专利名称：涡轮机叶片的减振装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轴流式涡轮机叶片减振装置，其中，旋转叶片的端部相对涡轮和壳体的气流分界壁密封。
在涡轮机中，旋转叶片被设计成能提供无共振的确定的工作条件场。通过改变工作条件，例如改变流体工作介质的体积流或在确定的阈值范围内的反压工作方式，叶片将产生随机的振动。在共振的情况下，这样的机械负载将使叶片出现故障。
为了减少这种振动，人们已开发了各种装置，在这些装置中，各叶片相互靠近连接，以此来减小振动。著名的方案是采用，例如阻尼金属线、阻尼栓、叶片盖板，以及煅接的带有销钉的凸轮。DE-B-1299004和US-3185411公开以这样的用于减小叶片振动的装置。其中，所建议的阻尼方式的使用范围是有限的。用于安装阻尼金属线或阻尼栓的钻孔将影响叶片的强度，并且阻尼金属线和阻尼栓本身将使流态的工作介质的流动特性变坏。
用叶片盖板来进行减振，由于其盖板的重量较大，使之产生较高离心力，该离心力是有害的，该盖板与叶片的顶端彼此靠近连接成一个整体的环，其通过摩擦进行减振。由于要求较高的尺寸精确性，这种叶片盖板的操作和加工，以及带有盖板的叶片安装是费时的及成本高的。
此外，这种减振装置是基于相邻叶片的摩擦进行减振的，其摩擦由接触面的磨损实现，因此，所要求的减振效果受到影响，由此有改进的必要。
本发明的目的提供一种用于上述涡轮机的叶片减振装置，其中，叶片的振动可被特别有效地及无磨损地减小。
本发明的解决方案是，在径向相对于叶片端部的涡轮机壳体的气流分界壁上设置一个由永磁性材料制成的环，该环由至少一个或多个磁极相同或不相同的分度环组成，并且在每个叶片端部上装有一个盖板，该盖板由导电性好的材料制造。
本发明的优点在于，各叶片在彼此靠近的摩擦减振装置上，诸如在盖板、阻尼金属线或阻尼栓上不进行连接。在所建议的减振装置中，叶片的振动被无摩擦，因此也就无磨损地，而且是特别有效地被减小。
本发明进一步的优点在于，独立的叶片在涡轮内的轴向安装被简化，因为没有相互重叠的叶片减振结构。
特别适合于本发明的目的解决方案是，当叶片盖板由铝制造时，在其材料选择时，应与比重较小的导电特性的材料结合。此外，本发明的离心力与现有盖板减振装置中的离心力一样大。在本发明中，由于盖板结构实质上很小，并且由此使其重量较轻，从而使该离心力被减小。这就意味着，对于涡轮叶片，仅需要较小的机械负载。
在附图中简要地表示了本发明的一个实施例，其中
图1是一叶片端部连同与该叶片端部在径向上相对设置的磁环的局部纵剖面图；图2是沿图1中II-II剖线的剖面图。
为了便于理解本发明，在附图中仅表示了一些重要的部件。
在附图中没有示出涡轮叶片的根部及叶片在涡轮中的装配关系。
在图1中仅表示了涡轮壳体1的一部分，该部分与涡轮叶片2的叶片端8径向相对设置。与图2所示的公知超声叶片形状一样，所示的叶片涉及一种涡轮，例如低压汽轮机的端部叶片。在未被示出的涡轮机的涡轮壳体1的所示位置，沿切线方向安装一个由永磁性材料制成的环4。该磁性环4由多个分度环6构成，这些分度环6安装在一由奥氏体钢制壳体5内，并借助该壳体5使磁性环4被固定在涡轮壳体1内。其中，磁性环4由相互交替的磁极7a、7b和7c分成三个分度环6，由此形成SNS的磁极方式。与磁性环4在径向上相对设置的涡轮叶片2在其叶片端8有一个盖板3，如图2所示。该盖板3从径向视图上看具有大约为菱形的形状，其锐角的一边与涡轮叶片2的旋转方向9平行。各叶片2是可松动安装的，也就是说，邻近叶片2的盖板3被如此安排，即，它们的切线不重叠并且相互不接触。
当未被示出的涡轮机以旋转方向9的方向旋转时，由永磁环4产生的磁场10对于叶片盖板3保持恒定，以使叶片2无振动地转动。然而，随着叶片2的振动，在叶片盖板3上的磁通量也将改变。该随时间变化的磁通量在叶片盖板3内将感应出涡流电，该电流进而产生焦耳氏(Joule′Scher)热。这样的能量散逸能减小叶片的振动。通过提高盖板材料的导电性，可提高焦耳氏(Joule′Scher)热，以及由此产生的减振效果。
制永磁环4的优选合金是钴-钐(Co-Sm)合金。
叶片盖板3用铝来制造是有益的，因为铅的导电性好并且比重纸。
低比重有利于盖板3的运转，该盖板3在叶片2上承受离心力。导电性好的铅有利于旋流电的产生，并且由此有利于振动的降低。
显而易见，本发明并不仅局限于所示及所描述的实施例。因此，构成磁性环4的分度环6的总数及其磁极7a，7B和7c也可以是其它可以想到的形式，磁性材料也可以是除Co-Sm磁性材料以外的其它材料。
此外，分度环6也可以通电的环状磁心线圈。
根据本发明，叶片盖板3还可以用除铝以外的其它材料。大比重的铁磁性金属及其合金材料也同样适合于制造盖板，这种材料的磁特性是突出的，这意味着在盖板和壳体壁之间的磁间隙可被显著地减小。因此，通过提高在盖板中的磁通量，可有助于振动能量的吸收。
显而易见，本发明还可以装配在附加的蒸气式围带束缚的叶轮中。
标号说明1 涡轮机壳体2 叶片3 叶片盖板4 由永磁性材料制成的环5 奥氏体钢制壳体6 永磁性分度环7a、c分度环的S极7b 分度环的N极
8 叶片端9 在径向视图中的涡轮叶片旋转方向10 永磁环的磁场
权利要求
1.一种用于减小轴流式涡轮机叶片振动的装置，其中，旋转叶片(2)的端部(8)相对涡轮机壳体(1)的气流分界壁密封，其特征在于，在径向相对于叶片端部(8)的涡轮机壳体(1)的气流分界壁上设置一个由永磁性材料制成的环(4)，该环(4)由至少一个或多个磁极(7a，7b)相同或不相同的分度环(6)组成；在每个叶片端部(8)上装有一个盖板(3)，该盖板(3)由导电性好的材料制造。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于永磁环(4)由三个磁极方式为NSN或SNS的分度环(6)组成；该永磁环(4)由一个没有磁性的壳体(5)所包围。
3.根据权利要求1的装置，其特征在于，叶片(2)的相邻盖板(3)相互之间不接触。
4.根据权利要求1的装置，其特征在于，叶片(2)的盖板(3)由铝制造。
5.根据权利要求1的装置，其特征在于，叶片(2)的盖板(3)由铁磁性材料制造。
6.根据权利要求1的装置应用在具有松动安装叶片(2)的涡轮机上。
全文摘要
一种用于减小轴流式涡轮机叶片振动的装置，其中旋转叶片的端部相对涡轮机壳体的气流分界壁密封。在该径向上其相对于叶片端部的涡轮机壳体的气流分界壁上设置一个由永磁性材料制成的环。该环由至少一个或多个磁级相同或不相同的分度环组成。在每个叶片端部上装有一个盖板，该盖板由导电性好的材料制成。
文档编号F01D5/26GK1140230SQ9610141
公开日1997年1月15日 申请日期1996年2月14日 优先权日1995年2月17日
发明者P·厄恩斯特, J·莱纳 申请人:Abb研究有限公司