CN1900533B - 用于轴向保持涡轮机风机叶片的环的减震装置 - Google Patents
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Abstract
一种用来轴向保持涡轮机风机叶片的保持环的减震装置,所述叶片(16)被设计成通过其根部(14)安装在旋转盘(10)上,该旋转盘(10)具有轴向延伸的环形凸缘(18),其设有多个第二径向锯齿状物(20),用来与设计成安装在盘凸缘周围的保持环(30)的多个第一径向锯齿状物(32)相接触,所述装置包括弹性材料的支座部件(38),其被设计成可以轴向地容纳在凸缘的两个邻近第二锯齿状物(20)与保持环的两个邻近第一锯齿状物(32)之间,径向地容纳在旋转盘的凸缘(18)与保持环(30)之间,所述支座部件具有与所述邻接锯齿状物、保持环及旋转盘的凸缘相接触的接触面(40、44)。
Description
技术领域
本发明总体上涉及将风机叶片安装到涡轮机旋转盘上的领域,本发明尤其涉及一种用来减小用于轴向保持风机叶片的环所受震动的装置。
背景技术
涡轮机的风扇典型地包括多个通过容纳在旋转盘槽内的叶片根部安装在旋转盘上的叶片。在安装风机叶片的某些技术中,还在从旋转盘上游侧轴向延伸的环形凸缘周围放置了环。通过形成在凸缘整个圆周上的锯齿状物将该环轴向保持在凸缘上。该环还沿轴向靠近叶片的根部安装以便轴向保持所述根部。
在实践中,这种类型的风机叶片安装会产生许多问题。尤其是在轴向保持环和旋转盘上都会发现磨损。而磨损主要是由于在盘的旋转过程中轴向保持环受到震动而造成的。特别是,盘的旋转会导致轴向保持环一些小的运动,这样就造成了用于将环保持在盘上的环形凸缘的锯齿状物顶部受到磨损。此外,在盘的旋转过程中,轴向保持环易于围绕盘凸缘做切线移动。
发明内容
本发明的主要目的在于通过提出一种用于轴向保持风机叶片的环的减震装置,来减轻这种缺陷的严重性。
为此,本发明提供了一种用于保持涡轮机风机叶片的轴向保持环的减震装置,所述风机叶片被设计成通过其根部安装在旋转盘上,该旋转盘包括轴向延伸的环形凸缘,该凸缘设有多个用来与安装在所述凸缘上的保持环的多个第一径向锯齿状物互相接触的第二径向锯齿状物,保持环被安装在盘的凸缘周围,所述装置由弹性材料的支座部件构成,其可以轴向地容纳在凸缘的两个邻近第二径向锯齿状物与保持环的两个邻近第一径向锯齿状物之间,径向地容纳在旋转盘的凸缘与保持环之间,所述支座部件具有与所述邻接锯齿状物和保持环及旋转盘凸缘接触的接触面。
通过增加与轴向保持环和盘凸缘的接触表面,本发明的装置用于改进保持环震动的固有模式。此外,由于该装置由用弹性材料制成的部件构成,所以其与保持环 和盘凸缘接触的表面在离心作用下易于压靠在保持环和凸缘上。从而,减小了保持环所受的震动并避免任何磨损的危险。这一减震装置还可以用于阻止保持环围绕盘凸缘的切线运动。
减震装置的支座部件基本上是平矩形块,也可以是能够避免错误安装在旋转盘上的其它几何形状。
优选地,支座部件的弹性材料的硬度界于肖氏硬度50至90的范围内。该弹性材料优选地为硅树脂、氟硅氧烷或碳氟化合物。
本发明还提供了用于轴向保持涡轮机风机叶片的环,该环包括至少一种上述的减震装置。
本发明还提供了一种用来安装风机叶片的涡轮机的旋转盘,该盘包括轴向延伸的环形凸缘并设有多个第二径向锯齿状物,用来与轴向保持风机叶片并设计成安装在盘凸缘周围的保持环的多个第一径向锯齿状物相接触,该盘还包括至少两个如上所述的减震装置。最后,本发明提供了一种涡轮机,包括至少一个如上所述的旋转盘。
附图说明
通过下面的详细描述并参考示出了具有非限定特征的实施方式的附图,本发明的其它特征和优点将会更加明显,其中:
图1是装配有本发明减震装置的风扇盘的局部立体分解图;
图2是图1中的盘装配起来时的视图;
图3和图4分别是沿图2中在面III-III和IV-IV的截面图;
图5是图1中减震装置的立体图;
图6是表示图2中细节的放大图;
图7A和73是本发明其它实施方式的减震装置的立体图。
具体实施方式
图1和图2示出了涡轮机风机盘10的一部分。盘10适于绕涡轮机纵轴X-X旋转。
旋转盘10包括多个规律地分布在其外表面上的槽12,每个槽设计成可以容纳风机叶片16的根部14(在图1中只部分地示出了一个叶片)。更准确地,每个叶片16的根部14是鸠尾榫形的,轴向咬合在为此目的而提供的一个对应槽12中。
旋转盘10还具有向上游侧轴向延伸的环形凸缘18。凸缘18远离盘的一端设有多个外锯齿状物(或齿)20,其相对于盘向外径向延伸并有规律地分布在盘的整个圆周上。
可以观察到凸缘18上外锯齿状物20的个数与盘上用来容纳风机叶片16的槽12的个数相等。而且,外锯齿状物20基本上与相对应的槽12对齐(沿轴向)。
在凸缘18远离盘10的一端上,还设有相对于盘向内径向延伸(即朝向其转轴X-X)的环状卡圈22。卡圈22具有分布在其整个圆周上的孔24,用于接收通过容纳在孔24中的螺钉28来固定的环带26。该环带的功能就是防止环沿切线移动,并实现涡轮机的风扇中的其它功能(尤其是保持叶片之间的平台)。
用于轴向保持叶片16的保持环30被设计成安装在盘10的凸缘18周围。该保持环30具有多个相对于盘向内径向延伸的内锯齿状物(或齿)32,当该环被安装在凸缘周围时,锯齿状结构(或齿)32被设计成与凸缘18的外锯齿状物20轴向接触。因而,凸缘锯齿状物的数量与保持环的锯齿状物的数量相等。
此外,保持环30设有外锯齿状物(或齿)34,相对于盘向外径向延伸并与环的内锯齿状物32径向对齐。当将保持环30安装在凸缘上时,这些外锯齿状物34被设计成与安装在每个叶根14的支座部件36轴向邻接。
如图3和4所示,保持环30通过其内锯齿状物32与凸缘的外锯齿状物20之间的接触而轴向保持在盘的凸缘18上。利用这些轴向上邻接支座部件36上的外锯齿状物34,保持环因而可以将叶根14轴向保持在其各自的槽12内。
保持环30按照下列步骤安装在盘凸缘18上:将环放置在涡轮机的纵轴X-X的中央,其内锯齿状物32轴向偏离盘凸缘18的外锯齿状物20。通过沿轴向直线移动,环开始围绕凸缘,其每个内锯齿状物32插入到凸缘的两个邻近外锯齿状物20之间。一旦安装,则环随后围绕涡轮机的纵轴X-X转动以使其内锯齿状物32与凸缘的外锯齿状物20轴向接触。
这种类型的风机盘装置10存在一定的缺点。首先,盘10的旋转会使保持环30发生小的移动,导致盘凸缘18上的外锯齿状物20的顶端产生磨损。此外,在盘的旋转过程中,保持环30倾向于围绕盘凸缘旋转,存在环脱离掉的危险。
在本发明中,提供了一种用来减小保持环30所受震动的装置,因此可以消除这些缺陷。
这种装置包括由弹性材料制成的支座部件38,其被设计成首先轴向地容纳在盘 10上的凸缘18的两个邻近外锯齿状物20与保持环的互补邻接内锯齿状物32之间,其次径向地容纳在凸缘18与保持环30之间。
如图5所示,这种支座部件38基本上为平矩形块并具有接触面40,该接触面40被设计成在安装后首先与邻接的锯齿状物20和32接触,其次与保持环30的内表面和旋转盘10的凸缘18接触。
在由于盘10旋转而产生的离心力的作用下,由弹性材料制成的支座部件38的接触面40变形,并压靠在保持环30和盘凸缘18上,紧密地贴合其轮廓。图6中用箭头F1示出了接触面40的这种变形。
通过增加支座部件38与保持环30之间的接触面,盘10的凸缘18用来改进保持环的固有震动模式。此外,支座部件38的接触面40变形,因此减小了保持环受到的震动。结果是避免了磨损的危险。
通过使接触面40变形,支座部件38还为保持环30绕盘10的凸缘18的切线运动提供了阻块,如图6中箭头F2所示。
图7A和7B示出了构成减震装置的支座部件的各种实施例。
在图7A所示的实施例中,弹性材料的支座部件38’基本上与图5中所示的相同,只是还带有两个沿该材料纵向延伸的槽42。这些槽42的作用是更易于拔出支座部件。
与图7A中的实施例相比,图7B中的支座部件38”还带有两个平面44,用来与保持环的内表面接触。该实施例的这种特殊几何形状用于提供避免错误的功能以便防止支座部件被错误地安装在盘上;即具有这种形状的支座部件只能以一种方式安装在盘上。
支座部件38、38’和38”的弹性材料可以是硅树脂(50D6/50D7、50D8)、氟硅氧烷或碳氟化合物,或者其它具有相同特性的材料。
支座部件38、38’或38”优选地具有界于50到90肖氏硬度范围内的硬度的弹性材料。
安装在盘上的减震装置的数量和角度配置可以变化。在图1和图2的实施例中,表示出了盘的90°角扇形结构,,其中设有用于七个叶片的三个减震装置,为整个盘提供12个减震装置,用来支撑总共28个叶片。
然而也可以在盘上安装更多或更少的减震装置。最少为两个,最多则应对应于盘上可用位置的数量(即由盘所支撑的叶片的数量)。当减震装置的数量小于叶片的 数量时,这些装置就没有必要以等距的方式分布。
Claims (11)
1.一种用于保持涡轮机风机叶片的轴向保持环的减震装置,所述风机叶片(16)被设计成通过其根部(14)安装在旋转盘(10)上,该旋转盘(10)包括轴向延伸的环形凸缘(18),所述凸缘(18)设有多个用来与安装在所述凸缘(18)上的保持环(30)的多个第一径向锯齿状物(32)互相轴向接触的第二径向锯齿状物(20),所述保持环(30)被安装在盘(10)的凸缘(18)周围,所述装置的特征在于其由支座部件(38、38’、38”)构成,所述支座部件(38、38’、38”)由弹性材料制成,其可以轴向地容纳在凸缘(18)的两个邻近第二径向锯齿状物(20)与保持环(30)的两个邻近第一径向锯齿状物(32)之间,径向地容纳在旋转盘的凸缘(18)与保持环(30)之间,所述支座部件(38、38’、38”)具有与邻接第二径向锯齿状物(20)、第一径向锯齿状物(32)和保持环(30)及旋转盘(10)的凸缘(18)接触的接触面(40、44)。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述支座部件(38、38’、38”)基本上为平矩形块。
3.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述支座部件(38、38’、38”)具有:两个沿其材料纵向延伸的槽(42),和两个平面(44)以用来与保持环的内表面接触;从而防止在其被安装在盘(10)上过程中发生错误。
4.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述支座部件(38、38’、38”)具有:两个沿其材料纵向延伸的槽(42),和两个平面(44)以用来与保持环的内表面接触;从而防止在其被安装在盘(10)上过程中发生错误。
5.如权利要求1至4所述的任一种装置,其特征在于,所述支座部件(38、38’、38”)的弹性材料具有界于50至90肖氏硬度范围内的硬度。
6.如权利要求1至4所述的任一种装置,其特征在于,所述支座部件(38、38’、38”)的弹性材料是硅树脂、氟硅氧烷或碳氟化合物。
7.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述支座部件(38、38’、38”)的弹性材料是硅树脂、氟硅氧烷或碳氟化合物。
8.一种用来安装风机叶片(16)的涡轮机的旋转盘(10),所述盘包括环状凸缘(18),其轴向延伸并设有多个第二径向锯齿状物(20)用来与保持环(30)的多个第一径向锯齿状物(32)相接触,所述保持环(30)用来轴向保持风机叶片并被设计安装在盘的凸缘(18)周围,所述盘的特征在于其包括至少两个如权利要求1 至7中任一种所述的减震装置。
9.如权利要求8所述的盘,其特征在于,所述减震装置彼此等距布置。
10.一种用来轴向保持涡轮机风机叶片的保持环,所述环包括至少一种依据权利要求1至7所述的任一种减震装置。
11.一种涡轮机,包括至少一个依据权利要求8或9所述的旋转盘。
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