CN1105229C - 用于装置在旋转机中的导流片的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于安置在旋转机内的导流片(1)的装置，该导流片可转动地安置在一个支承零件(7，7′)中，该装置的特征在于：该装置包括一个安置在导流片(1)的叶片零件(3)和支承零件(7，7′)之间的边缘区域内的耐磨蚀零件(2，2′)。

Description

用于装置在旋转机中的导流片的装置

本发明涉及一种用于装置在旋转机中的导流片的装置，该导流片可转动地装置在一个支承零件上。

这种导流片例如是装置在涡轮机内并且一般是借助从每个相应的导流片的对置端上延伸出来并且突伸到连接到一个定子部件上的相邻零件内的销或芯轴可转动地支承着。借助支承装置，例如滑动轴承，芯轴就可以可转动地安置在连接到该定子零件上的这些零件上。支承零件一般可以由一个外侧定子环和一个内侧定子环形成。相应的导流片的转动是通过相应地连接到每个导流片的芯轴之一上的相应的转动臂的转动实现的。通过使导流片在涡轮机内转动，就可以借此实现所谓的涡轮宽度的变化，这样就限定了以给定的进口和出口压力流过涡轮机的气体或另一种介质的流量。

涡轮机通常是借助允许通过涡轮机的含尘气体所驱动的。这样通常所存在的问题是涡轮机内材料由于含尘气体与其接触而导致的磨损。在上面所定义类型的可转动涡轮机导流片处，已经证实气体中的灰尘会导致磨蚀问题。当定子的支承零件的材料在将每个导流片的叶片相应地以尽可能窄的间隙接合的部位处出现磨蚀时尤其会出现这种磨蚀问题。当这种磨蚀允许进行进行到一定的程度时，气体中所存在的灰尘进入到导流片的芯轴和借此所突出的支承零件之间的危险也因此而增加了。在这种情况下，存在于气体内的灰尘可能会到达支承装置，例如滑动轴承，在轴承装置中导流片的芯轴支承在支承零件内，从而会导致轴承装置过早地磨损，这又会导致涡轮机的昂贵的维修和停机。

本发明的目的是提供一种用于安置在旋转机内的导流片的装置，该装置弥补了在导流片的叶片零件的端部区域处支承零件常常见到的磨蚀问题，特别是在含尘气体的输送过程中，从而弥补了因灰尘渗入到导流片的轴承中所导致的问题。

本发明的目的是借助前面定义的装置实现的，其特征在于：它包括一个耐腐蚀零件，该零件安置在介于导流片的叶片零件和支承零件之间的边缘区域内。

这样促发磨蚀并且通常出现在叶片和支承零件之间的区域中的气体流就对耐磨蚀的零件作用而不是对支承零件作用，从而减少了后者的磨损。

根据一个最佳实施例，该耐磨蚀的零件是安置在导流片上。

借此，就可以获得这样的特别优点，即导流片和耐磨蚀零件可以制成一个整体并且如果需要的话，可以用同样的耐磨蚀材料制成。另一种方法是，可以将耐磨蚀零件安置在导流片上接着对其进行加工。而且，该零件与导流片一起形成一个相对于支承零件较小的可替换的部件，当该支承零件是由涡轮机类型的旋转机中的定子环构成时该支承零件对于大量的导流片应该是共用的。

根据本发明装置的另一个较佳实施例，耐磨蚀零件固定地安置在一个从导流片的叶片零件上突伸出来的芯轴上，并且安置在支承零件的相应的凹陷部内。

借此，耐磨蚀零件面朝导流片的叶片的表面就可以安置在与围绕着耐磨蚀零件的支承零件的对应表面大致相同的平面上，叶片是设置在耐磨蚀零件和支承零件之间的平滑的过渡段，耐磨蚀零件和支承零件的表面最好设置成对齐。这样导致磨蚀的气体流就可以避免出现在耐磨蚀零件和环绕的支承零件之间的过渡区域内。

根据本发明装置的另一个最佳实施例，耐磨蚀零件大致是环状的，并且在其外周边上安置一个第一装置来对支承零件的相邻部位进行密封。

借此，就防止了存在于气体中的尘粒从耐磨蚀零件和环绕该耐磨蚀零件的支承件零件之间挤过去，并且使得尘粒不会到达轴承零件，导流片的芯轴就相对于支承零件可转动地支承在该轴承零件处并且使后者暴露而磨损。

根据本发明的装置的另一个最佳实施例，该装置包括一个供应通道，该通道设置来在第一密封装置相对于靠近叶片的一侧的相对侧处将加压介质供应给耐磨蚀零件和支承零件之间的空隙。

借此，经该供应通道，可以在所述对置侧面上产生压力，所述压力相对于通过叶片的气体的压力高到使尘粒经耐磨蚀零件和支承零件之间的空隙进入到轴承装置内的可能性得到进一步地减小。与前面所定义的第一密封装置一起，此特征将导致一种防止尘粒进入到支承零件和芯轴之间以及支承零件和耐磨蚀零件之间的非常良好的障碍。

根据本发明的另一个最佳实施例，该装置包括第二密封装置，该第二密封装置安置来对导流片的芯轴和靠近此芯轴的支承零件的部分之间进行密封。

尽管如此，如果尘粒设法通过了前面定义的第一密封装置，这些第二密封装置也会呈现进一步的阻挡以便防止这些尘粒进入到设置在芯轴和支承零件之间的轴承装置内。

根据本发明的装置的另一个最佳实施例，该装置包括一个排放通道，该排放通道在芯轴和支承零件之间的间隙中是敞开的。该排放通道在第二密封装置和设置在芯轴和支承零件之间的轴承装置之间是敞开的。

借此，尽管存在第一和第二密封装置和供应通道的密封效应，仍可以将这些仍会设法通过前面的密封装置从而有到达轴承装置的危险的可能有的尘粒排放掉。因此，最好是在排放通道内产生一个压力，所述压力要比芯轴和支承零件之间的空隙内的压力低，从而使该通道起一个抽吸装置的作用。

本发明还涉及一种可转动的导流片，其特征在于：该导流片在两个对置端的第一端设置有本发明的装置。

根据一个最佳实施例，导流片在另一端也设置有本发明的装置。

本发明的其他的优点和有利的特征可从下面的说明和其他的从属权利要求中了解到。

下面，将接合附图以举例的方式对本发明的一个实施例进行详细的说明，其中：

图1是局部切割掉的侧视图，示出了一个在其两个对置端设置有本发明的装置的导流片。

在图1中，示出了一个导流片1，所述导流片在其两个对置端设置有本发明的装置。该导流片是安置在旋转机内并且连接到定子上的多个导流片中的一个。旋转机是一个涡轮机，导流片安置成与相对于安置在涡轮机内的旋转部件的转动轴线同轴的几排。安置至少这样的一排可转动的涡轮机导流片，而其他排中的涡轮机导流片可以是被固定住，也就是不可转动地安置。流过涡轮机的气体将会在它们流过涡轮机的路径上流过导流片并且由导流片导引。最好涡轮机是PFBC设备所用的低压涡轮机。导流片1在其径向外端设置有一个耐磨蚀零件2，该零件固定地安置在导流片上其叶片零件3的端部区域内。耐磨蚀零件2具有环形盘的形状并且固定地安置在一根芯轴4上，该芯轴从叶片零件3的端部延伸到一个轴承装置5，其在该轴承装置5内是可转动地支承着。芯轴4从轴承装置5延伸到它连接到一个转动臂6的部位处，借助该转动臂，芯轴4从而还有导流片就可以转动。

耐磨蚀零件具有一个延伸段，该延伸段大致对应于在叶片端部因存在特殊的气体流动状态而最有可能出现磨蚀危险的部位。耐磨蚀零件2还进一步设置有至少一个耐磨蚀表面，最好该表面朝向叶片零件3。该零件2设置在一个支承零件7的一个对应的凹陷部内，该支承零件由一个连接到该旋转机的定子上的定子环或部件形成。零件2在其外周边上设置有第一密封装置8，该密封装置8在图中所示实例中是由两个密封环构成的，每个环都安置在零件2的外周边处的凹陷部内并且从后者突伸出靠压在支承零件7上。每个密封环例如分别由两个安置成相互靠近的较小的环构成。这些小环和借此构成的密封环可以小于两个或多于两个。第一密封装置8安置来防止让流过叶片零件3的气体进入零件2和支承零件7之间并且这样就可以防止它们到达轴承装置5。

芯轴4从零件2延伸到轴承装置5，在芯轴和环绕的支承零件7之间总是留有间隙，虽然该间隙很小。沿着此间隙，可能设法通过第一密封装置8的尘粒可以运动到轴承装置5处。为了防止这种情况发生，在芯轴4和支承零件7之间介于轴承装置5和零件2之间的位置安置有第二密封装置9。第二密封装置9包括三个图中例举的密封环，所述密封环安置在芯轴4上对应的凹陷部内并且从芯轴4的周边突出直到它们靠压在支承零件7上为止。这些密封环中的每个也都是例如由两个安置成相互靠近的较小的环形成的，并且此处也可以设置或多或少的密封环，它们自身又可以由或多或少的较小的环构成。

为了进一步防止尘粒进入到轴承装置5，设置一个排放通道10，该排放通道在芯轴4和支承零件7之间介于第二密封装置9和轴承装置5之间的间隙中是敞开的。在排放通道10中，产生一个压力，该压力小于芯轴和支承零件之间的间隙中的压力，使得此通道起一个抽吸零件的作用并且因此将可能设法通过第一和第二密封装置8和9的尘粒输送走，从而防止这些尘粒到达轴承装置5。

该装置还包括一条用于供应加压介质给零件2和支承零件7之间的间隙的通道11。此供应通道11在第一密封装置8的相对于叶片零件3的对置侧上是敞开的。加压介质最好是具有一定压力的空气。空气的压力的大小相对于流过导流片的叶片零件3的气体的压力应该使得在第一密封装置8的相应的侧面之间存在压力差，并且这些压力中较小的那一个应该出现在靠近叶片的密封装置的一侧处，从而导致允许少量的空气流在朝着邻近于叶片的一侧的方向上流过密封装置，而不允许含尘的气体在相反的方向上流动。作为一种替换方案，通道11可以这样安置，使得它在芯轴4和支承零件7之间介于第一和第二密封装置8和9之间的某处，或者在没有第二密封装置的情况下介于第一密封装置8和轴承装置5之间的间隙中是敞开的。

从图中可以看出，导流片1在其径向内端处设置有一个大体上对应于上面所述的装置的装置。在从导流片1的叶片零件3上突伸出来的芯轴4′上，设置有一个耐磨蚀零件2′。此零件2′具有比位于叶片的另一端处的零件2小的直径，这是从在叶片零件3的两端处存在不同的气体流的事实以及在此种情况下，从磨蚀的角度来看，较小的区域是关键的这样的事实得出的结果。

此处还可以看到分别设置在支承零件7′和零件2′的外周边之间以及在支承零件7′和芯轴4′的外周边之间的第一密封装置8′和第二密封装置9′。此外，以上面所描述的方式相对于第一密封装置8′和第二密封装置9′安置有一条排放通道10′和一条供应通道11′。

在此径向内轴承装置5′处，导流片还借助一个锁定环12径向固定住。径向方向此处是指从包括所说明的这个导流片1的一排导流片的中心轴线出来的径向方向。

支承零件7，7′还可以包括一种耐磨蚀材料，例如整个支承零件7，7′用耐磨蚀材料制成，或支承零件7，7′分别靠近每个零件2，2′的部分是用耐磨蚀材料制成的。这部分例如还可以包括一个绕零件2，2′延伸并且固定地安置在支承零件7，7′内且邻接于零件2，2′的环。

此处，耐磨蚀材料是指硬的材料，例如不同类型的高度合金钢，象带有约25％的铬和2％的碳的白铸铁那样的合金钢，或不同类型的钴基或镍基合金。还可以考虑其他类型的材料，例如碳化物或陶瓷。耐磨蚀材料还可以通过将一种硬的材料，例如碳化铬，喷涂在零件2，2′和支承零件7，7′表面上的方式得到。耐磨蚀材料还应当是耐高温的，并且能承受高于500°，最好是高达800°的温度。

本发明的装置的多种变化和变更当然都落在本发明的范围内，并且可以很容易由熟悉现有技术的人来实现。因此，本发明不应该被看作是由已经作为举例而不是为了限制的目的所描述的实施例所限制的。

例如，多个不同的结构的密封装置是可行的，而且，还给出了以流过导流片1的叶片零件3的气体的压力为基准改变排放通道10，10′和供应通道11，11′中的压力的非常多的可能性。

而且，当然还可以将耐磨蚀零件2的耐磨性局限于每个表面上或此零件的某个表面部分上，因而最好是局限于叶片和零件2，2′相互靠压或相互邻接的部位和因特殊的流动状态导致的特殊的磨蚀状态的部位处的表面或表面部分。

Claims (17)

1.一种用于安置在旋转机内的导流片上的装置，该导流片(1)可转动地安置在一个支承零件(7，7′)上，其特征在于：该装置包括一个耐磨蚀的零件(2，2′)，该耐磨蚀零件设置在导流片(1)的叶片零件(3)和该支承零件之间的边缘区域中。

2.如权利要求1所示的装置，其特征在于：该耐磨蚀零件(2，2′)设置在该导流片(1)上。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：该耐磨蚀零件(2，2′)固定地安置在一个从导流片(1)的叶片零件(3)上突伸出来的芯轴(4，4′)上。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：该耐磨蚀零件(2，2′)可转动地安置在该支承零件(7，7′)上的相应的凹陷部内。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：该耐磨蚀零件(2，2′)是大致环形的，并且第一密封装置(8，8′)安置来对耐磨蚀零件的外周边和支承零件(7，7′)之间进行密封。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于：该装置包括一个供应通道(11，11’)，其设置成用于在该第一密封装置(8，8′)相对于邻近该叶片零件的一侧的对置侧处给耐磨蚀零件(2，2′)和支承零件(7，7′)之间的间隙供应加压介质。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：在该供应通道(11，11′)中的所述介质的压力要使得在耐磨蚀零件(2，2′)和支承零件(7，7′)之间的间隙内的在该第一密封装置(8，8′)邻近该供应通道一侧处的压力大于其邻近该叶片的相对的一侧处的压力。

8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于：该供应通道(11，11′)在该耐磨蚀零件(2，2′)和该支承零件(7，7′)之间的间隙中是敞开的。

9.如权利要求3所述的装置，其特征在于：该装置包括第二密封装置(9，9′)，所述第二密封装置安置来对导流片(1)的芯轴(4，4′)和支承零件(7，7′)邻近该芯轴(4，4′)的部分之间进行密封。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于：该装置包括一个轴承装置(5，5′)，该芯轴(4，4′)在该轴承装置中相对于该支承零件(7，7′)被支承着，并且该轴承装置安置在该第二密封装置(9，9′)的相对于第一密封装置(8，8′)从芯轴(4，4′)的轴向方向来看的相对侧。

11.如权利要求3所述的装置，其特征在于：该装置包括一个排放通道(10，10′)，该排放通道在该芯轴(4，4′)和该支承零件(7，7′)之间的间隙中是敞开的。

12.如权利要求9所述的装置，其特征在于：该排放通道(10，10′)在该第二密封装置(9，9′)和该轴承装置(5，5′)之间是敞开的。

13.如权利要求11所述的装置，其特征在于：在该排放通道(10，10′)中的介质的压力小于该排放通道通入其内的在该芯轴(4，4′)和支承零件(7，7′)之间的间隙中的压力。

14.如权利要求1所述的装置，其特征在于：该支承零件(7，7′)包括至少一个邻近该耐磨蚀零件(2，2′)的部分，该部分是耐磨蚀的。

15.如权利要求1所述的装置，其特征在于：该导流片是涡轮机导流片。

16.一种可旋转的涡轮机导流片，其特征在于：该导流片在其两个对置端中的第一端处设置有如权利要求1-13中任一项所述装置。

17.如权利要求16所述的可旋转涡轮机导流片，其特征在于：该导流片在另一对置端处设置有如权利要求1-13中任一项所述的装置。