專利名稱：渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子和裝有這種轉(zhuǎn)子的渦輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，特別是涉及葉片，尤其是麵葉片，在轉(zhuǎn)子盤上 的安裝。
背景技術(shù)：
一個(gè)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子通常一方面包括一個(gè)轉(zhuǎn)子盤，轉(zhuǎn)子盤的周圍帶有多個(gè)實(shí)際上呈 軸向并成角度均勻分布的葉根槽，另一方面，包括多個(gè)可以拆除的葉片，這些葉片 自所述轉(zhuǎn)子盤周圍徑向向外延伸，每個(gè)葉片包括安裝在其中一個(gè)葉根槽內(nèi)的葉根。
當(dāng)葉片根部插入葉根槽時(shí)，其下游部分就與固定至囀子上的下游法蘭接觸，并 位于葉根槽的下游。葉根與下游法蘭相抵住，后者起到一種軸向端部制動(dòng)的作用。 軸向固定通常是通過(guò)安裝一個(gè)可拆卸的上游法蘭來(lái)保證，這一般是一種固定環(huán)的形 式。當(dāng)這個(gè)上游法蘭例如通過(guò)使用螺栓固定到輪盤上時(shí)，它可以防止葉根脫離轉(zhuǎn)子 盤上葉根槽。上游和下游的定義是相對(duì)于空氣流經(jīng)轉(zhuǎn)子的主要方向。所述軸向固定
系統(tǒng)在文件EP1400698中具體做了說(shuō)明，盡管該文件并未介紹下游法蘭。
為了裝配方便，葉片在轉(zhuǎn)子盤上裝配時(shí)都保留一定的軸向間隙。自葉片按任 意方式安裝在這個(gè)間隙內(nèi)時(shí)都使得轉(zhuǎn)子得不到平衡，造成使用期間出現(xiàn)振動(dòng)。M 葉片的航空動(dòng)力葉型的點(diǎn)玄越長(zhǎng)，這種振動(dòng)就越大。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，葉片不得不 承受的離心力也會(huì)導(dǎo)致葉片在所述軸向間隙內(nèi)在軸向方向上移動(dòng)，這是不可預(yù)測(cè)的。 為了防止渦輪豐Hit行期間葉片的軸向移動(dòng)，上游法蘭在其下游端面上裝配了彈 性裝置，例如彈性塊，目的是在裝配后，會(huì),承受作用在葉根上游端面上的足夠的 力，所述葉根緊緊抵住下游法蘭。在這個(gè)系統(tǒng)中，上游法蘭做成一個(gè)整體部件，并 且呈環(huán)狀。按照文件US5259728和US6457042，在這些葉根槽之間設(shè)置若干個(gè)小型 法蘭也可以提供軸向固定。
然而，文件EP1400698中所介紹的系統(tǒng)并不是完全令人滿意的。這是因?yàn)橄掠?法蘭上出現(xiàn)的磨損所致。這種磨損是葉根與下游法蘭摩擦造成的，它會(huì)降低所述下 游法蘭的i柳壽命。當(dāng)這種下游法蘭通常是由壓氣機(jī)外殼的前端法蘭組成時(shí)，即支 撐風(fēng)扇葉片的壓氣機(jī)葉片下游的實(shí)際圓柱形狀部分，葉片的損壞就是不可避免的了。 戶;M磨損主要出現(xiàn)在渦輪機(jī)不工作且暴露于風(fēng)中時(shí)，在渦輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)則不會(huì)發(fā) 生，例如，當(dāng)安裝有所述渦輪機(jī)的飛機(jī)停在停機(jī)坪時(shí)，周圍的風(fēng)力通常會(huì)使得渦輪 機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，象風(fēng)車一樣旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子葉片安裝在轉(zhuǎn)子盤的葉根槽中，也保留一定的 間隙，可以使葉片具有某種禾雖的徑向移動(dòng)，當(dāng)渦輪機(jī)由于離心力的作用而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 這種情況就會(huì)消失。在本發(fā)明中，當(dāng)葉片具有徑向移動(dòng)時(shí)，可以將此理解為是所述 葉片在轉(zhuǎn)子盤葉根槽內(nèi)圍繞一個(gè)軸線所做的一種小幅度轉(zhuǎn)動(dòng)，而該軸線實(shí)際上是與 轉(zhuǎn)子軸線相平行。當(dāng)轉(zhuǎn)子在風(fēng)力的驅(qū)動(dòng)下緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片，特別是，葉片，就 會(huì)在其自身重量的作用下由于重力而經(jīng)受一個(gè)徑向移動(dòng)，特別是當(dāng)這些葉片至u達(dá)一 個(gè)水平位置時(shí)。 一方面是葉片的徑向移動(dòng)，另一方面是所述葉片抵在下游法蘭上， 由于上游彈性塊所產(chǎn)生的力，二者的綜合影響造成了所看至啲磨損現(xiàn)象。
渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的反復(fù)操作也會(huì)出現(xiàn)這種磨損，例如在維護(hù)保養(yǎng)期間或轉(zhuǎn)子低速轉(zhuǎn) 動(dòng)時(shí)。 一般來(lái)講，在所有環(huán)境下，這種方式的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，即導(dǎo)致葉片徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)， 都會(huì)出現(xiàn)這種磨損。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是減小所述轉(zhuǎn)子葉片和所述下游法蘭之間的磨損。 本發(fā)明特別涉及一種裝有轉(zhuǎn)子盤的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子盤的周圍帶有多個(gè)葉根槽， 多個(gè)可拆除的葉片，每個(gè)葉片包括安裝在其中一個(gè)葉根槽內(nèi)的葉根，還涉及下游法 蘭，該法蘭固定到所述轉(zhuǎn)子盤上，每個(gè)葉根則抵在該法蘭上。根據(jù)本發(fā)明，在每個(gè) 葉根和下游法蘭之間，轉(zhuǎn)子{頓了一個(gè)彈性緩沖±央，用來(lái)保證葉根和下游法蘭之間 具有一定的間隙。
彈性緩沖塊的形狀特點(diǎn)是能夠夾在葉根的下游部分上。這個(gè)緩沖塊最好是u形， 包括底部，該底部抵住葉根的下游端面和兩個(gè)側(cè)邊部分，而后者則抵住葉根的橫端 面。該底部在其下游端面上可以包括至少一個(gè)尖樁，起一種緊固螺栓的作用。
這種彈性緩沖塊同樣可以牢牢地夾在下游法蘭上，而不是葉根的下游部分。
本發(fā)明還涉及裝有這種轉(zhuǎn)子的渦輪機(jī)。


閱讀下面所述詳細(xì)說(shuō)明，可以更清楚地了解本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)則會(huì)更為明
顯。發(fā)明說(shuō)明參照附圖如下
圖1為渦輪機(jī)的示意圖； 圖2為渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的分解圖3為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的葉根下游部分的示意圖； 圖4為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的葉根下游部分抵住下游法蘭的示意圖； 圖5為根據(jù)本發(fā)明的葉根下游部分示意圖； 圖6為根據(jù)本發(fā)明的葉根下游部分抵住下游法蘭的示意圖； 圖7為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的葉根下游部分抵住下游法蘭的示意圖; 圖8為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的葉根下游部分抵住下游法蘭的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了裝在渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)上的渦輪機(jī)1。傳統(tǒng)的渦輪機(jī)都包括一個(gè)由靜 子構(gòu)成的固定式裝置和一個(gè)由轉(zhuǎn)子構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)裝置組成。圖1中均勻分布的圓點(diǎn)部 分對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子的位置，而該轉(zhuǎn)子則是本發(fā)明所提出的主題。
圖2通過(guò)分解圖的形式示出了構(gòu)成渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的主要部件，特別是用于安裝風(fēng) 扇葉片2的部件，螺栓除外。
葉片2包括空氣動(dòng)力葉型葉片21和葉根22，而前者為扭轉(zhuǎn)葉片形式。葉根22 是葉片2的下部，不會(huì)與空氣動(dòng)力氣流產(chǎn)生相互作用。通常，空氣動(dòng)力葉型葉片21 和葉根22的界限劃分是一個(gè)平臺(tái)5，該平臺(tái)5可以拆除或固定到葉片上。
當(dāng)葉根22安裝在轉(zhuǎn)子盤4上時(shí)，葉根22插入轉(zhuǎn)子盤4的其中一個(gè)基本上為軸 向的葉根槽41內(nèi)， 在位于葉根槽41下游端43的下游法蘭7上。下游法蘭7 如圖2所示，為環(huán)狀，固定在大致呈圓柱形的壓氣機(jī)殼體70上，而后者帶有多個(gè)沿 圓周方向布置的葉根槽75，用來(lái)安裝壓氣機(jī)葉片(圖中未示)。下、游法蘭7可以同 樣不依賴于轉(zhuǎn)子鼓7，它只包括了一個(gè)環(huán)形單體部件或多個(gè)相互獨(dú)立的環(huán)形部件。 下游法蘭7主要包括一個(gè)環(huán)71，該環(huán)徑向延伸，并分別通過(guò)內(nèi)固定法蘭構(gòu)件72和 外固定法蘭構(gòu)件73安裝在其內(nèi)外周圍部分。下游法蘭7和轉(zhuǎn)子盤4可以用螺栓(圖 中未示)彼此固定。上面描述的磨損主要出現(xiàn)在每個(gè)法蘭構(gòu)件72或73之間的環(huán)71 的局部表面74上。
平臺(tái)5位于兩個(gè)相鄰的葉片2之間，目的是重新形成一種空氣動(dòng)力氣流。這些 平臺(tái)5用它們的法蘭構(gòu)件51固定到轉(zhuǎn)子盤4的法蘭構(gòu)件44上。另外，通常在葉根 22和轉(zhuǎn)子盤4葉根槽41封閉端之間使用隔離片3。 為了提供一種軸向固定，將一個(gè)可拆卸的上游法蘭6固定到葉根槽的上游端42 上。如圖2所示，上游法蘭6為環(huán)形。它可以通過(guò)上游端部42防止葉片2與葉根槽 41脫離。另外，也可以將另外一個(gè)第二環(huán)形法蘭61放置在法蘭6的上謝立置，可 以在其下游端面安裝彈性件，例如文件EP1400698中所述的彈性塊。用螺栓(圖中 未示)固定到轉(zhuǎn)子盤4上。
圖3介紹了葉根22的下游部分的底部。葉根22在其底部位置處包括一個(gè)凸榫 23，其被設(shè)計(jì)成用，在轉(zhuǎn)子盤4的葉根槽41內(nèi)。葉根22的下游部分24包括表面 25和凹穴26，該凹穴位于表面25和凸榫23之間。該凹穴26的主要功能是避免這 個(gè)區(qū)域出現(xiàn)應(yīng)力。軸向緩沖件還可以很方便iik^A這個(gè)凹穴26內(nèi)，目的是保證葉根 22和下游法蘭7之間的間隙。
如圖4所示，葉根22的表面25實(shí)際上是平面的，與下游法蘭7的環(huán)71表面 74相接觸。該接觸^it成上述摩擦磨損的原因。
為了減少或乃至消除這種磨損，本發(fā)明提出通過(guò)在每個(gè)葉片2和下游法蘭7之 間插裝一個(gè)彈性緩沖件8來(lái)對(duì)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行改裝，該彈性緩沖件8用來(lái)確保葉片 2和下游法蘭7之間保留一定的間隙，至少是在轉(zhuǎn)子不在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)留有間隙。
圖5和圖6分別與圖3和圖4相對(duì)應(yīng)，但同時(shí)又具有上述彈性緩沖塊8的特性。 彈性緩沖塊8的形狀是能夠夾在葉根2的下游部分24，也就是所，能夠夾在下游部 分24上，目的是將其固定到上面。為此，彈性制動(dòng)i央最好是U形，包括底部81， 它可以抵在葉片2的下游部分24和兩個(gè)側(cè)邊82上，而兩個(gè)側(cè)邊82則抵住葉片2 的側(cè)面27上。彈性緩沖塊8的夾緊能力目的是使得轉(zhuǎn)子和渦輪機(jī)1的裝配更加容易， 其中某些部件是很難接近的。
側(cè)邊82基本上是扁平形狀。底座81也基本上是扁平形，包括一個(gè)上端面81a 和一個(gè)下端面81b。這些形狀可以限制彈性緩沖塊8的重量所占有的空間范圍，這 些在航空應(yīng)用中都是主要的影響因素。因此，這種類型的彈性緩沖塊8就可以加裝 到大多數(shù)轉(zhuǎn)子上，而不需要對(duì)周圍其它部件進(jìn)行任何改動(dòng)。
當(dāng)葉片2有徑向移動(dòng)的可能性時(shí)，彈性緩沖塊8就可以在葉根22和下游法蘭7 之間保持一定的間隙。該間隙可以防止導(dǎo)致磨損的摩擦。合適的間隙是0.1到0.8mm 之間。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，也就是說(shuō)，當(dāng)打開(kāi)節(jié)流閥以驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)l時(shí)，離心力就會(huì)防 止轉(zhuǎn)子葉片2徑向移動(dòng)，這就意味著這些葉片2和下游法蘭7之間的摩擦不會(huì)再出 現(xiàn)。在這些情況下，就不需要保持葉根22和下游法蘭7之間的間隙。彈性緩沖塊的
硬度需要考慮這些情況。
另外，彈性緩沖塊的硬度使得其可以對(duì)葉片2與下游法蘭7相抵形成的壓力導(dǎo) 致的軸向移動(dòng)起到阻尼作用。彈性緩沖塊8的合適硬度可以在40到80肖氏(Shore) D之間， 在65至75肖氏D之間獲得。例如，緩沖±央可以使用第一種材料，諸 如聚氨酯彈性體制成，硬度在71到73肖氏D之間，或者用Peek⑧樹(shù)脂制成。
為了提高彈性緩沖件8和下游法蘭7之間的附著力，下端面81b可以用第二種 材料制成，其硬度比第一種材料硬度低，雌硬度在50到70肖氏A之間，例如硅 彈性件，硬度為60肖氏A。
根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例，彈性緩沖件8的下端面81b是平的。為了提高彈性緩 沖件8和下游法蘭7之間的附著力，可以使用第二和第三實(shí)施例中詳細(xì)介紹的結(jié)構(gòu) 布置。
根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，彈性緩沖件8可以包括至少一個(gè)尖樁83， 個(gè)尖樁，如圖7中可以看到的。每個(gè)尖樁83，都起一種夾緊螺栓的作用，從底部81 的下端面81b所形成的平面伸出，并處于底部81下端面81b上環(huán)形凹穴84內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例，彈性緩沖件8可以包括至少一個(gè)加強(qiáng)筋85，如圖8 所示。也可以設(shè)想成其它形狀，目的是使彈性緩沖件8和下游法蘭7之間具有良好 附著力。
本發(fā)明適合裝有大型葉片的轉(zhuǎn)子，例如風(fēng)扇葉片。
權(quán)利要求
1.一種渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，包括--轉(zhuǎn)子盤，其周圍帶有多個(gè)葉根槽；--多個(gè)可拆卸的葉片，每個(gè)葉片包括安裝在其中一個(gè)所述葉根槽內(nèi)的葉根；--下游法蘭，固定到所述轉(zhuǎn)子盤上，每個(gè)葉根則抵在該轉(zhuǎn)子盤上，所述轉(zhuǎn)子包括彈性緩沖塊，位于每個(gè)葉根和所述下游法蘭之間，用來(lái)保持所述葉根和所述下游法蘭之間留有間隙。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述彈性緩沖塊的形狀 能夠夾在所述葉根所述下游部分上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述彈性緩沖塊的形狀 會(huì),夾在所述下游法蘭上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述彈性緩沖塊為U形，
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述:渦輪機(jī)』子，其特征在于所述U形緩沖塊的每個(gè) 側(cè)邊基本上呈扁平狀。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于U形緩沖塊的所述 底部基本上呈扁平狀，并包括上端面和下端面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述緩沖塊的底部在其 下端面上包括至少一個(gè)尖樁，起夾緊螺栓的作用。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述緩沖塊的底部在其 下端面上包括三個(gè)尖樁。
9. 根據(jù)權(quán)禾腰求7或8所述的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述尖樁是從所述底部下端面所形成的所述平面上伸出。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7至9所述的任一種渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述尖樁位于所述底部下端面上的環(huán)形凹穴內(nèi)。
11. 根據(jù)權(quán)禾腰求6至10所述的任一種渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述底部下端面的硬度在50至70肖氏A之間。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述底部下端面的硬度為60肖氏A。
13. 根據(jù)權(quán)禾腰求6至12所述的任一種渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述底部下 端面采用硅彈性材料制成。
14. 根據(jù)上述任一種權(quán)利要求所述的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述彈性緩沖件的硬度在40至80肖氏D之間。
15. 根據(jù)權(quán)禾腰求14所述的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述彈性緩沖件的硬度 在65至75肖氏D之間。
16. 根據(jù)權(quán)禾腰求15所述的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述彈性緩沖件的硬度 在71至73肖氏D之間。
17. 根據(jù)上述任一種權(quán)利要求所述的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述彈性緩沖 件采用聚氨酯彈性材料制成。
18. 根據(jù)上述任一種權(quán)利要求所述的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述葉片為風(fēng)扇葉片。
19. 一種裝有按照上述權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)子的渦輪機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，特別涉及葉片(2)，尤其是風(fēng)扇葉片，在轉(zhuǎn)子盤(4)上的安裝。本發(fā)明具體涉及到包括轉(zhuǎn)子盤(4)的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子盤的周圍帶有多個(gè)葉根槽(41)，還涉及到多個(gè)可拆除的葉片(2)，每個(gè)葉片(2)都包括安裝在其中一個(gè)葉根槽(41)內(nèi)的葉根(22)，還涉及到一個(gè)下游法蘭(7)，所述法蘭固定在所述轉(zhuǎn)子盤(4)上，每個(gè)葉根(22)則抵在該轉(zhuǎn)子盤上。根據(jù)本發(fā)明，所述轉(zhuǎn)子包括一種彈性緩沖件(8)，位于每個(gè)葉根(22)和下游法蘭(7)之間，用來(lái)使葉根(22)和下游法蘭(7)之間保持一個(gè)間隙。
文檔編號(hào)F04D29/34GK101096914SQ200710127959
公開(kāi)日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2007年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月29日
發(fā)明者帕垂克·讓-路易斯·雷格埃茲, 讓-博納德·安德魯·弗格, 阿蘭·蒂曼 申請(qǐng)人:斯奈克瑪