CN204212817U - 包括用于连接部件的非破坏性紧固件元件的涡轮机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种涡轮机，该涡轮机包括第一部件，该第一部件包括第一表面和与第一表面间隔开一定间隙的第二表面。第一表面和第二表面中的一个包括非破坏性紧固件元件接收开口和线材保持特征。第二部件延伸至第一表面和第二表面之间的间隙中。非破坏性紧固件元件可拆卸地安装于第一部件。该非破坏性紧固件元件包括柱构件和操作性地连接至柱构件的线材构件。柱构件延伸至非破坏性紧固件元件接收开口中防止移除第二部件，并且线材构件与线材保持特征相接合以将非破坏性紧固件元件固定至第一部件。
Description
技术领域
本文中所公开的主题涉及涡轮机领域，并且更具体地，涉及包括用于连接部件的非破坏性紧固件元件的涡轮机。
背景技术
燃气涡轮机包括通过公共的压缩机/涡轮轴联结到涡轮部分的压缩机部分以及燃烧器组件。进口气流朝向压缩机部分通过进气部。在压缩机部分中，进口气流朝向燃烧器组件通过多个顺序级被压缩。在燃烧器组件中，压缩气流与燃料混合以形成可燃混合物。可燃混合物在燃烧器组件中燃烧以形成热气体。热气体通过过渡件被引导至涡轮部分。热气体通过多个涡轮级膨胀，作用在安装于轮上的涡轮斗叶以产生功，输出所产生的功例如以为发电机、泵提供电力，或者为车辆提供动力。
每一个涡轮级都可以包括盖板，该盖板围绕支承斗叶的中心转子布置。盖板可以降低热气体对中心转子和斗叶的影响。一些盖板可能被硬塞进围绕中心转子的位置。其它盖板依赖安装于中心转子之前的现场定制。一旦安装，紧固件元件(典型地呈销的形式)通过每一个斗叶的基底部分，以将盖板固定至转子。销通常被锤击或者打桩就位至斗叶的基底。移除销可能是时间和人工密集的，导致不期望的涡轮级的停机时间。
发明内容
根据示例性实施例的一个方面，一种涡轮机包括第一部件，该第一部件包括第一表面和与第一表面间隔开一定间隙的第二表面。第一表面和第二表面中的一个包括非破坏性紧固件元件接收开口和线材保持特征。第二部件延伸至第一表面和第二表面之间的间隙中。非破坏性紧固件元件可拆卸地安装于第一部件。非破坏性紧固件元件包括柱构件和操作性地连接至柱构件的线材构件。柱构件延伸至非破坏性紧固件元件接收开口中防止移除第二部件并且线材构件与线材保持特征相接合以将非破坏性紧固件元件固定至第一部件。
其中，所述线材构件(110)延伸穿过所述柱构件(107)。
其中，所述柱构件(107)包括基底部分(156)和从所述基底部分(156)基本垂直地突出的柱部分(158)，所述柱构件(107)包括至少一个线材接收通道(160)，所述至少一个线材接收通道(160)相对于所述柱部分(158)基本垂直地延伸穿过所述基底部分(156)。
其中，所述基底部分(156)包括进入端口(166)，所述进入端口(166)延伸穿过所述基底部分(156)并且平分所述至少一个线材接收通道(160)，所述进入端口(166)被构造和布置成接收线材构件(174)切割工具。
其中，所述线材构件(174)通过中间部分(178)从第一端(176)延伸至第二端(177)，所述线材构件(174)延伸穿过所述至少一个线材接收通道(160)。
其中，所述第一部件包括被布置成邻近所述非破坏性紧固件元件接收开口(96)的另一个线材保持特征(140)，所述线材保持特征(74)卡扣配合地接收所述线材构件(110)的第一端(116)并且另一个线材保持特征(142)卡扣配合地接收所述线材构件(110)的第二端(117)。
其中，所述至少一个线材接收通道(160)包括第一线材接收通道(221)和与所述第一线材接收通道(221)间隔开的第二线材接收通道(223)。
其中，线材构件(230)的第一端(233)延伸穿过所述第一线材接收通道(221)并且所述线材构件(230)的第二端(234)延伸穿过所述第二线材接收通道(223)，中间部分(235)形成环(239)。
其中，所述线材保持特征(97)包括突出部(198)，所述突出部(198)从第一表面(195)邻近所述非破坏性紧固件元件接收开口(96)延伸，所述环(239)围绕所述突出部(198)延伸，以将所述非破坏性紧固件元件(190)保持于所述第一部件。
根据示例性实施例的另一个方面，一种涡轮机包括转子，该转子包括：径向外部边缘，该径向外部边缘具有叶片安装区域，该叶片安装区域设置有围绕径向外部边缘周向地布置的多个叶片安装件；围绕径向外部边缘延伸的第一凹槽限定构件；以及相对于多个叶片安装件径向向内地围绕转子周向地延伸的第二凹槽限定构件。多个叶片安装于转子。所述多个叶片中的每一个都包括保持部件和叶片安装部分。保持部件包括第一表面并且叶片安装部分包括与第一表面间隔开一定间隙的第二表面。第一表面和第二表面中的一个包括非破坏性紧固件元件接收开口和线材保持特征。叶片保持元件由第一凹槽限定构件和第二凹槽限定构件接收并且延伸至第一表面与第二表面之间的间隙中。非破坏性紧固件元件可拆卸地安装于保持部件。非破坏性紧固件元件包括柱构件和操作性地连接至柱构件的线材构件。柱构件延伸至非破坏性紧固件元件接收开口中防止移除叶片保持部件并且线材构件与线材保持特征相接合以将非破坏性紧固件元件固定至保持部件。
其中，所述线材构件(110)延伸穿过所述柱构件(107)。
其中，柱构件(154)包括基底部分(156)和从所述基底部分(156)基本垂直地突出的柱部分(158)，所述柱构件(154)包括相对于所述柱部分(158)基本垂直地延伸穿过所述基底部分(156)的至少一个线材接收通道(160)。
其中，所述基底部分(156)包括进入端口(166)，所述进入端口(166)延伸穿过所述基底部分(156)并且平分所述至少一个线材接收通道(160)，所述进入端口(166)被构造和布置成接收线材构件(174)切割工具。
其中，线材构件(174)通过中间部分(178)从第一端(176)延伸至第二端(177)，所述线材构件(174)延伸穿过所述至少一个线材接收通道(160)。
其中，保持部件(193)包括被布置成邻近所述非破坏性紧固件元件接收开口(96)的另一个线材保持特征(140)，所述线材保持特征(140)卡扣配合地接收线材构件(230)的第一端(233)并且所述另一个线材保持特征(172)卡扣配合地接收所述线材构件(230)的第二端(234)。
其中，所述至少一个线材接收通道(160)包括第一线材接收通道(221)和与所述第一线材接收通道(221)间隔开的第二线材接收通道(223)。
其中，所述线材构件(230)的第一端(233)延伸穿过所述第一线材接收通道(221)并且所述线材构件(230)的第二端(234)延伸穿过所述第二线材接收通道(223)，中间部分(235)形成环(239)。
其中，所述线材保持特征(97)包括突出部(198)，所述突出部(198)从第一表面(195)邻近所述非破坏性紧固件元件接收开口(96)延伸，所述环(239)围绕所述突出部(198)延伸，以将所述非破坏性紧固件元件(190)保持于所述第一部件。
其中，所述叶片保持保持元件包括分段盖部件(81)，所述分段盖部件延伸跨过所述叶片安装区域(41)，所述分段盖部件被配置和设置成用于降低对应的多个叶片和转子之间的泄露。
其中，所述转子界定了排列在所述涡轮机的涡轮部分中的涡轮转子。
通过下文结合附图的描述，这些和其它的优点以及特征将变得更加显而易见。
附图说明
被认为是本发明的主题在权利要求书中特别指出并且明确要求保护。通过下文结合附图的详细描述，本发明的上述和其它的特征以及优点是显而易见的，在附图中：
图1是方框图，其中示出根据示例性实施例的涡轮机系统，该涡轮机系统包括设置有非破坏性紧固件元件的涡轮机；
图2是涡轮部分的局部横截面图，该涡轮部分具有涡轮转子，该涡轮转子具有通过图1的非破坏性紧固件元件连接至叶片的分段盖部件；
图3是图2的涡轮转子的局部透视图；
图4是根据示例性实施例的方面的分段盖部件的局部透视图，该分段盖部件通过非破坏性紧固件元件连接至叶片的保持部件；
图5是图4的分段盖部件和保持部件的局部横截面侧视图；
图6是根据示例性实施例的另一个方面的非破坏性紧固件元件的局部透视图，该非破坏性紧固件元件将分段盖部件连接至保持部件；
图7是定位于图6的保持部件的分段盖部件的透视图；
图8是根据示例性实施例的另一个方面的非破坏性紧固件元件的透视图；
图9是图7的非破坏性紧固件元件的局部透视图，该非破坏性紧固件元件将分段盖部件连接至图6的保持部件；
图10是根据示例性实施例的又一个方面的非破坏性紧固件元件的局部透视图，该非破坏性紧固件元件将分段盖部件连接至保持部件；
图11是定位于图10的保持部件的分段盖部件的透视图；
图12是根据示例性实施例的再一个方面的非破坏性紧固件元件的透视图；
图13是图12的分段盖部件和保持部件的局部横截面侧视图；
图14是根据示例性实施例的再一个方面的非破坏性紧固件元件的透视图；
图15是固定分段盖部件的图14的非破坏性紧固件元件的局部横截面图；
图16是根据示例性实施例的再一个方面的非破坏性紧固件元件的透视图；
图17是固定分段盖部件的图16的非破坏性紧固件元件的局部横截面图；
图18是根据示例性实施例的再一个方面的非破坏性紧固件元件的透视图；以及
图19是固定分段盖部件的图18的非破坏性紧固件元件的局部横截面图。
参照附图通过例子的详细描述解释了本发明的实施例以及优点和特征。
具体实施方式
根据示例性实施例的涡轮机在图1中大体示为2。涡轮机2包括压缩机部分4，该压缩机部分4通过燃烧器组件8操作性地连接至涡轮部分6。燃烧器组件8包括一个或多个燃烧器10，该一个或多个燃烧器10可以以筒环形阵列布置。压缩部分4还通过公共的压缩机/涡轮轴12机械联结至涡轮部分6。压缩机部分4包括进口14，该进口14接收环境气流。气流通过压缩机4并且被压缩机4压缩。一部分气流穿行到燃烧器组件8以与燃料混合，从而形成可燃混合物。另一部分从压缩机部分4通过的气流通入涡轮部分中以用于冷却。可燃混合物在燃烧器组件8中燃烧并且作为热气体通入涡轮部分6中。热气体膨胀通过涡轮部分6并且通过排气部分16离开。涡轮部分6将来自热气体的热能转化成用于为负载18提供动力的机械能。负载18可以是发电机、泵或者连接至轴12的其它从动装置。
涡轮部分6包括涡轮转子30，该涡轮转子30支承多个斗叶或叶片部件33。当暴露于流过涡轮部分6的热气体时，叶片部件33使涡轮转子30旋转。就这一点而言，应当理解，涡轮转子的数量可以发生变化。如图2和3中所示，涡轮转子30从中心毂37延伸至径向外部边缘39。径向外部边缘39包括叶片安装区域41，该叶片安装区域41具有以燕尾槽45的形式示出的多个叶片安装件43。涡轮转子30包括多个第一凹槽限定构件(其中的一个在48处示为形成围绕径向外部边缘39布置的第一凹槽50)以及限定相对于叶片安装区域41径向向内地布置的第二凹槽56的第二凹槽限定构件54。
多个叶片部件33中的每一个都在多个叶片安装件43中相应的叶片安装件43处联接到涡轮转子30。每一个叶片部件33都包括翼型部分59，该翼型部分59从叶片安装部分61延伸。叶片安装部分61以燕尾榫构件63的形式示出，该燕尾榫构件63由燕尾槽45接收。每一个叶片部件33还包括至少一个保持部件66，该至少一个保持部件66具有与叶片安装部分61的外表面72大体平行并且与该外表面72间隔开的外表面69。还可以提供第二保持部件(未单独标出)。间隙74形成在叶片安装部分61的保持部件66与第一外表面72之间。
一个或多个叶片保持元件80安装于径向外部边缘39并且至少部分地通过保持部件66保持就位。根据示例性实施例的方面，叶片保持元件80呈多个分段盖部件的形式，其中的一个在81处表示。当然应当理解，叶片保持元件80还可以呈锁定线材的形式。每一个分段盖部件81都包括与第二凹槽限定构件54相接合的钩元件83以及延伸至间隙74中并且由第一凹槽50接收的径向外部唇缘85。分段盖部件80可以保护涡轮转子30不受热气体的影响、可以密封冷却剂流动路径、并且可以减少振动、可以轴向地保持叶片部件33等。分段盖部件81通过延伸穿过每一个叶片部件33的保持部件66中相应的保持部件66的多个非破坏性紧固件元件(其中的一个在94处表示)固定至涡轮转子30。
根据图4-5中所示的示例性实施例的一个方面，保持部件66包括非破坏性紧固件元件接收开口96以及相邻的线材保持特征97。非破坏性紧固件元件94包括柱构件107和线材构件110。就这一点而言，应当理解，术语“非破坏性”描述了可以在不永久变形的情况下安装并且在不遭受不能修复的损坏的情况下移除使得后续能够重复使用的紧固件元件。柱构件107包括中心开口或者线材接收通道113。线材构件110通过中间部分118从第一端116延伸至第二端117。第一端116被接收在线材接收通道113内并且由柱构件107保持。第二端117由线材保持特征97接收在保持部件66上。第二端117包括钩部段120，该钩部段120卡扣配合地抓握盖保持部件66。一旦安装，柱构件107朝向分段盖部件81延伸。径向外部唇缘85防止分段盖部件81在安装非破坏性紧固件元件94时被抽出，如图5中所示。可以通过简单地使线材构件110变形并且从线材保持特征97释放第二端117来移除非破坏性紧固件元件94。
现在将参照图6-9来描述根据示例性实施例的另一个方面的非破坏性紧固件元件130。在图示的示例性实施例中，每一个叶片部件33都包括具有外表面135的保持部件133。保持部件133包括非破坏性紧固件元件接收开口138，该非破坏性紧固件元件接收开口138具有有利于非破坏性紧固件元件130插入的引入特征139。保持部件133还包括布置于非破坏性紧固件元件接收开口138的一侧上的第一线材保持特征140和布置于非破坏性紧固件元件接收开口138的相对侧上的第二线材保持特征142。第一线材保持特征140和第二线材保持特征142中的每一个都包括相应的引入部段144和145。
非破坏性紧固件元件130包括柱构件154，该柱构件154具有基底部分156和柱部分158。基底部分156包括线材接收通道160，该线材接收通道160与柱部分158的纵向轴线大体垂直地延伸。基底部分156还包括进入端口166，该进入端口166平分线材接收通道160。线材构件174延伸穿过线材接收通道160。进入端口166提供工具(例如钻头)的接近，以在不易于/方便完成移除的情况下切断线材构件174，如下文详细描述的。线材构件174通过中间部分178从第一端176延伸至第二端177。第一端176包括第一钩部段180并且第二端177包括第二钩部段181。第一端176和第二端177被构造成由第一线材保持特征140和第二线材保持特征142卡扣配合地接收。第一引入部段144和第二引入部段145有利于第一端176和第二端177的插入。一旦安装，柱部分158朝向分段盖部件81延伸。径向外部唇缘85防止分段盖部件81在安装非破坏性紧固件元件130时被抽出，如图5中所示。可以通过简单地使线材构件174变形并且从保持部件133释放第一端176和第二端177来移除非破坏性紧固件元件130。
现在将参照图10-13来描述根据示例性实施例的又一个方面的非破坏性紧固件元件190。在图示的示例性实施例中，叶片部件33包括保持部件193，该保持部件193具有第一表面195和突出部198。突出部198朝向轴12突出或者朝向轴12径向向内地延伸。当然应当理解，突出部198可以由一个或多个凹入部代替。保持部件193还包括非破坏性紧固件元件接收开口204，该非破坏性紧固件元件接收开口204具有引入特征205。非破坏性紧固件元件190包括基底部分216和柱部分218。基底部分216包括第一线材接收通道221和第二线材接收通道223。第一线材接收通道221沿基底部分216的第一侧延伸并且第二线材接收通道223沿基底部分216的第二相对侧延伸且与第一线材接收通道221大体平行。
非破坏性紧固件元件190还包括联接到基底部分216的线材构件230。线材构件230通过中间部分235从第一端233延伸至第二端234。第一端233延伸穿过第一线材接收通道221并且第二端234延伸穿过第二线材接收通道223，使得中间部段235中形成环239。通过该布置，柱部分218通过非破坏性紧固件元件接收开口204并且线材构件230弯曲，允许环239通过突出部198之上并且与突出部198相接合。柱部分218朝向分段盖部件81延伸以防止移除。
就这一点而言应当理解，示例性实施例描述用于连接涡轮机部件的非破坏性紧固件元件。尽管被描述成保持分段盖部件，但是应当理解，非破坏性紧固件元件可以用于连接静止和旋转的其它结构。此外，应当理解，除了用于涡轮部分，非破坏性紧固件元件还可以用于燃烧器组件和/或压缩机部分或者涡轮机的其它区域。此外，应当理解，非破坏性紧固件元件的形状可以发生变化。图14和15示出了示例性实施例的另一个方面的非破坏性紧固件元件300。图16和17示出了根据示例性实施例的再一个方面的非破坏性紧固件元件304。图18和19示出了根据示例性实施例的又再一个方面的非破坏性紧固件元件308。
尽管已经仅结合数量有限的实施例对本发明进行了详细描述，但是应当易于理解，本发明并不限于这种所公开的实施例。相反，能够将本发明修改成结合到目前为止并未进行描述但是与本发明的精神和范围相当的任何数量的改型、变型、替代或等同布置。此外，尽管已经对本发明的各个实施例进行了描述，但是应当理解，本发明的各个方面可以仅包括所描述的实施例中的一些。因此，本发明并不被视为受到以上描述的限制，而是通过所附权利要求的范围进行限定。
Claims (15)
1.一种涡轮机(2)，包括：
第一部件，所述第一部件包括第一表面(195)和与所述第一表面(195)间隔开间隙(74)的第二表面，所述第一表面(195)和所述第二表面中的一个包括非破坏性紧固件元件接收开口(96)和线材保持特征(97)；
第二部件，所述第二部件延伸至所述第一表面(195)和所述第二表面之间的间隙(74)中；以及
非破坏性紧固件元件(130)，所述非破坏性紧固件元件(130)可拆卸地安装于所述第一部件，所述非破坏性紧固件元件(130)包括柱构件(107)和操作性地连接至所述柱构件(107)的线材构件(110)，所述柱构件(107)延伸至所述非破坏性紧固件元件接收开口(96)中防止移除所述第二部件，并且所述线材构件(110)与所述线材保持特征(97)相接合以将所述非破坏性紧固件元件(96)固定至所述第一部件。
2.根据权利要求1所述的涡轮机(2)，其特征在于，所述线材构件(110)延伸穿过所述柱构件(107)。
3.根据权利要求1所述的涡轮机(2)，其特征在于，所述柱构件(107)包括基底部分(156)和从所述基底部分(156)基本垂直地突出的柱部分(158)，所述柱构件(107)包括至少一个线材接收通道(160)，所述至少一个线材接收通道(160)相对于所述柱部分(158)基本垂直地延伸穿过所述基底部分(156)。
4.根据权利要求3所述的涡轮机(2)，其特征在于，所述基底部分(156)包括进入端口(166)，所述进入端口(166)延伸穿过所述基底部分(156)并且平分所述至少一个线材接收通道(160)，所述进入端口(166)被构造和布置成接收线材构件(174)切割工具。
5.根据权利要求3所述的涡轮机(2)，其特征在于，线材构件(174)通过中间部分(178)从第一端(176)延伸至第二端(177)，所述线材构件(174)延伸穿过所述至少一个线材接收通道(160)。
6.根据权利要求5所述的涡轮机(2)，其特征在于，所述第一部件包括被布置成邻近所述非破坏性紧固件元件接收开口(96)的另一个线材保持特征(140)，所述线材保持特征(74)卡扣配合地接收所述线材构件(110)的第一端(116)并且另一个线材保持特征(142)卡扣配合地接收所述线材构件(110)的第二端(117)。
7.根据权利要求5所述的涡轮机(2)，其特征在于，所述至少一个线材接收通道(160)包括第一线材接收通道(221)和与所述第一线材接收通道(221)间隔开的第二线材接收通道(223)。
8.根据权利要求7所述的涡轮机(2)，其特征在于，线材构件(230)的第一端(233)延伸穿过所述第一线材接收通道(221)并且所述线材构件(230)的第二端(234)延伸穿过所述第二线材接收通道(223)，中间部分(235)形成环(239)。
9.根据权利要求8所述的涡轮机(2)，其特征在于，所述线材保持特征(97)包括突出部(198)，所述突出部(198)从第一表面(195)邻近所述非破坏性紧固件元件接收开口(96)延伸，所述环(239)围绕所述突出部(198)延伸，以将所述非破坏性紧固件元件(190)保持于所述第一部件。
10.一种涡轮机(2)，包括：
转子，所述转子包括：径向外部边缘(39)，所述径向外部边缘(39)具有叶片安装区域(41)，所述叶片安装区域(41)设置有围绕所述径向外部边缘(39)周向地布置的多个叶片安装件(43)；围绕所述径向外部边缘(39)延伸的第一凹槽限定构件(48)；以及相对于所述多个叶片安装件(43)径向向内地围绕所述转子周向地延伸的第二凹槽限定构件(54)；
安装于所述转子的多个叶片，所述多个叶片中的每一个都包括保持部件(66)和叶片安装部分(61)，所述保持部件(66)包括第一表面(195)并且所述叶片安装部分(61)包括与所述第一表面(195)间隔开间隙(74)的第二表面，所述第一表面(195)和所述第二表面中的一个包括非破坏性紧固件元件接收开口(96)和线材保持特征(97)；
叶片保持元件(80)，所述叶片保持元件(80)由所述第一凹槽限定构件(48)和所述第二凹槽限定构件(54)接收并且延伸至所述第一表面(195)与所述第二表面之间的间隙(74)中；以及
非破坏性紧固件元件(130)，所述非破坏性紧固件元件(130)可拆卸地安装于分段盖部件(81)，所述非破坏性紧固件元件(130)包括柱构件(107)和操作性地连接至所述柱构件(107)的线材构件(110)，所述柱构件(107)延伸至所述非破坏性紧固件元件接收开口(96)中防止移除所述分段盖部件(81)，并且所述线材构件(110)与所述线材保持特征(97)相接合以将所述非破坏性紧固件元件(130)固定至所述叶片保持元件(80)。
11.根据权利要求10所述的涡轮机(2)，其特征在于，所述线材构件(110)延伸穿过所述柱构件(107)。
12.根据权利要求10所述的涡轮机(2)，其特征在于，柱构件(154)包括基底部分(156)和从所述基底部分(156)基本垂直地突出的柱部分(158)，所述柱构件(154)包括相对于所述柱部分(158)基本垂直地延伸穿过所述基底部分(156)的至少一个线材接收通道(160)。
13.根据权利要求12所述的涡轮机(2)，其特征在于，所述基底部分(156)包括进入端口(166)，所述进入端口(166)延伸穿过所述基底部分(156)并且平分所述至少一个线材接收通道(160)，所述进入端口(166)被构造和布置成接收线材构件(174)切割工具。
14.根据权利要求12所述的涡轮机(2)，其特征在于，线材构件(174)通过中间部分(178)从第一端(176)延伸至第二端(177)，所述线材构件(174)延伸穿过所述至少一个线材接收通道(160)。
15.根据权利要求14所述的涡轮机(2)，其特征在于，保持部件(193)包括被布置成邻近所述非破坏性紧固件元件接收开口(96)的另一个线材保持特征(140)，所述线材保持特征(140)卡扣配合地接收线材构件(230)的第一端(233)并且所述另一个线材保持特征(172)卡扣配合地接收所述线材构件(230)的第二端(234)。
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