CN113090333A - 改善的贴片环及其使用方法 - Google Patents
改善的贴片环及其使用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113090333A CN113090333A CN202011333328.7A CN202011333328A CN113090333A CN 113090333 A CN113090333 A CN 113090333A CN 202011333328 A CN202011333328 A CN 202011333328A CN 113090333 A CN113090333 A CN 113090333A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- slot
- turbine
- shaft
- arm
- notch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 31
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 230000002980 postoperative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/026—Shaft to shaft connections
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/005—Repairing methods or devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/06—Rotors for more than one axial stage, e.g. of drum or multiple disc type; Details thereof, e.g. shafts, shaft connections
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/06—Rotors for more than one axial stage, e.g. of drum or multiple disc type; Details thereof, e.g. shafts, shaft connections
- F01D5/066—Connecting means for joining rotor-discs or rotor-elements together, e.g. by a central bolt, by clamps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/04—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
- F04D29/0405—Shafts or bearings, or assemblies thereof joining shafts, e.g. rigid couplings, quill shafts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
- F04D29/043—Shafts
- F04D29/044—Arrangements for joining or assembling shafts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/053—Shafts
- F04D29/054—Arrangements for joining or assembling shafts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
- F16D1/02—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for connecting two abutting shafts or the like
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/60—Shafts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2250/00—Manufacturing; Assembly
- F16D2250/0084—Assembly or disassembly
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2300/00—Special features for couplings or clutches
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
本发明提供了轴组件、涡轮机和维修涡轮机的方法。轴组件包括第一轴,该第一轴具有环形地限定于其中的第一槽口。该第一槽口包括第一轴向延伸面和第一径向延伸面。第二轴联接到第一轴。该第二轴包括环形地限定在其中并与第一槽口相反定位的第二槽口。该第二槽口包括第二轴向延伸面和第二径向延伸面。在第一槽口和第二槽口之间安装有贴片环。该贴片环包括主体,该主体定位在第一轴向延伸面和第二轴向延伸面之间并且与第一轴向延伸面和第二轴向延伸面接触。第一臂从该主体径向向外延伸,并且第二臂从该主体径向向内延伸。
Description
技术领域
本公开整体涉及改善的贴片环和相关方法。具体地讲,本公开涉及用于涡轮机紧密结合接头的改善的贴片环。
背景技术
涡轮机用于各种工业和应用中以用于能量传递目的。例如,气体涡轮引擎通常包括压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。压缩机区段逐渐增加进入气体涡轮引擎的工作流体的压力,并且将该压缩的工作流体供应到燃烧区段。经压缩的工作流体和燃料(例如,天然气)在燃烧区段内混合并在燃烧室中燃烧以生成高压和高温燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段流入涡轮区段,在该涡轮区段中燃烧气体膨胀以做功。例如,涡轮区段中燃烧气体的膨胀可使连接到例如发电机的转子轴旋转以产生电力。然后燃烧气体经由排气区段离开气体涡轮。
在涡轮机的操作期间,涡轮机的各种部件承受各种形式的磨损。此类磨损通常可导致单个部件和涡轮机的损坏和/或失效。具体地讲,在涡轮机操作期间旋转的压缩机轴和涡轮轴易于磨损。例如,可预期本发明的压缩机和涡轮轴运行大约144000小时,并启动5000次。此外,在许多情况下,部件(诸如槽口凸缘)上的特定磨损敏感位置可趋于比其他位置磨损更快。这些对磨损敏感的位置可限制相关联的压缩机轴和/或涡轮轴的寿命。
必须修复压缩机轴和涡轮轴中的缺陷,以便它们保持设计意图。目前,通过在轴之间限定的接触表面上进行操作后机加工来修复压缩机轴和涡轮轴,以便恢复两个轴之间的设计指定的干扰。然而,在多个维修间隔内,机加工槽口接头可不利地影响压缩机轴和涡轮轴之间的所需接触干扰。
因此,本领域需要用于修复涡轮机接头的改进的方法和装置。具体地讲,需要用于修复压缩机轴和涡轮轴之间的槽口接头的改进的方法和装置。
发明内容
根据本公开的轴组件、涡轮机和维修涡轮机的方法的各方面和优点将在以下描述中部分地阐述,或者可从描述中显而易见,或者可通过该技术的实践来学习。
根据一个实施方案,提供了轴组件。该组件包括第一轴,该第一轴具有环形地限定在其中的第一槽口。第一槽口包括第一轴向延伸面和第一径向延伸面。第二轴联接到第一轴。第二轴包括环形地限定在其中并与第一槽口相反定位的第二槽口。第二槽口包括第二轴向延伸面和第二径向延伸面。贴片环安装在第一槽口和第二槽口之间。贴片环包括主体,该主体定位在第一轴向延伸面和第二轴向延伸面之间并且与第一轴向延伸面和第二轴向延伸面接触。第一臂从主体径向向外延伸,并且第二臂从主体径向向内延伸。
根据另一个实施方案,提供了一种涡轮机。涡轮机包括压缩机区段、燃烧器区段和涡轮区段。涡轮机还包括至少部分地设置在压缩机区段中的压缩机轴。压缩机轴具有环形地限定于其中的第一槽口。第一槽口包括第一轴向延伸面和第一径向延伸面。涡轮机还包括至少部分地设置在涡轮区段中并且联接到压缩机轴的涡轮轴。涡轮轴具有环形地限定在其中并且与第一槽口相反定位的第二槽口。第二槽口包括第二轴向延伸面和第二径向延伸面。贴片环安装在第一槽口和第二槽口之间。
根据又一个实施方案,提供了维修涡轮机的方法。该方法包括在压缩机轴的后端内机加工第一槽口。第一槽口包括第一轴向延伸面和第一径向延伸面。第一槽口环形地限定在压缩机轴的后端内。该方法还包括在涡轮轴的前端内机加工第二槽口。第二槽口包括第二轴向延伸面和第二径向延伸面。第二槽口环形地限定在涡轮轴的前端内并且与第一槽口相反定位。该方法还包括在第一槽口和第二槽口之间安装贴片环。
参照以下描述和所附权利要求,本发明的轴组件、涡轮机和维修涡轮机的方法的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。结合到本说明书中并构成其一部分的附图示出了本技术的实施方案,并与描述一起用于解释本技术的原理。
附图说明
本说明书中参考附图阐述了涉及本领域的普通技术人员的本发明的轴组件、涡轮机和维修涡轮机的方法的完整且能够实现的公开内容,包括制造和使用本发明的系统和方法的最佳模式,其中:
图1是根据本公开的实施方案的涡轮机的示意图;
图2示出了根据本公开的实施方案的在安装贴片环之前的轴组件的剖视图;
图3示出了根据本公开的实施方案的轴组件的剖视图,该轴组件示出了定位在其中的贴片环;
图4示出了根据本公开的实施方案的轴组件的剖视图,该轴组件示出了定位在其中的贴片环;
图5示出了根据本公开的实施方案的贴片环的侧视图;
图6示出了根据本公开的实施方案的图5所示的贴片环的放大透视图;
图7示出了根据本公开的实施方案的贴片环的侧视图。
图8示出了根据本公开的实施方案的图7所示的贴片环的放大透视图;
图9示出了根据本公开的实施方案的维修涡轮机的方法。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的轴组件、涡轮机和维修涡轮机的方法的实施方案,其一个或多个示例在附图中示出。每个示例是通过解释本发明技术的方式提供的,而不是对本发明技术的限制。事实上,对于本领域的技术人员显而易见的是,在不脱离受权利要求书保护的本发明技术的范围或实质的情况下,可以在本发明技术中进行修改和变化。例如,作为一个实施方案的一部分示出或描述的特征可以用于另一个实施方案,以产生又一个实施方案。因此,本公开旨在涵盖落入所附权利要求书及其等同物的范围内的这些修改和变化。
具体实施方式使用数字和字母名称指代附图中的特征结构。附图和说明书中的相似或类似的名称已经用于指代本发明的相似或类似的部件。如本文所用,术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用,以将一个部件与另一个部件区分开来,并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
如本文所用,术语“上游”(或“向上”)和“下游”(或“向下”)是指相对于流体通路中的流体流动的相对方向。例如,“上游”是指流体从其流动的方向,并且“下游”是指流体向其流动的方向。术语“径向地”是指基本垂直于特定部件的轴向中心线的相对方向,术语“轴向地”是指与特定部件的轴向中心线基本平行和/或同轴对准的相对方向,并且术语“周向地”是指围绕特定部件的轴向中心线延伸的相对方向。近似术语,诸如“一般”或“约”包括在大于或小于指定值的百分之十内的值。当在角度或方向的上下文中使用时,此类术语包括在大于或小于所述角度或方向的十度内。例如,“大体竖直”包括沿任何方向(例如,顺时针或逆时针)在竖直的十度内的方向。
现在参考附图,图1示出了涡轮机的一个实施方案的局部剖视图,该涡轮机在所示实施方案中是气体涡轮10。尽管本文示出并描述了工业或陆基气体涡轮,但除非在权利要求中另外指明,否则本公开不限于陆基和/或工业气体涡轮。例如,如本文所述的本发明可用于任何类型的涡轮机,包括但不限于蒸汽涡轮、飞行器气体涡轮或船用气体涡轮。
如图所示,如图所示的气体涡轮10在涡轮的中心线12处截止。如图所示,气体涡轮10包括压缩机区段14、设置在压缩机区段14下游的燃烧器区段16以及设置在燃烧器区段16下游的涡轮区段18。压缩机区段14通常可被配置成对流入气体涡轮10中的空气加压。然后一部分加压空气或工作流体流入燃烧器区段16,在燃烧器区段中空气与燃料混合并燃烧。然后,热燃烧气体沿着环形热气体路径流过过渡件20到达涡轮区段18以驱动气体涡轮10并发电。
在若干实施方案中,压缩机区段14可包括具有多个压缩机级的轴流压缩机22,该多个压缩机级的特征在于交替排的转子刀片24和定子叶片 26。具体地讲,每个压缩机级可包括安装到压缩机转子轮28的一排周向间隔开的转子刀片24和附接到静态压缩机壳体30的一排周向间隔开的定子叶片26。转子刀片24和定子叶片26的交替排通常可被配置为递增地增加流过压缩机22的空气的压力,使得达到所需的压力增加。压缩机转子轮28 与转子刀片24一起通常包括压缩机22的旋转部件,因此可形成压缩机转子组件32。例如,在若干实施方案中,压缩机转子盘28可围绕涡轮中心线 12彼此抵靠轴向堆叠,使得扭矩可在转子盘28之间传递。
气体涡轮10的燃烧区段16通常可包括围绕涡轮中心线12以环形阵列设置的多个燃烧器34(示出了其中的一个燃烧器)。每个燃烧器34通常可被配置成接收从压缩机22排放的加压空气的一部分,将空气与燃料混合以形成空气/燃料混合物,并且燃烧该混合物以产生热燃烧气体。如上所述,热燃烧气体然后可从每个燃烧器34通过过渡件20流到气体涡轮10的涡轮区段18。
涡轮区段18通常可包括多个涡轮级,其特征在于交替排的涡轮喷嘴 36和涡轮链斗38。具体地讲,每个涡轮级可包括附接到静态涡轮壳体40 的一排周向间隔开的涡轮喷嘴36和安装到涡轮转子轮42的一排周向间隔开的涡轮链斗38。涡轮喷嘴36和链斗38的交替排通常可被配置成将热燃烧气体的能量递增地转换成由涡轮转子盘42的旋转表现的功。涡轮转子轮 42连同涡轮链斗38通常可包括涡轮区段18的旋转部件,并且因此可形成涡轮转子组件44。类似于压缩机转子轮28,涡轮转子轮42通常可沿着涡轮中心线12轴向堆叠在一起。例如,如图1所示,涡轮转子轮42可通过间隔轮46彼此间隔开,其中转子轮42和间隔轮46彼此抵靠轴向堆叠,使得扭矩可在转子盘42之间传递。除此之外或另选地,间隔轮可将压缩机转子轮28隔开。
如图1所示,气体涡轮10可限定轴向方向A和围绕轴向方向A延伸的周向方向C。气体涡轮10还可限定垂直于轴向方向A的径向方向R。
如图1中进一步所示,并且还参见图2,气体涡轮10还可包括至少部分地设置在压缩机区段14内的压缩机轴50和至少部分地设置在涡轮区段 18内的涡轮轴52。轴50、52可将压缩机转子组件32和涡轮转子组件44联接在一起。如图所示,压缩机轴50可包括联接到涡轮轴52的前端53的后端51。每个轴50、52可包括一个或多个槽口,例如,第一槽口62和第二槽口64。第一槽口62可环形地限定在压缩机轴51的后端51内。类似地,第二槽口64可环形地限定在涡轮轴52的前端53内。在许多实施方案中,压缩机轴50可从压缩机区段14轴向向外延伸,并且终止于限定在压缩机轴50的后端51内的第一槽口62处。同样,涡轮轴52可从涡轮区段18轴向向内延伸,并且终止于限定在涡轮轴52的前端53内的第二槽口64处。槽口62、64可形成紧密结合接头58,该紧密结合接头用于将压缩机转子组件32联接到涡轮转子组件44并且保持压缩机轴50与涡轮轴52之间的同轴对准。
图2示出了在其上执行维修维护并在其中安装贴片环100之前(如图3 至图9所示)的轴组件60的剖视图。在各种实施方案中,图2所示的轴组件60可在气体涡轮10的操作之前或之后。如图所示,轴组件60可包括联接到涡轮轴52的压缩机轴50,以在它们之间形成紧密结合接头58。如图所示,压缩机轴50可包括第一预机加工的槽口54。同样,涡轮轴52可包括与第一预机加工的槽口54相反的第二预机加工的槽口56。第一预机加工的槽口54可包括第一轴向延伸面55,并且第二预机加工的槽口56可包括第二轴向延伸面57。如图所示,在安装贴片环100之前,第一预机加工的槽口54的第一轴向延伸面55与第二预机加工的槽口56的第二轴向延伸面 57直接接触。
在涡轮机拆卸以便维修或修复期间,将涡轮轴50与压缩机轴52断开连接并进行检查。涡轮轴50和压缩机轴52可在该过程期间被损坏,并且该损坏可来自操作磨损和消耗或来自实际拆卸过程本身。第一槽口62和第二槽口64(图1)是该损伤发生的常见位置。
图3和图4示出了根据本公开的实施方案的轴组件60的放大剖视图,其中贴片环100处于适当位置,例如在维修气体涡轮10之后。如图所示,轴组件60可各自包括压缩机轴50、联接到压缩机轴50的涡轮轴52,以及限定在其间的紧密结合接头58。压缩机轴50可包括环形地限定在压缩机轴 50内的第一槽口62。同样,涡轮轴52可包括环形地限定在涡轮轴52内的第二槽口64。例如,第一槽口62和第二槽口64可在轴50、52内沿周向方向C进行机加工。贴片环100可设置在压缩机轴50的第一槽口62与涡轮轴52的第二槽口64之间。
在许多实施方案中,第一槽口62可被定位成与第二槽口64相反。例如,在图3和图4所示的实施方案中,压缩机轴50的第一槽口62可设置在涡轮轴52的第二槽口64的径向内侧。然而,在其他实施方案(未示出) 中,压缩机轴50的第一槽口62可设置在涡轮轴52的第二槽口64的径向外侧。
如图3和图4所示,第一槽口62可包括第一轴向延伸面66和第一径向延伸面68。同样,第二槽口64可包括第二轴向延伸面70和第二径向延伸面72。如图3和图4所示,轴向延伸的面66、70和径向延伸的面68、 72可以是基本上平坦的表面。此外,如图所示,轴向延伸的面66、70和径向延伸的面68、72可为槽口62、64的最外表面。
如本文所用,“轴向延伸”是指沿着与气体涡轮10的轴向方向A基本上平行和/或同轴对准的相对方向延伸的部件和/或表面。类似地,“径向延伸”是指沿着基本上垂直于气体涡轮10的轴向方向A的相对方向延伸的部件和/或表面。
如图所示,第一轴向延伸面66可与第二轴向延伸面72径向间隔开,并且贴片环100可定位在其间。在一些实施方案中,贴片环100可安装在第一槽口62和第二槽口64之间以有利地在第一轴向延伸面66和第二轴向延伸面72之间提供设计上所需的干扰。另外,在气体涡轮10的操作期间,贴片环100还可减少或防止损坏轴向延伸的面66、72之间的轴向移动。
在许多实施方案中,如图3和图4所示,第一槽口62和第二槽口64 可彼此轴向重叠。例如,第一槽口62的第一径向延伸面68可轴向延伸超过第二槽口64的第二径向延伸面72。具体地讲,第一径向延伸面68可轴向向外延伸并超过第二径向延伸面72。在此类实施方案中,第一轴向延伸面66可面朝第二轴向延伸面70、与第二轴向延伸面重叠、和/或平行于第二轴向延伸面。
贴片环100可包括主体102、第一臂104和第二臂106。在图3和图4 所示的实施方案中,贴片环100的主体102可径向定位在压缩机轴50的第一轴向延伸面66和涡轮轴52的第二轴向延伸面70之间。例如,贴片环 100的主体102可用于将第一槽口62的第一轴向延伸面66与第二槽口64 的第二轴向延伸面70径向间隔开,以提供压缩机轴50与涡轮轴52之间的适当对准。如图3和图4所示,主体102可与第一轴向延伸面66和第二轴向延伸面70两者直接接触。
在图3所示的实施方案中,第一臂104和第二臂106可远离主体102 径向延伸。例如,如图所示,第一臂104可从贴片环100的主体102径向向外延伸,并且第二臂106可从贴片环100的主体径向向内延伸。如图3 所示,第一臂104可从主体102径向向外延伸超过第二轴向延伸面70,并且至少部分地沿第二径向延伸面72延伸。类似地,第二臂104可从主体 102径向向内延伸超过第一轴向延伸面66,并且至少部分地沿第一径向延伸面68延伸。在许多实施方案中,第一臂104和第二臂106可分别与第二槽口64和第一槽口62直接接触。
如图3所示,第一臂104可与第二臂106轴向间隔开,即,定位在主体的相反侧上。在一些实施方案中,第一臂104和第二臂106可在彼此相反的径向方向上并且在主体102的相反的轴向侧上延伸,以形成大致“S”状形状。
第一臂104和第二臂106可各自包括支撑表面108、110,如图所示。例如,第一臂104的支撑表面108可以是与第二径向延伸面72直接接触的基本上平坦的表面。类似地,第二臂106的支撑表面110可以是与第一径向延伸面68直接接触的基本上平坦的表面。例如,第一臂的支撑表面108 和第二臂106的支撑表面110可以是分别直接邻接第二径向延伸面72和第一径向延伸面68的基本上平坦的表面。臂104、106的支撑表面108、110 可用于禁止贴片环100在紧密结合接头58内移动和/或滑动。
如图3所示,第一臂104和第二臂106也可各自包括外表面112、 114。第一臂的外表面112可位于支撑表面108的轴向内侧。类似地,第二臂的外表面114可位于支撑表面110的轴向外侧。如图所示,外表面112、 114可在径向方向上长于支撑表面108、110。
如图3和图4所示,压缩机轴50的第一槽口62和涡轮轴52的第二槽口64可各自还包括外表面116、118。例如,外表面116、118可为基本上弓形的外表面,该外表面与径向延伸的面68、72轴向间隔开以在它们之间限定间隙120、122。如图所示,第一槽口62的外表面116可设置在第二径向延伸面72的轴向内侧,并且可在它们之间限定间隙120。类似地,第二槽口64的外表面118可设置在第二径向延伸面72的轴向外侧并且可在它们之间限定间隙122。在许多实施方案中,第一槽口62可至少部分地延伸到第二间隙122中,并且第二槽口64可至少部分地延伸到第一间隙120 中。
在图3所示的实施方案中,贴片环100的第一臂104可至少部分地延伸到间隙120中,并且第二臂106可至少部分地延伸到间隙122中。间隙 120、122可用于在第一臂104和第二臂106之间形成轴向空间,以便允许在气体涡轮10的操作期间热膨胀。外表面112、114可有利地充当中间表面,该中间表面防止外表面116、118由于气体涡轮10的操作期间的热膨胀而接触径向延伸面68、72。
图4示出了贴片环100的另一个实施方案。如图所示,第一臂104可与第二臂106同轴对准,即,定位在主体102的同一侧并且共享相同的轴向中心线。在一些实施方案中,第一臂104和第二臂106可在彼此相反的径向方向上延伸以形成大致“T”状形状。
在图4所示的实施方案中,第二槽口64还可包括径向切口212,该径向切口的尺寸设定成在其中接收贴片环100的第一臂104。径向切口212可用于限制贴片环100在紧密结合接头58内的轴向移动。例如,在气体涡轮 10的操作期间,第一臂104可轴向定位在支撑表面108和外表面118之间并与支撑表面108和外表面118接触,从而限制贴片环100在紧密结合接头58内的轴向移动。如图所示,径向切口212还可包括切口支撑表面 214。第一臂104和第二臂106可各自包括支撑表面108、110,如图所示。在许多实施方案中,第一臂104的支撑表面108可以是基本上平坦的表面,其直接邻接切口支撑表面214。类似地,第二臂106的支撑表面110可以是直接邻接第一径向延伸面68的基本上平坦的表面。臂104、106的支撑表面108、110可用于禁止贴片环100在紧密结合接头58内移动和/或滑动。
图5和图6示出了根据本公开的实施方案的贴片环100的各种视图。如图所示,第一臂104和第二臂106可各自为在周向方向上延伸的一个连续环形构件。第一臂104和第二臂106可沿周向方向限定。
另选地,如图7和图8所示,第一臂104可以是多个第一臂104′,该多个第一臂沿主体102在周向方向C上彼此间隔开。同样,如图所示,第二臂106可以是多个第二臂106′,该多个第二臂沿主体102在周向方向C 上彼此间隔开。
如图7和图8所示,贴片环100还可以包括周向设置在多个第一臂 104′和/或多个第二臂106′之间的一个或多个凹槽124。凹槽124可径向延伸到贴片环100的主体102中,并且用作冷却来自压缩机的空气以流过其中的通道。例如,来自压缩机区段14的空气可从压缩机轴50的第一槽口 62、涡轮轴52的第二槽口64和贴片环100的各种腔和裂缝吹扫滞留空气。
图9提供了流程图,其以图形方式示出了根据本公开的一个或多个附加示例性实施方案的维修涡轮机(诸如本文所述的气体涡轮10)的方法 300。如图9所示,方法300可包括在压缩机轴的后端51内机加工第一槽口62的步骤302,此类步骤可例如在气体涡轮10的初始操作之后发生。第一槽口62可包括第一轴向延伸面66和第一径向延伸面68。此外,第一槽口可环形地限定在压缩机轴50的后端51内。方法300还可包括在涡轮轴 52的前端53内机加工第二槽口64的步骤304。第二槽口64可包括第二轴向延伸面70和第二径向延伸面72。此外,第二槽口64可环形地限定在涡轮轴52的前端53内并且与第一槽口62相反定位。方法300还可包括在第一槽口62和第二槽口64之间径向地安装贴片环的步骤306。
在气体涡轮10的操作期间,贴片环100的主体102可用于在第一轴向延伸面66和第二轴向延伸面70之间提供设计上预期的干扰,甚至在表面已经受维修和/或机加工之后。例如,图2所示的预机加工的槽口54、56可在气体涡轮10的操作期间经受磨损,这需要预机加工的槽口54、56的各种表面(例如,轴向延伸的面55、57)被维修以恢复所需的干扰。在气体涡轮10已被维修之后,贴片环100在槽口62、64(或机加工后的槽口)之间提供所需的干扰。
本书面描述使用示例来公开本发明,包括最佳模式,并且还使得本领域的任何技术人员能够实践本发明,包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可专利范围由权利要求书限定,并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言没有不同的结构元件,或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质差异的等同结构元件,则这些其他示例意图在权利要求的范围内。
Claims (13)
1.一种涡轮机,包括:
压缩机区段;
燃烧器区段;
涡轮区段;
压缩机轴,所述压缩机轴至少部分地设置在所述压缩机区段中,所述压缩机轴具有环形地限定在其中的第一槽口,所述第一槽口包括第一轴向延伸面和第一径向延伸面;
涡轮轴,所述涡轮轴至少部分地设置在所述涡轮区段中并联接到所述压缩机轴,所述涡轮轴具有环形地限定在其中并与所述第一槽口相反定位的第二槽口,所述第二槽口包括第二轴向延伸面和第二径向延伸面;和
贴片环,所述贴片环安装在所述第一槽口和所述第二槽口之间。
2.根据权利要求1所述的涡轮机,其中所述贴片环还包括主体、从所述主体径向向外延伸的第一臂以及从所述主体径向向内延伸的第二臂。
3.根据权利要求2所述的涡轮机,其中所述贴片环的所述第一臂和所述第二臂彼此轴向间隔开。
4.根据权利要求2所述的涡轮机,其中所述贴片环的所述第一臂和所述第二臂彼此同轴对准。
5.根据权利要求2所述的涡轮机,其中所述贴片环的所述主体接触所述压缩机轴的所述第一轴向延伸面和所述涡轮轴的所述第二轴向延伸面。
6.根据权利要求2所述的涡轮机,其中所述贴片环的所述主体径向定位在所述第一轴向延伸面和所述第二轴向延伸面之间。
7.根据权利要求3所述的涡轮机,其中所述压缩机轴的所述第一槽口和所述涡轮轴的所述第二槽口各自包括外表面,所述第一槽口的所述外表面设置在所述第二槽口的所述第二径向延伸面的轴向内侧,并且所述第二槽口的所述外表面设置在所述第一槽口的所述第一径向延伸面的轴向外侧。
8.根据权利要求3所述的涡轮机,其中所述贴片环的所述第一臂接触所述第二槽口的所述第二径向延伸面,并且所述贴片环的所述第二臂接触所述第一槽口的所述第一径向延伸面。
9.根据权利要求7所述的涡轮机,其中第一间隙轴向限定在所述贴片环的所述第一臂与所述第一槽口的所述外表面之间,并且第二间隙轴向限定在所述贴片环的所述第二臂与所述第二槽口的所述外表面之间。
10.一种维修涡轮机的方法,所述方法包括:
在压缩机轴的后端内机加工第一槽口,其中所述第一槽口包括第一轴向延伸面和第一径向延伸面,并且其中所述第一槽口环形地限定在所述压缩机轴的所述后端内;
在涡轮轴的前端内机加工第二槽口,其中所述第二槽口包括第二轴向延伸面和第二径向延伸面,并且其中所述第二槽口环形地限定在所述涡轮轴的所述前端内并与所述第一槽口相反定位;以及
在所述第一槽口和所述第二槽口之间安装贴片环。
11.根据权利要求9所述的方法,其中所述贴片环还包括主体、从所述主体径向向外延伸的第一臂以及与所述第一臂轴向间隔开并从所述主体径向向内延伸的第二臂。
12.根据权利要求10所述的方法,其中所述贴片环的所述主体定位在所述压缩机轴的所述第一轴向延伸面和所述涡轮轴的所述第二轴向延伸面之间并接触所述压缩机轴的所述第一轴向延伸面和所述涡轮轴的所述第二轴向延伸面。
13.根据权利要求11所述的方法,其中所述贴片环的所述第一臂接触所述第二槽口的所述第二径向延伸面,并且所述贴片环的所述第二臂接触所述第一槽口的所述第一径向延伸面。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/724,852 | 2019-12-23 | ||
US16/724,852 US11174735B2 (en) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | Patch rings and methods of use |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113090333A true CN113090333A (zh) | 2021-07-09 |
Family
ID=73747995
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011333328.7A Pending CN113090333A (zh) | 2019-12-23 | 2020-11-24 | 改善的贴片环及其使用方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11174735B2 (zh) |
EP (1) | EP3842618B1 (zh) |
JP (1) | JP2021099097A (zh) |
CN (1) | CN113090333A (zh) |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH257836A (de) * | 1947-08-07 | 1948-10-31 | Sulzer Ag | Läufer für Kreiselmaschinen, insbesondere für Gasturbinen. |
US3713676A (en) * | 1971-05-07 | 1973-01-30 | Gen Electric | Predeformed rabbit joint |
CH590414A5 (zh) * | 1975-07-04 | 1977-08-15 | Bbc Brown Boveri & Cie | |
FR2896827B1 (fr) | 2006-01-27 | 2008-04-25 | Snecma Sa | Assemblage a encombrement radial reduit entre un arbre de turbine et un tourillon d'arbre de compresseur de turbomachine |
US9909595B2 (en) * | 2015-07-21 | 2018-03-06 | General Electric Company | Patch ring for a compressor |
GB201806432D0 (en) * | 2018-04-20 | 2018-06-06 | Rolls Royce Plc | A shaft assembly |
FR3085409B1 (fr) * | 2018-08-29 | 2020-12-11 | Safran Aircraft Engines | Accouplement pour turbomachine de type curvic avec verrouillage |
-
2019
- 2019-12-23 US US16/724,852 patent/US11174735B2/en active Active
-
2020
- 2020-11-24 CN CN202011333328.7A patent/CN113090333A/zh active Pending
- 2020-12-01 JP JP2020199912A patent/JP2021099097A/ja active Pending
- 2020-12-08 EP EP20212534.0A patent/EP3842618B1/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3842618A1 (en) | 2021-06-30 |
US11174735B2 (en) | 2021-11-16 |
EP3842618B1 (en) | 2023-05-03 |
US20210189899A1 (en) | 2021-06-24 |
JP2021099097A (ja) | 2021-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3196517B1 (en) | Secondary seal device(s) with alignment tab(s) | |
JP6141871B2 (ja) | 高温気体膨張装置の入口ケーシング組立体及び方法 | |
US9506374B2 (en) | Component of a turbine with leaf seals and method for sealing against leakage between a vane and a carrier element | |
US20190226351A1 (en) | Segmented non-contact seal assembly for rotational equipment | |
US10718270B2 (en) | Hydrostatic non-contact seal with dual material | |
US10641180B2 (en) | Hydrostatic non-contact seal with varied thickness beams | |
US10337621B2 (en) | Hydrostatic non-contact seal with weight reduction pocket | |
US10012084B2 (en) | Gas turbine rotor sealing band arrangement having a friction welded pin element | |
EP2535523A2 (en) | Turbine seal system and method of assembly thereof | |
GB2571802A (en) | A Gas Turbine Engine Combustion Arrangement and a Gas Turbine Engine | |
EP3511622A1 (en) | A combustion chamber arrangement | |
US11143048B2 (en) | Labyrinth seal with variable tooth heights | |
EP3617458B1 (en) | Annular seal for a gas turbine engine | |
CN106050323B (zh) | 叶片安装的多级涡轮级间密封件和组装方法 | |
US9341194B2 (en) | Gas turbine engine compressor with a biased inner ring | |
EP3842618B1 (en) | Improved patch rings and methods of use | |
US10598035B2 (en) | Intershaft sealing systems for gas turbine engines and methods for assembling the same | |
US11773752B2 (en) | T-fairing installation tooling assembly | |
US11441440B2 (en) | Rotor assembly |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
TA01 | Transfer of patent application right | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20240103 Address after: Swiss Baden Applicant after: GENERAL ELECTRIC CO. LTD. Address before: New York, United States Applicant before: General Electric Co. |