CN207583438U - 一种扣接式汽轮机叶片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种扣接式汽轮机叶片，包括多个互相紧靠的动叶片，所述动叶片包括叶根、叶型和叶冠，所述叶根、叶型、叶冠依次连接，所述两个相邻的动叶片的叶冠连接端上分别设置有凹槽和凸块，所述凹槽和凸块相配合，所述两个相邻的动叶片通过叶冠上的凹槽和凸块可互相扣接，所述动叶片的叶冠的截面形状均为同一圆周上的圆弧，所述多个互相扣接的动叶片叶冠形成一段圆弧。本实用新型在叶冠上设置有凹槽和凸块，相邻的动叶片可以通过凹槽和凸块互相扣接，使动叶片的结构稳定，有效地避免了转动过程中动叶片的晃动，从而大大延长了汽轮机叶片的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及发电设备技术领域，特别是涉及一种扣接式汽轮机叶片。
背景技术
汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械，又称为蒸汽透平，主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等，还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。
汽轮机在工作时，动叶片高速旋转，而一般汽轮机的动叶片仅仅是叶根连接在叶轮上，因此动叶片很容易产生晃动，从而影响到动叶片的使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种扣接式汽轮机叶片，在叶冠上设置有凹槽和凸块，相邻的动叶片可以通过凹槽和凸块互相扣接，使动叶片的结构稳定，有效地避免了转动过程中动叶片的晃动，从而大大延长了汽轮机叶片的使用寿命。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：
一种扣接式汽轮机叶片，包括多个互相紧靠的动叶片，所述动叶片包括叶根、叶型和叶冠，所述叶根、叶型、叶冠依次连接，所述两个相邻的动叶片的叶冠连接端上分别设置有凹槽和凸块，所述凹槽和凸块相配合，所述两个相邻的动叶片通过叶冠上的凹槽和凸块可互相扣接，所述动叶片的叶冠的截面形状均为同一圆周上的圆弧，所述多个互相扣接的动叶片叶冠形成一段圆弧。
进一步的，所述凹槽为T型凹槽，所述凸块为T型凸块。
进一步的，所述叶根为纵树叶型，所述叶根的侧面上设置有限位装置，所述限位装置包括旋转电机和限位杆，所述旋转电机固定设置在叶根侧面的中部，所述旋转电机的旋转轴与限位杆的中部连接，所述限位杆的长度小于叶根的长度，所述限位杆的长度大于叶根的宽度。
进一步的，所述叶型的中部设置有拉筋孔。
本发明的有益效果是：
(1)本发明所述的扣接式汽轮机叶片，在叶冠上设置有相匹配的凹槽和凸块，安装时相邻的动叶片可以通过凹槽和凸块互相扣接，使动叶片的结构稳定，且动叶片的叶冠的截面形状均为同一圆周上的圆弧，多个互相扣接的动叶片叶冠形成一段圆弧，使相邻的动叶片之间连接更为稳定，有效地避免了转动过程中动叶片的晃动，从而大大延长了汽轮机叶片的使用寿命；将凹槽和凸块均设置成T型，使相邻的叶冠连接更为稳定；
(2)本发明所述的扣接式汽轮机叶片，采用纵树叶型叶根，安装时只需要将叶根插入到叶轮上的纵树叶型槽孔中，安装或拆卸都十分方便快捷；纵树叶型叶根与叶轮上的纵树叶型槽孔紧密配合，工作时，受热产生膨胀，叶片与叶轮连接更为稳定；在叶根的侧面上设置有限位装置，通过旋转电机带动限位杆转动，可以将叶片的位置限制在叶轮的表面，使各个叶片均位于统一平面上；
(3)本发明所述的扣接式汽轮机叶片，在叶型中部设置有拉筋孔，通过拉筋进一步提高了各个动叶片之间的连接稳定性，进一步减少了汽轮机工作过程中动叶片的晃动；
(4)本发明所述的扣接式汽轮机叶片，在原料中加入Mo、Ni等强化元素，使汽轮机叶片的抗振性能和抗腐蚀性能提高了18％，加入V元素，可以细化晶粒，使钢的强度和韧性提高了 15％，而Nb元素可以降低钢的过热敏感性，有效地延长了汽轮机叶片的使用寿命；
(5)本发明所述的扣接式汽轮机叶片，采用先淬火再两次回火的热处理方式，有效地去除了叶片内的残余应力，有效地提高汽轮机叶片的硬度、强度和耐磨性能；采用电解加工来加工叶冠上的凹槽，加工效率高，且加工后的叶片重量均一，为转子平衡提供了方便，另外，加工后的叶片光洁度高，减轻了对叶片修正的工作量；采用高频感应焊接的方式焊接凸块，焊接速度提高了45％，因此不仅热影响小，而且还不易发生氧化，所以焊缝的组织和性能十分优良。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为叶根处的结构示意图；
其中：1、叶根；2、叶型；3、叶冠；4、凹槽；5、凸块；6、旋转电机；7、限位杆。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种扣接式汽轮机叶片，结构如图1所示，包括多个互相紧靠的动叶片，所述动叶片包括叶根1、叶型2和叶冠3，所述叶根1、叶型2、叶冠3依次连接；
叶根1为纵树叶型，叶根1的侧面上设置有限位装置，限位装置包括旋转电机6和限位杆7，旋转电机6固定设置在叶根1侧面的中部，旋转电机6的旋转轴与限位杆7的中部连接，限位杆7的长度小于叶根1的长度，限位杆7的长度大于叶根1的宽度；
叶型2的中部设置有拉筋孔；
两个相邻的动叶片的叶冠3连接端上分别设置有T型凹槽4和T型凸块5，T型凹槽4和T 型凸块5相配合，两个相邻的动叶片通过叶冠3上的T型凹槽4和T型凸块5可互相扣接，动叶片的叶冠3的截面形状均为同一圆周上的圆弧，多个互相扣接的动叶片叶冠3形成一段圆弧。
本实施例提供的扣接式汽轮机叶片的化学成分的质量百分比为：C：0.24％、Si：0.57％、 Mn：0.34％、S：0.12％、Ni：0.63％、Cr：3.6％、Al：0.24％、Mo：0.25％、W：0.08％、Ni： 0.15％、V：0.36％、Fe：93.42％。
扣接式汽轮机叶片的制备方法，包括以下步骤：
S1：将原料加入熔炼炉中，将熔炼炉炉温升至920℃，原料全部融化后进行充分搅拌，形成合金溶液，然后保温1小时；
S2：将保温后的合金溶液通过水冷的方式降温至820℃，水冷的冷却速率为17℃/s，然后加入精炼剂进行精炼除渣，精炼时间10分钟，然后将合金溶液加热至910℃，进行浇注，得到叶片胚料；
S3：用丙酮对叶片胚料的表面进行清洗，干燥之后将叶片胚料放入加热炉中，进行淬火处理：将叶片胚料迅速加热至1050℃，保温10分钟，然后通过水冷的方式将叶片胚料冷却至室温；然后再将叶片胚料放入加热炉中，进行回火处理：将叶片胚料加热至880℃，叶片胚料到达预定温度后保温10分钟，然后空冷至室温；进行二次回火处理：将叶片胚料加热至740℃，到达预定温度后保温10分钟，然后空冷至室温；
S4：将热处理后的叶片胚料进行电解加工，将叶片胚料放入电解液中并接直流电源正极，将凹槽4形状的工具电极接电源负极，将叶冠3上的凹槽4加工出来，然后将加工好的凸块5 通过高频感应焊接的方式焊接在叶冠3上，得到成型叶片，其中高频电流的交流电流频率为 100KHz；
S5:对加工好的叶片进行超声波探伤处理；
S6：在叶片外表面电镀上一层锌镍合金镀层，然后进行清洗、退磁和防锈处理，得到叶片成品。
实施例2
本实施例提供的一种扣接式汽轮机叶片，结构如图1所示，包括多个互相紧靠的动叶片，所述动叶片包括叶根1、叶型2和叶冠3，所述叶根1、叶型2、叶冠3依次连接；
叶根1为纵树叶型，叶根1的侧面上设置有限位装置，限位装置包括旋转电机6和限位杆7，旋转电机6固定设置在叶根1侧面的中部，旋转电机6的旋转轴与限位杆7的中部连接，限位杆7的长度小于叶根1的长度，限位杆7的长度大于叶根1的宽度；
叶型2的中部设置有拉筋孔；
两个相邻的动叶片的叶冠3连接端上分别设置有T型凹槽4和T型凸块5，T型凹槽4和T 型凸块5相配合，两个相邻的动叶片通过叶冠3上的T型凹槽4和T型凸块5可互相扣接，动叶片的叶冠3的截面形状均为同一圆周上的圆弧，多个互相扣接的动叶片叶冠3形成一段圆弧。
本实施例提供的扣接式汽轮机叶片的化学成分的质量百分比为：C：0.29％、Si：0.76％、 Mn：0.42％、S：0.18％、Ni：0.68％、Cr：4.3％、Al：0.27％、Mo：0.34％、W：0.15％、Ni：0.17％、V：0.39％、Fe：92.46％。
扣接式汽轮机叶片的制备方法，包括以下步骤：
S1：将原料加入熔炼炉中，将熔炼炉炉温升至935℃，原料全部融化后进行充分搅拌，形成合金溶液，然后保温2小时；
S2：将保温后的合金溶液通过水冷的方式降温至850℃，水冷的冷却速率为17℃/s，然后加入精炼剂进行精炼除渣，精炼时间15分钟，然后将合金溶液加热至915℃，进行浇注，得到叶片胚料；
S3：用丙酮对叶片胚料的表面进行清洗，干燥之后将叶片胚料放入加热炉中，进行淬火处理：将叶片胚料迅速加热至1100℃，保温15分钟，然后通过水冷的方式将叶片胚料冷却至室温；然后再将叶片胚料放入加热炉中，进行回火处理：将叶片胚料加热至890℃，叶片胚料到达预定温度后保温15分钟，然后空冷至室温；进行二次回火处理：将叶片胚料加热至755℃，到达预定温度后保温15分钟，然后空冷至室温；
S4：将热处理后的叶片胚料进行电解加工，将叶片胚料放入电解液中并接直流电源正极，将凹槽4形状的工具电极接电源负极，将叶冠3上的凹槽4加工出来，然后将加工好的凸块5 通过高频感应焊接的方式焊接在叶冠3上，得到成型叶片，其中高频电流的交流电流频率为 350KHz；
S5:对加工好的叶片进行超声波探伤处理；
S6：在叶片外表面电镀上一层锌镍合金镀层，然后进行清洗、退磁和防锈处理，得到叶片成品。
实施例3
本实施例提供的一种扣接式汽轮机叶片，结构如图1所示，包括多个互相紧靠的动叶片，所述动叶片包括叶根1、叶型2和叶冠3，所述叶根1、叶型2、叶冠3依次连接；
叶根1为纵树叶型，叶根1的侧面上设置有限位装置，限位装置包括旋转电机6和限位杆7，旋转电机6固定设置在叶根1侧面的中部，旋转电机6的旋转轴与限位杆7的中部连接，限位杆7的长度小于叶根1的长度，限位杆7的长度大于叶根1的宽度；
叶型2的中部设置有拉筋孔；
两个相邻的动叶片的叶冠3连接端上分别设置有T型凹槽4和T型凸块5，T型凹槽4和T 型凸块5相配合，两个相邻的动叶片通过叶冠3上的T型凹槽4和T型凸块5可互相扣接，动叶片的叶冠3的截面形状均为同一圆周上的圆弧，多个互相扣接的动叶片叶冠3形成一段圆弧。
本实施例提供的扣接式汽轮机叶片的化学成分的质量百分比为：C：0.27％、Si：0.65％、 Mn：0.38％、S：0.15％、Ni：0.65％、Cr：3.9％、Al：0.25％、Mo：0.29％、W：0.12％、Ni： 0.16％、V：0.37％、Fe：92.81％。
扣接式汽轮机叶片的制备方法，包括以下步骤：
S1：将原料加入熔炼炉中，将熔炼炉炉温升至930℃，原料全部融化后进行充分搅拌，形成合金溶液，然后保温1.5小时；
S2：将保温后的合金溶液通过水冷的方式降温至835℃，水冷的冷却速率为17℃/s，然后加入精炼剂进行精炼除渣，精炼时间13分钟，然后将合金溶液加热至913℃，进行浇注，得到叶片胚料；
S3：用丙酮对叶片胚料的表面进行清洗，干燥之后将叶片胚料放入加热炉中，进行淬火处理：将叶片胚料迅速加热至1075℃，保温13分钟，然后通过水冷的方式将叶片胚料冷却至室温；然后再将叶片胚料放入加热炉中，进行回火处理：将叶片胚料加热至885℃，叶片胚料到达预定温度后保温13分钟，然后空冷至室温；进行二次回火处理：将叶片胚料加热至750℃，到达预定温度后保温13分钟，然后空冷至室温；
S4：将热处理后的叶片胚料进行电解加工，将叶片胚料放入电解液中并接直流电源正极，将凹槽4形状的工具电极接电源负极，将叶冠3上的凹槽4加工出来，然后将加工好的凸块5 通过高频感应焊接的方式焊接在叶冠3上，得到成型叶片，其中高频电流的交流电流频率为 250KHz；
S5:对加工好的叶片进行超声波探伤处理；
S6：在叶片外表面电镀上一层锌镍合金镀层，然后进行清洗、退磁和防锈处理，得到叶片成品。
实验过程如下：
对比例：市售杭州飞驰汽轮机叶片有限公司生产的工业汽轮机叶片。
将实施例1-实施例3制备的汽轮机叶片与对比例进行对比应用试验，各项性能按国标进行测定，试验条件及其他实验材料均相同，测试结果如表1所示：
表1
从表1的试验结果来看，在本发明制备的汽轮机叶片与市售同类产品相比，可显著提高产品的布氏硬度，提高产品的强度；有利于增强产品的延伸率和断面收缩率，从而提高了产品的韧性和塑性；此外，还可改善产品的抗拉强度，大大提高了叶片的机械性能，延长了叶片的使用寿命。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种扣接式汽轮机叶片，包括多个互相紧靠的动叶片，所述动叶片包括叶根(1)、叶型(2)和叶冠(3)，所述叶根(1)、叶型(2)、叶冠(3)依次连接，其特征在于：两个相邻的所述动叶片的叶冠(3)连接端上分别设置有凹槽(4)和凸块(5)，所述凹槽(4)和凸块(5)相配合，所述两个相邻的动叶片通过叶冠(3)上的凹槽(4)和凸块(5)可互相扣接，所述动叶片的叶冠(3)的截面形状均为同一圆周上的圆弧，所述多个互相扣接的动叶片叶冠(3)形成一段圆弧。
2.根据权利要求1所述的一种扣接式汽轮机叶片，其特征在于：所述凹槽(4)为T型凹槽，所述凸块(5)为T型凸块。
3.根据权利要求1所述的一种扣接式汽轮机叶片，其特征在于：所述叶根(1)为纵树叶型，所述叶根(1)的侧面上设置有限位装置，所述限位装置包括旋转电机(6)和限位杆(7)，所述旋转电机(6)固定设置在叶根(1)侧面的中部，所述旋转电机(6)的旋转轴与限位杆(7)的中部连接，所述限位杆(7)的长度小于叶根(1)的长度，所述限位杆(7)的长度大于叶根(1)的宽度。
4.根据权利要求1所述的一种扣接式汽轮机叶片，其特征在于：所述叶型(2)的中部设置有拉筋孔。
Priority Applications (1)
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| CN201721279551.1U CN207583438U (zh) | 2017-09-30 | 2017-09-30 | 一种扣接式汽轮机叶片 |
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| CN201721279551.1U CN207583438U (zh) | 2017-09-30 | 2017-09-30 | 一种扣接式汽轮机叶片 |
Publications (1)
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN207583438U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107630720A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-01-26 | 南京赛达机械制造有限公司 | 一种扣接式汽轮机叶片及其制备方法 |
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2017
- 2017-09-30 CN CN201721279551.1U patent/CN207583438U/zh active Active
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| CN107630720A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-01-26 | 南京赛达机械制造有限公司 | 一种扣接式汽轮机叶片及其制备方法 |
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