CN1932251B - 涡轮喷气发动机叶片的填隙片 - Google Patents

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Abstract

一种用于涡轮机叶片(14)的填隙片(20)，该填隙片具有两个适于环绕在叶根(16)侧面的支片(21A、21B)，并具有两个从每个支片一端延伸的薄片(22)，薄片(22)朝向彼此折叠且以防止其展开的方式互相连接。优选地，填隙片(20)包括连接部件(24)，与所述薄片(22)以防止其展开的方式互相连接。连接部件(24)以允许填隙片的支片(21A、21B)展开的方式与薄片(22)装配在一起。例如，连接部件可适于沿使支片(21A、21B)展开的方向拉伸。

Description

涡轮喷气发动机叶片的填隙片
技术领域
本发明涉及涡轮喷气发动机叶片的填隙片，该填隙片具有适于环绕在叶根侧面的两个支片。本发明更特别涉及一种涡轮喷气发动机风机叶片的填隙片。该填隙片和叶根都被设置在由形成在叶盘中的轴向槽所形成的壳体内。壳体的上游端开口，而下游端由壁关闭。壁由涡轮喷气发动机的低压压缩机的转子上游面构成。应该注意到压缩机转子在该位置通常具有相对小的厚度。
背景技术
在本申请中，将轴向限定为与风机的旋转轴平行的方向。此外，相对于气流穿过涡轮喷气发动机的正常方向限定部件的上游侧和下游侧。
常规的填隙片具有下列缺陷：在风机旋转过程中，填隙片在壳体内前后轴向移动，反复撞击低压压缩机的转子。填隙片对压缩机转子的反复撞击会损坏压缩机转子并缩短使用寿命。通常在压缩机转子上会发现缺口并形成裂缝开始区。这种现象特别麻烦，因为压缩机转子是相对比较昂贵的部件。
为了克服这些缺陷，已知的方法是提供一种带有分别从其支片上游端伸出的两个薄片的填隙片，这些薄片朝向彼此折叠。当填隙片向下移动时，薄片开始邻接叶根的前表面。因此在填隙片撞击压缩机转子之前保持填隙片。
虽然这样，但是该薄片在叶根所施加的拉力作用下容易展开。一旦展开，薄片则不再起到邻接的作用，则填隙片不再被保持而会撞击压缩机转子。
发明专利内容
本发明所涉及涡轮喷气发动机叶片的填隙片，该填隙片具有适于环绕在叶根侧面的两个支片。本发明更特别涉及一种涡轮喷气发动机风机叶片的填隙片。该填隙片和叶根都被设置在由形成在叶盘中的轴向槽所形成的壳体内。壳体的上游端开口，而下游端由壁关闭。壁由涡轮喷气发动机的低压压缩机的转子上游面构成。应该注意到压缩机转子在该位置通常具有相对小的厚度。
在本申请中，将轴向限定为与风机的旋转轴平行的方向。此外，相对于气流穿过涡轮喷气发动机的正常方向限定部件的上游侧和下游侧。
本发明试图通过提供一种涡轮喷气发动机叶片的填隙片以避免上述问题，该填隙片具有适于环绕在叶根侧面的两个支片，并具有两个分别从一个支片的一端延伸的两个薄片，填隙片的特征在于两个薄片以不能展开的方式结合在一起。
在第一实施方式中，所述薄片足够长以便将一个薄片折叠在另一个上面直接连接起来。例如，可以焊接、铆接、螺栓连接或实际上相互接合的方式连接在一起。
在第二实施方式中，该填隙片包括使所述薄片互连以防止其展开的连接部件。此第二实施方式可以提供比第一实施方式更短且比其形状更简单的薄片。
所使用的连接部件可以是各种形状的。而且，可以将连接部件固定在薄片上，即以防止其自身与薄片相对运动的方式装配到薄片上，或者相反地其可以装配有具有一定相对运动自由度的薄片。
在产生本发明的工作过程中，可以发现为了减少叶盘和/或叶根的磨损，优选地使叶根能够在填隙片中沿与轴向不同的方向移动。
因而，在优选实施方式中，将连接部件装配到薄片上以允许填隙片的支片可以展开(这就意味着必须允许所述薄片展开)，因而使叶根可以在填隙片内横向移动。
因而，例如，连接部件可以是轨道，将所述薄片容纳在其两端内。
为了允许所述薄片展开，可以以两个薄片都保持沿填隙片的支片展开的方向自由直线移动的方式将两个薄片装配到轨道的端部，或者也可以例如通过焊接方式将一个薄片固定在轨道上，而另一个薄片保持直线移动的自由度。
附图说明
通过下面的描述，本发明及其优点会更加易于理解。该描述参考下列附图，其中：
图1是装配前部件的示意图，包括叶盘、隔叶块、根据本发明一个实施例的填隙片，和风机叶根；
图2是沿箭头II观察的平面图，表示与图1中的相同部件在装配后的情况；
图3是沿图2中组件III-III线的轴向剖面图；
图4是沿箭头V观察的立体图的详图，示出了图1至图3中填隙片的连接部件；
图5是平面V-V上的剖面图，示出了图4的连接部件；
图6是与图5类似的剖面图，示出了另一类型的连接部件；
图7是立体图的详图，示出了根据本发明装配有另一类型连接部件的填隙片的一个实施例；
图8是立体图的详图，示出了根据本发明没有装配连接部件的填隙片的一个实施例；和
图9是立体图的详图，示出了根据本发明没有连接部件的填隙片的另一实施例。
具体实施方式
图1至图3中示出下列部件：叶盘2，其外周上带有多个轴向槽4，与低压压缩机的转子6的上游面8共同限定适于容纳隔叶块、一片填隙片20和叶片14的叶根16的壳体10。应该注意到存在不包括隔叶块的类似组件。
填隙片20包括两个横向支片21A和21B，适于环绕在叶根16上。如图2所示，填隙片20靠在隔叶块12上。叶根16、隔叶块12、转子6和叶盘2例如由钛合金制成。填隙片20是易耗件，由例如已知的铬镍铁合金718商标等更硬的合金制成，其功能是用来减少对叶根16和叶盘2的磨损。由于填隙片20由比转子6材料更硬的材料制成，所以这两个部件之间的反复撞击会损坏压缩机转子。
为了避免上述撞击，填隙片20上设置两个薄片22，从叶根侧面的上游端伸出并可朝向彼此折叠。通过连接部件24将薄片22连接起来，防止其展开。对于填隙片和其它部件，术语“上游”和“下游”是相对于气流穿过涡轮喷气发动机的正常方向，如图3中箭头F所示。
在一个实施方式中，通过焊接、铆接、螺栓连接或其它适宜的紧固装置将薄片22固定在连接部件24的端部。在图4和图5的实施例中，在每个薄片22与部件24之间设有焊点26。此外，连接部件24适于沿将支片21A和21B展开的方向即沿与如图4所示的水平轴A平行的方向拉伸。
为了允许这样的拉伸，连接部件24可以是挠性片，具有至少一个弧形或可折叠部分。在图4和图5所示的实施例中，连接部件24为在中间部分具有多个折痕28的挠性片，以使连接部件24向下游侧即朝向叶根16凸出。当支片21A和21B以及它们各自的薄片22试图沿轴A展开时，连接部件24的凸出部分展开以使连接部件24拉伸，允许支片21A和21B展开。
由于凸出部分25与叶根16开始接触时会变形(变平)，所以部件24朝向容纳在填隙片20内叶根16的方向即下游侧凸出的事实，阻尼填隙片20与叶根16之间的撞击。此外，凸出部分使焊点26和薄片22远离叶根16，因而保护部件免受撞击。
在如图6所示的另一实施例中，连接部件124可以向上游侧凸出。在此情况下，凸出部分125不会与叶根16接触(其不执行阻尼功能)，但是其仍然允许部件124拉伸。
凸出部分25、125的剖面具有折痕和/或至少一个弧形区域。在图6中，凸出部分125由弧形区域构成，而图5中的凸出部分25由四个折痕形成五个相互连接的平侧面。应该观察到由凸出部分25所表示的折痕数量越多则越容易变形，因而易于拉伸部件24并阻尼薄片22撞击叶根16。
在另一个实施方式中，如图7所示，所述连接部件是轨道224，在其两端内容纳所述薄片22。例如，可以通过折叠叶盘得到轨道224。在图7所示的实施例中，将一个薄片22固定在连接部件224的一端，而将另一个薄片22以此方式即保持沿着允许支片展开方向，即平行于水平轴A’自由移动的方式，接合在连接部件224的另一端中。
为了易于插入在轨道224中自由直线移动的薄片22，将轨道的对应端做成倒角。
通过将至少一个薄片22固定到连接部件24上，可以确保填隙片能够作为单一部件进行处理。此外，可以避免在操作中连接部件脱离的危险。
下面参考图8和图9描述不包含连接部件的填隙片的实施例。
在图8所示的实施例中，填隙片20的两个薄片22互搭并彼此固定。例如，可以利用焊点26紧固在一起。为了使填隙片能够沿使支片21A和21B展开的A”方向拉伸，至少一个所述薄片是挠性片，其至少一部分为弧形或可折叠的。在此实施例中，为避免产生不平衡，两个薄片2具有各自的凸出部分325，向下游延伸并由各自的弧形区域构成。可选地，该凸出部分325可以呈现为折痕和/或向上游侧延伸。由于凸出部分325与叶根16在开始接触时会发生变形，所以凸出部分325朝向填隙片20内侧即朝向叶根16延伸的事实阻尼了填隙片20与叶根16之间的撞击。
在如图9所示的实施例中，填隙片20的两个薄片22互搭，并以保持沿支片展开方向直线移动自由移动的方式互相接合。在该实施例中，一个薄片22的上、下凸缘23折叠形成使另一薄片22可以在其中滑动的轨道形式。
在未示出的另一实施例中，一个薄片22呈现为长方形开口，双头螺栓在其中滑动。双头螺栓可以固定在另一个薄片22上，也可以在另一个薄片22所形成的长方形开口中滑动。
上述描述涉及涡轮喷气发动机风机叶片的填隙片的实施例，然而，这个填隙片也可以用于涡轮机的其它类型的叶片上，例如涡轮喷气发动机的低压压缩机的叶片上。
而且，在这些实施例中，涡轮喷气发动机被保护的部分，即低压压缩机的转子6，位于填隙片的下游。因此，薄片22从填隙片20的上游端延伸。然而，也可能发生涡轮喷气发动机需要保护的部分在填隙片的上游的情况。在此情况下，薄片22将从填隙片20的下游端延伸。

Claims (13)

1.一种用于涡轮机叶片(14)的填隙片(20)，所述填隙片具有两个适于环绕在叶根(16)侧面的支片(21A、21B)，并具有两个从每个支片一端延伸的薄片(22)，所述填隙片的特征在于两个薄片以不能展开的方式连接在一起。
2.如权利要求1所述的涡轮机叶片的填隙片，其特征在于所述填隙片包括连接部件(24、124、224)，与所述薄片以防止其展开的方式互相连接。
3.如权利要求2所述的填隙片，其特征在于所述连接部件(24、124、224)以允许所述填隙片的支片(21A、21B)展开的方式与所述薄片装配。
4.如权利要求3所述的填隙片，其特征在于所述连接部件(224)是轨道，在其两端内容纳所述薄片(22)。
5.如权利要求3所述的填隙片，其特征在于将一个所述薄片(22)固定在所述连接部件(224)的一端上，而将另一个薄片(22)以保持沿使支片(21A、21B)展开方向直线移动自由的方式装配到所述连接部件(224)的另一端上。
6.如权利要求2所述的填隙片，其特征在于两个薄片(22)都被固定在所述连接部件(24、124)的各端上，所述连接部件适于沿使支片(21A、21B)展开的方向拉伸。
7.如权利要求6所述的填隙片，其特征在于所述连接部件(24、124)是挠性片，包括至少一个弧形或可折叠部分(25、125)。
8.如权利要求1所述的填隙片，其特征在于所述薄片(22)互搭并彼此固定，至少一个所述薄片(22)是挠性片，包括至少一个弧形或可折叠部分(325)。
9.如权利要求1所述的填隙片，其特征在于所述薄片(22)以保持沿支片(21A、21B)展开方向直线移动自由的方式互相接合。
10.如权利要求7所述的填隙片，其特征在于所述连接部件(24、124)的所述弧形或可折叠部分(25、125)朝向所述填隙片(20)内部凸出。
11.如权利要求8所述的填隙片，其特征在于所述薄片(22)的所述弧形或可折叠部分(325)朝向所述填隙片(20)内部凸出。
12.一种风机叶片(14)，具有被环绕在如权利要求1至11中任一项所述的填隙片(20)中的叶根(16)。
13.一种涡轮喷气发动机，其特征在于包括风机叶片(14)，其具有环绕在如权利要求1至11中任一项所述的填隙片(20)中的叶根(16)。
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