CN114076000B - 叶片轴向限位装置、叶盘结构以及燃气轮机 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种叶片轴向限位装置、叶盘结构以及燃气轮机。其中，叶片轴向限位装置，包括：多个分片挡板，被配置为不可弯折状；和至少一个可弯折挡板；其中，多个分片挡板与至少一个可弯折挡板形成整圈挡板结构，以对安装在轮盘上的叶片进行轴向限位。分片挡板和可弯折挡板共同对安装在轮盘上的叶片进行轴向限位，确保叶片工作的可靠性。在装配过程中，可弯折挡板在安装过程中可弯折，便于安装挡板，提高了装配便捷性。

Description

叶片轴向限位装置、叶盘结构以及燃气轮机
技术领域
本公开涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种叶片轴向限位装置、叶盘结构以及燃气轮机。
背景技术
航空涡轮发动机、地面燃气轮机等旋转机械一般包括旋转的叶片，其用于压缩空气(压气机叶片)或者推动做功(涡轮叶片)。一般压气机的转子叶片可以分为整体叶盘、周向安装叶片、轴向安装叶片，涡轮叶片一般为轴向安装的枞树型榫头叶片。对于轴向安装叶片，为了保证其运行过程的可靠性，需要进行轴向限制刚体位移。
目前，燃气涡轮航空发动机或者燃气轮机的轴流式涡轮叶片的轴向固定一般使用锁片、挡板、锁板等零件。其中，早期的不带冷却的涡轮叶片可采用结构简单的锁片方式。而随着冷却通道的引入，为防止冷却空气的泄漏，而采用挡板固定的方式，但现有的挡板结构复杂，装配不便且限位可靠性不能保证。
发明内容
经发明人研究发现，相关技术中的叶片轴向限位装置存在装配不便的技术问题。
有鉴于此，本公开实施例提供一种叶片轴向限位装置、叶盘结构以及燃气轮机，能够提高装配便捷性。
本公开的一些实施例提供了一种叶片轴向限位装置，包括：
多个分片挡板，被配置为不可弯折状；和
至少一个可弯折挡板；
其中，多个分片挡板与至少一个可弯折挡板形成整圈挡板结构，以对安装在轮盘上的叶片进行轴向限位。
在一些实施例中，可弯折挡板的外缘侧或内缘侧形成有径向凹口，用于使可弯折挡板在径向上可弯折。
在一些实施例中，可弯折挡板的周向一侧形成有凹槽，用于使可弯折挡板在轴向上可弯折。
在一些实施例中，可弯折挡板的周向一侧形成有凹槽，用于使可弯折挡板在轴向上可弯折，可弯折挡板内形成有轴向开孔，轴向开孔均与径向凹口和凹槽相通。
在一些实施例中，轴向开孔包括弧形孔。
在一些实施例中，分片挡板和可弯折挡板均由钛合金或高强钢制成。
在一些实施例中，高强钢包括1Cr11Ni2W2MoV。
本公开的一些实施例提供了一种叶盘结构，包括轮盘、叶片以及前述叶片轴向限位装置。
在一些实施例中，轮盘设有第一卡槽，用于与分片挡板和可弯折挡板的内缘相配合；叶片设有第二卡槽，用于与分片挡板和可弯折挡板的外缘相配合。
本公开的一些实施例提供了一种燃气轮机，包括前述叶盘结构。
因此，根据本公开实施例，通过设置多个分片挡板和至少一个可弯折挡板形成整圈挡板结构，分片挡板和可弯折挡板共同对安装在轮盘上的叶片进行轴向限位，确保叶片工作的可靠性。在装配过程中，可弯折挡板在安装过程中可弯折，便于安装挡板，提高了装配便捷性。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：
图1和图2分别是本公开叶盘结构的一些实施例的立体结构示意图和正视结构示意图；
图3是本公开叶盘结构的一些实施例的局部剖视结构示意图；
图4是本公开叶盘结构的一些实施例中轮盘的局部剖视结构示意图；
图5是本公开叶盘结构的一些实施例中叶片的结构示意图；
图6是本公开叶片轴向限位装置的一些实施例中分片挡板的结构示意图；
图7是图6中A-A位置处的剖面图；
图8是本公开叶片轴向限位装置的一些实施例中可弯折挡板的正视结构示意图；
图9是图8中B-B位置处的剖面图；
图10是本公开叶片轴向限位装置的一些实施例中可弯折挡板的后视结构示意图；
图11是图10中C-C位置处的剖面图。
附图标记说明
1、轮盘；2、叶片；3、分片挡板；4、可弯折挡板；11、第一卡槽；21、第二卡槽；41、径向凹口；42、轴向开孔；43、凹槽。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与其它器件直接连接而具有居间器件。
本公开使用的所有术语与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
结合图1～图11所示，本公开的一些实施例提供了一种叶片轴向限位装置，其包括多个分片挡板3和至少一个可弯折挡板4，其中，分片挡板3被配置为不可弯折状；如图1和图2所示，多个分片挡板3与至少一个可弯折挡板4形成整圈挡板结构，从而对安装在轮盘1上的叶片2进行轴向限位。
在该示意性的实施例中，通过设置多个分片挡板3和至少一个可弯折挡板4形成整圈挡板结构，分片挡板3和可弯折挡板4共同对安装在轮盘上的叶片进行轴向限位，确保叶片工作的可靠性。在装配过程中，可弯折挡板在安装过程中可根据实际装配需要实现弯折，便于安装挡板，提高了装配便捷性。
对于如何实现可弯折挡板的可弯折性能，一方面，在一些实施例中，如图8和图10所示，可弯折挡板4的外缘侧形成有径向凹口41，用于使可弯折挡板4在径向上可弯折。在另一些实施例中，可弯折挡板4的内缘侧形成有径向凹口，同样能够实现可弯折挡板4在径向上可弯折。
另一方面，在一些实施例中，如图8、图10和图11所示，可弯折挡板4的周向一侧形成有凹槽43，用于使可弯折挡板4在轴向上可弯折。
为实现轻量化设计，并能够在保证结构强度的前提下提高可弯折挡板的可弯折性能，在一些实施例中，可弯折挡板4的周向一侧形成有凹槽43，用于使可弯折挡板4在轴向上可弯折，可弯折挡板4内形成有轴向开孔42，轴向开孔42均与径向凹口41和凹槽43相通。
在一些实施例中，如图8和图10所示，轴向开孔42包括弧形孔，采用大圆角结构，确保可弯折挡板4在高转速时的强度满足要求，保证长时间安全可靠工作。
对于高转速转子结构，在一些实施例中，分片挡板3和可弯折挡板4均由钛合金制成；对于中底转速转子，分片挡板3和可弯折挡板4均由高强钢制成。在一些实施例中，高强钢包括1Cr11Ni2W2MoV，确保强度的同时具备良好的弯折性能，具有较高的可实施性。
相应地，如图1～图5所示，本公开的一些实施例提供了一种叶盘结构，其包括轮盘1、叶片2以及前述叶片轴向限位装置。本公开叶盘结构相应地也具有上述有益技术效果。
在一些实施例中，如图1～图5所示，轮盘1设有第一卡槽11，用于与分片挡板3和可弯折挡板4的内缘相配合；叶片2设有第二卡槽21，用于与分片挡板3和可弯折挡板4的外缘相配合。第一卡槽11和第二卡槽21实现了分片挡板3和可弯折挡板4锁紧安装在轮盘1和叶片2内，具有较高的可实施性。
下面以图1～图5所示的实施例为例来说明本公开叶盘结构装配叶片轴向限位装置的过程如下：
首先，拆除两个叶片，预留足够的分片挡板3的安装空间，完成所有分片挡板3的安装以及N-2叶片安装(N为叶片数)；
其次，安装上剩下的两个叶片；
再次，弯折两片可弯折挡板4，逆时针移动所有的分片挡板3，预留足够的空间，用于安装两片弯折后的可弯折挡板4；
最后，顺时针挪动可弯折挡板4，使可弯折挡板4抵到第二卡槽21上，然后恢复弯折，完成安装。
本公开的一些实施例提供了一种燃气轮机，包括前述叶盘结构。本公开燃气轮机相应地也具有上述有益技术效果。
至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种叶片轴向限位装置，其特征在于，包括：
多个分片挡板(3)，被配置为不可弯折状；和
至少一个可弯折挡板(4)，所述可弯折挡板(4)的外缘侧形成有径向凹口(41)，用于使所述可弯折挡板(4)在径向上可弯折，所述可弯折挡板(4)内形成有轴向开孔(42)，所述轴向开孔(42)与所述径向凹口(41)相通；
其中，多个所述分片挡板(3)与至少一个所述可弯折挡板(4)形成整圈挡板结构，以对安装在轮盘(1)上的叶片(2)进行轴向限位。
2.根据权利要求1所述的叶片轴向限位装置，其特征在于，所述可弯折挡板(4)的内缘侧形成有径向凹口(41)，用于使所述可弯折挡板(4)在径向上可弯折。
3.根据权利要求1所述的叶片轴向限位装置，其特征在于，所述可弯折挡板(4)的周向一侧形成有凹槽(43)，用于使所述可弯折挡板(4)在轴向上可弯折。
4.根据权利要求2所述的叶片轴向限位装置，其特征在于，所述可弯折挡板(4)的周向一侧形成有凹槽(43)，用于使所述可弯折挡板(4)在轴向上可弯折，所述轴向开孔(42)均与所述径向凹口(41)和所述凹槽(43)相通。
5.根据权利要求4所述的叶片轴向限位装置，其特征在于，所述轴向开孔(42)包括弧形孔。
6.根据权利要求1所述的叶片轴向限位装置，其特征在于，所述分片挡板(3)和所述可弯折挡板(4)均由钛合金或高强钢制成。
7.根据权利要求6所述的叶片轴向限位装置，其特征在于，所述高强钢包括1Cr11Ni2W2MoV。
8.一种叶盘结构，其特征在于，包括轮盘(1)、叶片(2)以及权利要求1～7任一所述的叶片轴向限位装置。
9.根据权利要求8所述的叶盘结构，其特征在于，所述轮盘(1)设有第一卡槽(11)，用于与所述分片挡板(3)和所述可弯折挡板(4)的内缘相配合；所述叶片(2)设有第二卡槽(21)，用于与所述分片挡板(3)和所述可弯折挡板(4)的外缘相配合。
10.一种燃气轮机，其特征在于，包括权利要求8或9所述的叶盘结构。
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