，其特征在于，所述定心接触元件能够在所述差异径向膨胀期间弹性地变形。
5.根据权利要求1所述的定心布置，其特征在于，所述外部分和所述内部分为涡轮机的外壳(34a,34b,38)和内壳(35,39)。
6.根据权利要求5所述的定心布置，其特征在于，所述涡轮机是燃气涡轮(10)。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11499591B2 (en) * 2017-09-29 2022-11-15 Saint-Gobain Performance Plastics Rencol Limited Tolerance ring
FR3082572B1 (fr) * 2018-06-14 2021-01-15 Valeo Embrayages Dispositif d'arret axial entre deux pieces
US11028728B2 (en) 2019-03-22 2021-06-08 Raytheon Technologies Corporation Strut dampening assembly and method of making same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6126130A (en) * 1997-12-04 2000-10-03 Mannesmann Vdo Ag Device for bracing and centering two components
DE19961451A1 (de) * 1999-12-20 2001-06-21 Franz Haimer Spannvorrichtung für einen Werkzeughalter
DE102007032655A1 (de) * 2007-07-13 2009-01-15 Schaeffler Kg Mechanische Sicherung einer Axialscheibe
US7686575B2 (en) * 2006-08-17 2010-03-30 Siemens Energy, Inc. Inner ring with independent thermal expansion for mounting gas turbine flow path components
WO2014023778A1 (de) * 2012-08-09 2014-02-13 Franz Haimer Maschinenbau Kg Zentriervorrichtung

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004058487A1 (de) * 2004-12-04 2006-06-14 Mtu Aero Engines Gmbh Gasturbine
US8366385B2 (en) * 2011-04-15 2013-02-05 United Technologies Corporation Gas turbine engine front center body architecture
EP2772617B1 (en) 2013-02-27 2018-11-28 Ansaldo Energia Switzerland AG Rotary flow machine with support means

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6126130A (en) * 1997-12-04 2000-10-03 Mannesmann Vdo Ag Device for bracing and centering two components
DE19961451A1 (de) * 1999-12-20 2001-06-21 Franz Haimer Spannvorrichtung für einen Werkzeughalter
US7686575B2 (en) * 2006-08-17 2010-03-30 Siemens Energy, Inc. Inner ring with independent thermal expansion for mounting gas turbine flow path components
DE102007032655A1 (de) * 2007-07-13 2009-01-15 Schaeffler Kg Mechanische Sicherung einer Axialscheibe
WO2014023778A1 (de) * 2012-08-09 2014-02-13 Franz Haimer Maschinenbau Kg Zentriervorrichtung

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Publication number Publication date
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US20160215655A1 (en) 2016-07-28

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