具有徑向帶密封件的旋流機(jī)械的葉片的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及具有徑向帶密封件的旋流機(jī)械的葉片。本發(fā)明涉及旋流機(jī)械的葉片，該葉片包括：翼型件，其具有沿著后緣和前緣彼此連結(jié)的吸力表面和壓力表面、徑向向外指向的翼型件末梢和徑向向內(nèi)指向的端部，該端部連結(jié)內(nèi)部平臺(tái)，該內(nèi)部平臺(tái)將翼型件連接至翼型件的徑向端部處的柄；并且提供至少一個(gè)柄窩，其由平臺(tái)的軸向地延伸的部分和至少一個(gè)徑向地延伸的邊緣徑向地包圍，該邊緣從柄的后緣側(cè)延伸且具有用于接納密封件的基本徑向地定向的第一槽道；和從所述柄窩徑向向內(nèi)延伸的安裝件。其特征在于，所述第一槽道在沿軸向方向定向的柄表面上具有第一孔。
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有徑向帶密封件的旋流機(jī)械的葉片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及旋流機(jī)械的葉片。葉片包括:翼型件，其具有沿著后緣和前緣連結(jié)在一起的吸力表面和壓力表面、徑向向外延伸的翼型件末梢、和徑向向內(nèi)延伸的端部，該端部連結(jié)內(nèi)部平臺(tái)，該內(nèi)部平臺(tái)將翼型件連接至位于翼型件的徑向端部處的柄。柄包括至少一個(gè)柄窩(shank pocket)，該柄窩的徑向向外延伸的點(diǎn)由軸向地延伸的平臺(tái)的一部分包圍。至少一個(gè)徑向地延伸的邊緣從柄的后緣側(cè)延伸，并且，具有徑向地定向的槽道以用于接納密封件。安裝件從柄窩徑向向內(nèi)延伸。
【背景技術(shù)】
[0002]旋流機(jī)械(諸如壓縮機(jī)單元或燃?xì)鉁u輪布置的渦輪級(jí))的葉片典型地周向地布置于多個(gè)軸向地排序的轉(zhuǎn)子葉輪上。各個(gè)葉片的平臺(tái)界定旋流機(jī)械的工作通道，該工作通道在渦輪級(jí)的情況下為熱氣通道，在此從上游燃燒器排出的熱氣膨脹且將動(dòng)能轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)機(jī)械能。為了冷卻渦輪構(gòu)件，特別是燃燒器下游的熱氣路徑中的那些構(gòu)件，典型地從軸向渦輪的壓縮機(jī)單元提取高度壓縮的空氣。需要冷卻空氣來(lái)將渦輪構(gòu)件的溫度維持在用于操作的可接受的水平，但付出總體渦輪效率和輸出的代價(jià)。因此，減少來(lái)自渦輪構(gòu)件的任何冷卻流泄漏是重要的。
[0003]在各個(gè)葉片的平臺(tái)的徑向內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子葉輪的共同葉片排中的相鄰葉片之間的區(qū)典型地被稱(chēng)為柄窩。典型地，旋轉(zhuǎn)葉片與各個(gè)柄窩的軸向前方和后方的軸向地相鄰的固定構(gòu)件之間的腔在不同壓力下操作，以允許穿過(guò)相鄰旋轉(zhuǎn)葉片之間的移動(dòng)和膨脹所需的間隙從高壓腔至低壓腔的自然流體流動(dòng)。這些間隙中的各個(gè)具有用于使冷卻流從葉片的柄區(qū)域漏出的大的泄漏路徑。冷卻效率還可能由于熱氣從熱氣路徑進(jìn)入柄區(qū)域中而被削弱。
[0004]文獻(xiàn)EP 2 584 151 A2公開(kāi)了一種用于渦輪轉(zhuǎn)子葉片的密封系統(tǒng)，該渦輪轉(zhuǎn)子葉片具有至少一個(gè)柄窩，該柄窩由平臺(tái)的軸向地延伸的一部分徑向向外包圍。從柄的后緣側(cè)延伸的至少一個(gè)徑向地指向的邊緣具有徑向地定向的第一槽道以用于接納密封件。密封件可以是帶密封件，包括臂部分和鉤部分，其中，臂部分和鉤部分在形狀方面設(shè)置為與槽道配合，使得槽道約束密封件的移動(dòng)，其中，密封件的尺寸充分地阻止冷卻流穿過(guò)柄窩泄漏。而且，公開(kāi)了界定第一和第二葉片的柄部分的帶狀密封件，其具有充分地阻止冷卻流穿過(guò)柄窩而泄漏的寬度。
[0005]在文獻(xiàn)US 2012/0237352 A中公開(kāi)了用于渦輪葉片的另一密封布置。該密封布置包括轉(zhuǎn)子葉輪上的兩個(gè)周向地相鄰布置的葉片，該葉片具有封閉的基本徑向地定向的溝槽。該溝槽具有至少一個(gè)徑向密封銷(xiāo)，該徑向密封銷(xiāo)具有基本均勻的圓形截面。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目標(biāo)是提供增強(qiáng)的密封布置，以用于制約通過(guò)旋流機(jī)械的兩個(gè)相鄰的周向地布置的葉片的柄之間的泄漏間隙的泄流。另一目標(biāo)是簡(jiǎn)化將密封件引入兩個(gè)鄰近的柄之間的槽道中所需的組裝工作。
[0007]這些目標(biāo)通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求1和13中的特征的總和而實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中以及在下列說(shuō)明中提到的優(yōu)選實(shí)施例中額外地提供有利的實(shí)施例。
[0008]有創(chuàng)造力地，旋流機(jī)械的葉片包括:翼型件，其具有沿著后緣和前緣連結(jié)在一起的吸力表面和壓力表面、徑向向外指向的翼型件末梢和徑向向內(nèi)指向的端部，該端部連結(jié)內(nèi)部平臺(tái)，該內(nèi)部平臺(tái)將翼型件連接至翼型件的徑向端部處的柄；且還具有至少一個(gè)柄窩，該柄窩由平臺(tái)的軸向地延伸的部分沿徑向向外的方向包圍。從柄的后緣側(cè)延伸的至少一個(gè)徑向地延伸的邊緣具有徑向地定向的槽道以用于接納密封件，且具有從所述柄窩徑向向內(nèi)延伸的安裝件。葉片的特征在于，柄在沿軸向方向定向的柄表面上具有孔。
[0009]柄的軸向地面向的表面即使在安裝狀態(tài)(即全部葉片圓周地組裝在轉(zhuǎn)子葉輪中)下也能夠自由地進(jìn)入。發(fā)明性的構(gòu)思建立如下可能性的基礎(chǔ):在通過(guò)將各個(gè)葉片的安裝件插入轉(zhuǎn)子葉輪中的對(duì)應(yīng)地成形的凹口中來(lái)將至少兩個(gè)鄰近的葉片(優(yōu)選為全部葉片)組裝到轉(zhuǎn)子葉輪上之后，插入密封件。
[0010]在完全地安裝全部葉片之后，隨后將密封件引入槽道中，這簡(jiǎn)化安裝并減少與旋流機(jī)械的組裝工作相關(guān)聯(lián)的安裝時(shí)間。
[0011]在優(yōu)選實(shí)施例中，各個(gè)葉片的柄具有第二槽道，該第二槽道在邊緣的相反的表面上具有孔。第二槽道和孔優(yōu)選地具有與至少一個(gè)徑向地指向的邊緣中的槽道和孔相同的尺寸和形狀。在組裝狀態(tài)下，兩個(gè)鄰近的葉片的柄彼此鄰接，使得兩個(gè)鄰接的葉片中的一個(gè)的至少一個(gè)邊緣中的槽道和孔與另一葉片的第二槽道和孔徑向且軸向地對(duì)準(zhǔn)。對(duì)準(zhǔn)的槽道形成腔，該腔具有徑向地定向的縱向延伸部分，其優(yōu)選地具有矩形截面，該矩形截面具有定義矩形腔的寬度的周向定向矩形側(cè)面。以該方式，兩個(gè)孔互補(bǔ)，以便形成共同的進(jìn)入開(kāi)口，在組裝葉片之后，可以將帶狀密封件通過(guò)該進(jìn)入開(kāi)口接納至矩形腔中。
[0012]優(yōu)選地，接納于矩形腔中的帶狀密封件由耐熱材料制成，最優(yōu)選地具有與矩形腔的徑向延伸部分和寬度分別對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度和寬度。在其他方面中，密封件的形狀和尺寸對(duì)應(yīng)于在以下例示實(shí)施例中更詳細(xì)地描述的槽道的個(gè)別布置。
[0013]在所有情況下，柄中的槽道的孔和進(jìn)入開(kāi)口的相關(guān)聯(lián)位置徑向地布置在葉片的平臺(tái)與安裝件之間。優(yōu)選地，基本徑向地定向的槽道的孔布置在槽道的徑向外端處，即，孔定位成徑向地進(jìn)入葉片的平臺(tái)。該定位使得能夠穿過(guò)已組裝的葉片的進(jìn)入開(kāi)口容易地插入帶狀密封件。
[0014]在密封件引入矩形腔中之后，必須采取預(yù)防措施來(lái)避免帶狀密封件由于操作離心力和軸向力而穿過(guò)進(jìn)入開(kāi)口脫離。為了克服該問(wèn)題，在優(yōu)選實(shí)施例中，至少一個(gè)徑向地指向的邊緣中的槽道為溝槽形凹口，其具有以鼻狀輪廓軸向地界定的徑向向外端部，該鼻狀輪廓使徑向向外端部和槽道與孔分隔開(kāi)。
[0015]用于葉片的柄中的徑向密封槽道的所描述的新設(shè)計(jì)允許在圍繞轉(zhuǎn)子葉輪組裝葉片之后插入密封帶。參考附圖，描述用于實(shí)現(xiàn)槽道和帶密封件的若干個(gè)不同實(shí)施例。
[0016]現(xiàn)在將描述如下備選發(fā)明性構(gòu)思:將密封件插入葉片的柄中的基本徑向地指向的槽道中，以用于減少或削弱穿過(guò)間隙的泄流，該間隙在待組裝在旋轉(zhuǎn)葉輪的一個(gè)周向排中的兩個(gè)相鄰的葉片的柄之間。
[0017]與先前討論的密封件布置(其允許在將葉片完全地組裝在旋轉(zhuǎn)葉輪上之后插入帶狀密封件)不同，另一個(gè)實(shí)施例允許在葉片組裝期間對(duì)槽道裝入密封件的更容易的方式。此外，該實(shí)施例具有由兩個(gè)鄰近的葉片的柄界定的槽道內(nèi)的密封件的準(zhǔn)確自對(duì)準(zhǔn)。
[0018]在已知的布置中，旋流機(jī)械的葉片包括:翼型件，其具有沿著后緣和前緣連結(jié)在一起的吸力表面和壓力表面、徑向向外指向的翼型件末梢和徑向向內(nèi)指向的端部，該端部連結(jié)內(nèi)部平臺(tái)，該內(nèi)部平臺(tái)將翼型件連接至與翼型件徑向地相反的柄，該柄具有至少一個(gè)柄窩，該至少一個(gè)柄窩由平臺(tái)的軸向地延伸的部分并由柄的后緣側(cè)的至少一個(gè)徑向地延伸的邊緣徑向向外包圍，該柄具有適合用于接納密封件的徑向地定向的第一槽道，并且具有安裝件，該安裝件從柄窩徑向向內(nèi)延伸，該柄具有第二槽道，該第二槽道布置在邊緣的相反的表面上，構(gòu)造成使得當(dāng)沿旋流機(jī)械的周向方向組裝將兩個(gè)葉片時(shí)，兩個(gè)槽道形成共同的間隙，在組裝兩個(gè)葉片之前，密封件可接納在該間隙中。所接納的密封件優(yōu)選地在尺寸方面設(shè)置成充分阻止穿過(guò)柄窩的泄流。葉片的特征在于，兩個(gè)槽道中的一個(gè)具有溝槽形凹口，該溝槽形凹口具有適應(yīng)于帶狀密封件的寬度的寬度和深度，使得溝槽形凹口的寬度和深度的斜邊具有與帶狀密封件的寬度相同或比其大的尺寸。另一方面，帶狀密封件的寬度大于或等于斜邊長(zhǎng)度的50%，優(yōu)選地等于或大于斜邊長(zhǎng)度的70%。
[0019]由于溝槽形凹口與帶狀密封件之間的幾何結(jié)構(gòu)和尺寸適應(yīng)，有可能在將兩個(gè)相鄰的葉片沿周向方向組裝在轉(zhuǎn)子葉輪上之前將帶狀密封件完全地插入溝槽形凹口中。另外，由于帶狀密封件完全地存在于溝槽形凹口內(nèi)側(cè)，故有可能沿周向方向無(wú)縫地連結(jié)兩個(gè)相鄰的葉片。為了確保在組裝期間沿著凹口的斜邊接納的帶狀密封件執(zhí)行用于兩個(gè)相鄰葉片的柄之間的間隙的軸向地面向的覆蓋的附加功能，需要工具使帶狀密封件從開(kāi)始位置沿著斜邊滑至軸向密封位置中。
[0020]為了有助于帶狀密封件從沿著斜邊的位置至結(jié)束位置的滑行和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，溝槽形凹口沿其寬度具有楔狀輪廓，該楔狀輪廓具有相對(duì)于軸向方向傾斜的側(cè)翼(flank)部分，以便當(dāng)帶狀密封件沿軸向方向圍繞其長(zhǎng)度延伸部分旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶狀密封件的一側(cè)緣可沿著側(cè)翼滑動(dòng)，以便密封兩個(gè)相鄰的葉片的柄之間的間隙，以阻止穿過(guò)柄窩的泄流。
[0021]楔狀輪廓的側(cè)翼定位成與溝槽形凹口的第一限制壁相鄰，同時(shí)楔狀輪廓利用定位成與第一限制壁相反的第二限制壁來(lái)限制第一間隙。在沿周向方向的兩個(gè)葉片的組裝構(gòu)造中，第二槽道至少具有面向第一間隙的第二間隙，以便帶狀密封件的軸向端部同時(shí)伸出至兩個(gè)間隙中。
[0022]另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例具有螺旋輪廓，該螺旋輪廓沿著溝槽形凹口內(nèi)側(cè)的一個(gè)限制壁的徑向方向，使得最初在組裝葉片期間采取沿著溝槽形凹口的斜邊的位置的帶狀密封件，將在不利用任何工具的情況下借助于在第一次試運(yùn)轉(zhuǎn)期間施加的離心力轉(zhuǎn)動(dòng)自身。如將參考附圖更詳細(xì)地描述的，僅沿溝槽形凹口在徑向向外區(qū)域提供螺旋輪廓。本發(fā)明的更多細(xì)節(jié)可從描述附圖中所示的優(yōu)選的實(shí)施例的以下公開(kāi)中導(dǎo)出。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0023]現(xiàn)在將結(jié)合附圖基于示范性實(shí)施例更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。在附圖中:
圖1a至d是根據(jù)第一發(fā)明方面的發(fā)明的葉片的第一實(shí)施例；
圖2a至c是根據(jù)第一發(fā)明方面的發(fā)明的葉片的第二實(shí)施例；
圖3a至c是根據(jù)第一發(fā)明方面的發(fā)明的葉片的第一實(shí)施例；
圖4是根據(jù)第一發(fā)明方面的發(fā)明的葉片的第四實(shí)施例； 圖5是涉及第二發(fā)明方面的發(fā)明的葉片的第一實(shí)施例；并且圖6是涉及第二發(fā)明方面的發(fā)明的葉片的第二實(shí)施例。
[0024]參考標(biāo)號(hào)列表
1葉片
1.1第一葉片
1.2第二葉片
2翼型件
3吸力表面
4前緣
5后緣
6平臺(tái)
7柄
8柄窩
9邊緣
10槽道
11密封件 11’帶端 11”帶端
12安裝件
13孔
14面向軸向方向a的表面
15縱軸線
16槽道的徑向向外表面
17離心力
18鼻狀輪廓
19槽道的徑向向外端部
20倒轉(zhuǎn)褶皺特征
21曲線帶狀區(qū)段
22引入槽道
23引入槽道的軸線
24唇緣
25冷卻開(kāi)口
26間隙
27楔狀輪廓
28側(cè)翼
29第一限制壁
30第一間隙
31第二限制壁
32第二間隙 33凸?fàn)钶喞?br>
34螺旋溝槽形輪廓。
【具體實(shí)施方式】
[0025]圖1說(shuō)明葉片I的第一實(shí)施例，例如用于燃?xì)鉁u輪布置的移動(dòng)低壓渦輪葉片。圖1a示出沿葉片I的徑向內(nèi)部截面的旋流機(jī)械(未圖示)的周向方向c的側(cè)視圖。圖1a中所示出的軸線標(biāo)記旋流機(jī)械的軸向方向a、徑向方向r和周向方向C。更多描述涉及在各個(gè)說(shuō)明中限定的軸線。
[0026]葉片I包括翼型件2，翼型件2具有沿著前緣4和后緣5連結(jié)在一起的吸力表面3和壓力表面(未示出)。翼型件2的徑向向內(nèi)延伸的端部連結(jié)內(nèi)部平臺(tái)6，內(nèi)部平臺(tái)6將翼型件2連接至翼型件2的徑向端部處的柄7。柄7具有至少一個(gè)柄窩8，柄窩8限定為凹進(jìn)柄7中的區(qū)，其由平臺(tái)6的軸向a部分并由從柄7的后緣5側(cè)延伸的至少一個(gè)徑向地指向的邊緣9徑向地包圍。柄7具有槽道10，如圖1b中所示，該槽道10徑向地r定向，以用于基本沿軸向方向a接納密封件11。葉片I還包括安裝件12，安裝件12從柄窩8徑向向內(nèi)延伸，以用于將葉片I固定至旋流機(jī)械的轉(zhuǎn)子葉輪中的相反地輪廓相符的(counter-contoured)凹口中。
[0027]將參考圖1a至Id來(lái)進(jìn)一步描述密封件布置的實(shí)施例。圖1c是圖1a的由虛線圍住的區(qū)段的放大圖。圖1d示出圖1c的由虛線圍住的區(qū)段的放大圖。
[0028]圖1c示出槽道10，槽道10構(gòu)造為楔狀溝槽形凹口，其中軸向凹口寬度朝向徑向向內(nèi)方向變窄。槽道20具有在柄表面14處融合的孔13,該柄表面14定向?yàn)槊嫦蜉S向方向a?？?3連接至槽道10，使得密封件11 (如在圖1b中所示，優(yōu)選為以矩形帶狀金屬密封件的形式)可穿過(guò)孔13插入槽道10中。密封件11的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于槽道10的長(zhǎng)度。槽道10具有縱軸線15，縱軸線15以角度β相對(duì)于徑向方向r傾斜，角β在100° ^ β ^ 170°，且優(yōu)選地為130° ( β <150°的范圍內(nèi)。由于槽道10的傾斜，在圍繞旋流機(jī)械的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)期間，插入槽道10中的密封件11通過(guò)作用在密封件11上的離心力17而被壓靠槽道10的徑向向外表面16。由于離心力17對(duì)密封件11的作用，密封件11以氣密方式被壓靠表面16，從而抵抗柄窩8中作用在密封件11上的壓力。
[0029]為了避免密封件11穿過(guò)孔13從槽道10不受控制地脫離，槽道在其徑向向外端部具有鼻狀輪廓18，該鼻狀輪廓18沿軸向方向使槽道10的徑向向外端部19與孔13分隔開(kāi)。在圖1d中，清楚地例示密封件11由鼻狀輪廓18固連在槽道10的徑向向外端部19中。
[0030]葉片I具有與圖1a至d示出的代表的一側(cè)沿周向方向c相反的一偵彳。在該相反側(cè)處，柄7具有帶有孔的第二槽道，該帶有孔的第二槽道是邊緣9中的槽道和孔的鏡像，以便當(dāng)沿旋流機(jī)械的周向方向c組裝兩個(gè)葉片時(shí)，兩個(gè)槽道圍住共同的間隙并形成共同的孔，能夠穿過(guò)該孔而接納密封件11，其中，密封件在尺寸方面設(shè)置成阻止穿過(guò)柄窩8的泄流。圖1b示出插入槽道10中的密封件。密封件11的周向地c伸出的部分越過(guò)槽道10延伸至與圖1b中所示的葉片相鄰地組裝的葉片的第二槽道中。
[0031 ] 在以下描述中，將在不重復(fù)解釋的情況下討論先前弓I用的參考編號(hào)。
[0032]圖2a是可與圖1c中所示的實(shí)施例相比的葉片的柄部分7的透視圖。槽道10具有沿徑向向內(nèi)方向r變窄的楔狀溝槽形凹口。槽道10在槽道10的徑向向外指向的端部的區(qū)域中連接至孔13。與圖1c中所示的實(shí)施例不同，槽道10的縱軸線15以比圖1c的情況下大的角度β相對(duì)于徑向方向r傾斜。通過(guò)這種方式，有可能使邊緣9構(gòu)造成具有比圖1c所示的構(gòu)造小的軸向?qū)挾?。而且，為了確保密封件11接觸槽道10的徑向向外表面16，為金屬帶的密封件11在其徑向內(nèi)端具有倒轉(zhuǎn)褶皺特征20，該倒轉(zhuǎn)褶皺特征20在槽道10的徑向內(nèi)端處被壓縮，使得密封件11被壓靠表面16。還預(yù)期在旋流機(jī)械啟動(dòng)之后，由于離心力17，密封件11將移動(dòng)至在圖2b中由環(huán)標(biāo)記的徑向外端19。
[0033]圖3a至c示出第三優(yōu)選實(shí)施例，其中，將徑向密封件引入在將葉片組裝于轉(zhuǎn)輪上之后形成的槽道10中。在此，槽道10具有輪廓相符的溝槽形凹口，該輪廓相符的溝槽形凹口適合于鉤爪狀密封件11。槽道10包括彎曲帶，該彎曲帶具有槽道10的徑向向外端部19處的兩個(gè)緊靠的帶端11’、11”，和槽道10的徑向向內(nèi)延伸的端部處的曲線彎曲區(qū)段21。
[0034]密封件11的曲線彎曲區(qū)段21將鉤爪狀密封件11推靠槽道10的輪廓相符的溝槽形凹口的內(nèi)部軸向表面。這可在圖3a至c中看到。該輪廓相符的溝槽形凹口還具有縱軸線15，該縱軸線15相對(duì)于徑向方向r稍微地傾斜，以便上帶端11”由于在旋流機(jī)械的操作期間生成的離心力17而可移動(dòng)至圖3b中所示的密封位置，如在圖3a中可看到的，上帶端11”未緊密地配合在槽道10的徑向向外表面16處。另外，當(dāng)旋流機(jī)械處于靜止不動(dòng)模式時(shí)，鼻狀輪廓18阻止帶端11’’移動(dòng)通過(guò)孔13。
[0035]圖4a至d示出葉片的第四實(shí)施例，該葉片具有帶有孔的徑向槽道，該槽道在將葉片組裝于轉(zhuǎn)輪中之后形成，以用于接納密封件。圖4a中所示的柄7的區(qū)段具有邊緣9和槽道10，邊緣9沿軸向方向非常小，槽道10形成具有縱軸線15的基本矩形的溝槽狀凹口，該縱軸15徑向地對(duì)準(zhǔn)，而不朝向徑向方向r傾斜。槽道10在其徑向外端處具有引入槽道22，引入槽道22將孔13與槽道10連接。引入槽道22具有軸線23，該軸線23以角度α與槽道10的軸線15相交，該角度α處于120°彡α彡150°的范圍內(nèi)，優(yōu)選為125°彡α彡140°，最優(yōu)選為α =131°。
[0036]圖4a、b示出矩形槽道I的實(shí)施例，矩形槽道I適合用于接納圖4c和d中所示的特別地設(shè)計(jì)的密封件布置。特別地設(shè)計(jì)的11由多帶設(shè)計(jì)組成，其中密封件通過(guò)孔13而插入槽道10中的溝槽角度α更小。圖4c所示的優(yōu)選多帶設(shè)計(jì)具有三個(gè)帶狀密封件11.1、
11.2,11.3，這三個(gè)帶狀密封件在一個(gè)共同端部處點(diǎn)焊在一起，以便這三個(gè)帶狀密封件形成如圖4c所示的扇形。在優(yōu)選實(shí)施例中，三個(gè)帶狀密封件中的一個(gè)具有比其他兩個(gè)大的厚度，例如，第一帶狀密封件11.3具有0.5mm的厚度，而其他兩個(gè)11.1、11.2具有0.2mm的厚度。較厚的帶密封件具有避免屈曲的優(yōu)點(diǎn)，而較薄的帶具有相對(duì)于在組裝期間彎曲時(shí)的塑性變形的增大的回彈能力。
[0037]圖4d示出帶狀密封件11的另一個(gè)實(shí)施例，該帶狀密封件11也具有三個(gè)帶狀密封件11.1、11.2、11.3，該三個(gè)帶狀密封件在共同的端部處連結(jié)，以便帶狀密封件形成扇形。如在圖4b中所示，帶狀密封件中的一個(gè)11.1延伸，以形成唇緣24，唇緣24用于將密封件布置安全地定位于槽道10中。
[0038]圖1至4所示的葉片共同地具有在葉片組裝之后形成的孔13，帶狀密封件或多帶設(shè)計(jì)能夠通過(guò)該孔13接納至可自由進(jìn)入的表面中，該表面定向成面向旋流機(jī)械的軸向方向a。圖5和圖6所示的葉片具有沿徑向方向延伸的槽道。槽道構(gòu)造成允許在組裝工作期間插入密封件，而不妨礙或阻礙組裝工作。
[0039]圖5a示出葉片I的透視圖，該葉片I不具有將以其他方式從布置有冷卻開(kāi)口 25處越過(guò)平臺(tái)6徑向地延伸的翼型件。葉片I的柄窩8由軸向地延伸的平臺(tái)6的一部分且由從柄7的后緣側(cè)延伸的至少一個(gè)徑向地指向的邊緣9兩者徑向地包圍。邊緣9包括用于插入密封件的徑向地定向的槽道10。與前述實(shí)施例不同，槽道10不具有用于將密封件插入槽道中的進(jìn)入孔。作為替代，槽道10完全地埋入邊緣9中，同時(shí)在一側(cè)上具有單個(gè)周向地定向c的開(kāi)口。
[0040]圖5 bl至b3示出槽道10的截面。在圖5 bl中，例示的上截面示出第一葉片1.1的邊緣9中的槽道10，該第一葉片1.1界定間隙26，該間隙26通過(guò)第二葉片1.2而沿周向方向c形成，該第二葉片1.2布置成沿旋轉(zhuǎn)葉輪(未示出)的周向方向與第一葉片1.1相鄰。
[0041]第一葉片1.1的槽道10具有矩形截面(參見(jiàn)虛線)，該矩形截面具有槽寬w和槽深d。根據(jù)槽道10的矩形幾何形狀,槽道10具有斜邊h,其中w2+d2=h2。
[0042]另外，帶狀密封件11具有矩形截面，該矩形截面具有密封寬度ws，該密封寬度等于或小于斜邊h的長(zhǎng)度，但等于或大于斜邊h的長(zhǎng)度的50%，但優(yōu)選地等于或大于70%。按照前面提及的幾何要求，有可能將密封件11放置在槽道10內(nèi)側(cè)，以便如圖5 bl中所示，密封件11不沿周向方向c越過(guò)槽道10伸出。在此，密封件11取沿著槽道10的斜邊h的位置。在該位置，可能將相鄰的第二葉片放置至轉(zhuǎn)子葉輪上，而不干擾位于槽道10內(nèi)側(cè)的密封件11。
[0043]如圖5 b3所示，在將兩個(gè)鄰接的葉片組裝至旋轉(zhuǎn)葉輪上之后，必須將帶狀密封件11移動(dòng)至密封位置，以便將軸向間隙26軸向地封閉。為了有助于帶狀密封件11的移動(dòng)，槽道10沿著其寬度，即沿軸向方向具有楔狀輪廓27，該楔狀輪廓27具有相對(duì)于軸向方向a傾斜的側(cè)翼28。另外，側(cè)翼28定位成與槽道10的第一限制壁29相鄰。在該布置中，楔狀輪廓27還利用第二限制壁31來(lái)限制第一間隙30，該第二限制壁31定位成沿軸向方向面向槽道的第一限制壁29。另外，第二葉片1.2在其在組裝構(gòu)造下周向地布置至第一葉片時(shí)具有面向第一間隙30的第二間隙32。
[0044]為了將帶狀密封件11從圖5 bl中所示的位置移動(dòng)至圖5 b3中所示的軸向密封位置，工具需要使帶狀密封件11的端部沿軸向方向沿著側(cè)翼28滑動(dòng)，由此，滑動(dòng)導(dǎo)致帶狀密封件11的另一端進(jìn)入第二葉片1.2的第二間隙32。在圖5 b2中所示的位置中，必須使用軸向力來(lái)推帶狀密封件11，以使其從圖5 b2中所示的位置Pl移動(dòng)至位置P2，S卩，以便帶狀密封件11軸向地位于第一和第二葉片1.1、1.2的第一和第二間隙30、32內(nèi)側(cè)。
[0045]圖6a、b示出葉片的備選實(shí)施例，該葉片具有徑向地指向的槽道10，槽道10具有如下截面，該截面允許在將帶狀密封件11沿著槽道的截面的斜邊h定位之后帶狀密封件移動(dòng)至槽道10中。在圖6a中，槽道10徑向地r延伸且具有徑向向內(nèi)端部，該端部具有三角形截面，該截面具有深度d、寬度w和斜邊h。槽道10還具有徑向向外端部，該端部具有如下截面，在該截面中，斜邊h形成凸?fàn)钶喞?3。存在斜邊h的沿著槽道10的徑向高度從槽道10的一端處的直線斜邊h至凸?fàn)钶喞?3的轉(zhuǎn)變，從而產(chǎn)生槽道10的形成螺旋輪廓34的表面。圖6a示出在將鄰接的葉片沿周向方向組裝至旋轉(zhuǎn)葉輪中之前位于槽道10中的帶狀密封件11。圖6b示出帶狀密封件11在其軸向密封位置中的定位。從圖6a所示的密封定位至圖6b所示的密封定位的過(guò)渡通過(guò)在旋轉(zhuǎn)葉輪的操作期間作用在帶狀密封件11上的離心力17實(shí)現(xiàn)，其中，離心力使帶狀密封件沿徑向方向移動(dòng)，從而由于在帶狀密封件被迫使沿槽道10上升時(shí)，由于槽道10的螺旋溝槽形輪廓34而導(dǎo)致該帶狀密封件的扭轉(zhuǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種旋流機(jī)械的葉片(I)，包括: -翼型件(2)，其具有: 沿著后緣和前緣(4、5)彼此連結(jié)的吸力表面(3)和壓力表面； 徑向向外指向的翼型件末梢；和 徑向向內(nèi)指向的端部，其連結(jié)內(nèi)部平臺(tái)(6)，該內(nèi)部平臺(tái)(6)將所述翼型件(2)連接至所述翼型件⑵的徑向端部處的柄⑵； -至少一個(gè)柄窩(8)，其由所述平臺(tái)(6)的軸向地延伸的部分和至少一個(gè)徑向地延伸的邊緣(9)徑向地包圍，該邊緣(9)從所述柄(7)的后緣(5)側(cè)延伸，并且具有用于接納密封件(11)的基本徑向地定向的第一槽道(10);和 -安裝件(12)，其從所述柄窩(8)徑向向內(nèi)延伸， 其特征在于，所述第一槽道(10)在沿軸向方向定向的柄表面(14)上具有第一孔(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片，其特征在于，所述柄(7)包括第二槽道，該第二槽道在所述邊緣(9)上具有與所述第一槽道的第一孔(13)軸向遠(yuǎn)離地地面向的孔，其中，所述第一槽道(10)和所述第二槽道(10)構(gòu)造成且布置成使得當(dāng)兩個(gè)葉片(1.1,1.2)彼此相鄰地組裝時(shí)，所述第一槽道(10)和所述第二槽道(10)沿所述旋流機(jī)械的周向方向形成共同的間隙，該共同的間隙具有由所述第一孔(13)和所述第二孔形成的共同的孔，以用于接納密封件(11)，以便基本阻止通過(guò)所述柄窩(8)的泄流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的葉片，其特征在于，所述第二槽道的尺寸和形狀與所述第一槽道(10)相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的葉片，其特征在于，所述第一孔(13)徑向地位于所述平臺(tái)(6)與所述安裝件(12)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的葉片，其特征在于，所述第一孔(13)布置在該徑向地定向的槽道(10)的一端處，并且所述一端是所述槽道(10)的徑向外端(19)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的葉片，其特征在于，所述槽道(10)是至少一個(gè)徑向地指向的邊緣(9)中的溝槽形凹口且具有徑向向外端部(19)，該徑向向外端部由鼻狀輪廓(18)軸向地界定，該鼻狀輪廓將所述槽道(10)的徑向向外端部(19)與所述第一孔(13)分隔開(kāi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的葉片，其特征在于，所述槽道(10)是沿徑向向內(nèi)方向變窄的楔狀溝槽形凹口。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的葉片，其特征在于，所述槽道(10)具有插入的帶狀密封件(11)，該帶狀密封件(11)在徑向向內(nèi)延伸的端部處具有倒轉(zhuǎn)褶皺特征(20)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的葉片，其特征在于，所述槽道(10)具有輪廓相符的溝槽形凹口和接納在所述輪廓相符的溝槽形凹口中的鉤爪狀密封件(11)，其中，所述鉤爪狀密封件包括彎曲帶，該彎曲帶具有兩個(gè)帶端(I I’、11”)，所述輪廓相符的溝槽形凹口和所述鉤爪狀密封件(11)構(gòu)造成使得在所述槽道(10)的徑向向外端部(19)處緊靠，且曲線彎曲區(qū)段(21)在所述槽道(10)的徑向向內(nèi)指向的端部處。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中的任一項(xiàng)所述的葉片，其特征在于，所述槽道(10)具有以角度β沿徑向方向傾斜的縱軸線，該角度β處于100° ( β <170°，且優(yōu)選地為130° ^ β ^ 150°的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的葉片，其特征在于: 所述槽道(10)具有徑向地對(duì)準(zhǔn)的槽道軸線(15)； 引入槽道(22)將所述第一孔(13)連接至所述第一槽道(10);并且， 所述引入槽道(22)的軸線以角度α與所述槽道軸線(15)相交，該角α度處于120°彡α彡150°，且優(yōu)選地為125°彡α彡140°的范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的葉片，其特征在于，還包括所述槽道中的密封件(11)，其中，所述密封件(11)是多帶密封件(11)，該多帶密封件(11)包括在所述密封件的一端處連接的至少兩個(gè)帶狀密封件。
13.—種旋流機(jī)械的葉片,包括: -翼型件(2)，其具有: 沿著后緣和前緣(4、5)彼此連結(jié)的吸力表面(3)和壓力表面； 徑向向外指向的翼型件末梢；和 徑向向內(nèi)指向的端部，其連結(jié)內(nèi)部平臺(tái)(6)，該內(nèi)部平臺(tái)(6)將所述翼型件(2)連接至所述翼型件⑵的徑向端部處的柄⑵； -至少一個(gè)柄窩(8)，其由軸向地延伸的所述平臺(tái)(6)的一部分并由至少一個(gè)徑向地指向的邊緣(9)徑向向外指向地包圍，該邊緣(9)在所述柄(7)的后緣(5)側(cè)處延伸，具有主要用于插入密封件(11)的徑向地定向的第一槽道(10);和-安裝件(12)，其從所述柄窩(8)徑向向內(nèi)延伸； -所述柄(7)還具有布置在所述邊緣(9)的相反的表面上的第二槽道，該第二槽道構(gòu)造成使得當(dāng)沿所述旋流機(jī)械的周向方向組裝兩個(gè)葉片時(shí)，兩個(gè)槽道圍住共同的間隙，密封件(11)可在組裝該兩個(gè)葉片之前引入該共同的間隙中，并且所述密封件(11)在尺寸方面設(shè)置成基本阻止通過(guò)所述柄窩(8)的泄流， 其特征在于，所述兩個(gè)槽道中的一個(gè)具有溝槽形凹口，該溝槽形凹口具有適應(yīng)于帶狀密封件的寬度(Ws)的寬度(w)和深度(d)，使得:w2+d2=h2且h彡ws彡0.5h。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的葉片，其特征在于，所述溝槽形凹口沿其寬度具有楔狀輪廓(27)，該楔狀輪廓具有相對(duì)于軸向方向傾斜的側(cè)翼(28)，所述側(cè)翼(28)與所述溝槽形凹口的第一限制壁(29)相鄰，所述楔狀輪廓(27)還利用與所述第一限制壁(29)相反的第二限制壁(31)來(lái)限制第一間隙(30)，并且所述第二槽道具有至少一個(gè)第二間隙(32)，該第二間隙(32)在所述兩個(gè)葉片的組裝構(gòu)造中面向所述第一間隙(30)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的葉片，其特征在于，所述溝槽形凹口在其一個(gè)限制壁處具有沿著徑向方向的螺旋輪廓(34)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中的任一項(xiàng)所述的葉片，其特征在于，所述旋流機(jī)械是壓縮機(jī)和/或燃?xì)鉁u輪布置的渦輪級(jí)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的葉片，其特征在于，所述葉片(I)是壓縮機(jī)葉片或渦輪葉片。
【文檔編號(hào)】F01D5/14GK104420891SQ201410433623
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】S.希文, S.馬瓦尼, J.陶, S.蒂博斯, V.斯特發(fā)尼斯, S.賈斯特, R.科勒爾 申請(qǐng)人:阿爾斯通技術(shù)有限公司