专利名称：涡轮机的涡轮叶片及所属的拔卸工具的制作方法
技术领域：
本发明一方面涉及涡轮机的涡轮叶片及另一方面涉及用于从涡轮机的转子上拔卸这种涡轮叶片的拔卸工具。
背景技术：
涡轮叶片通常具有一个空气动力叶片及一个基部，涡轮叶片通过该基部可锚固在涡轮机的转子中。为此目的，基部在其背离叶片的一侧上具有一个锚固区段，该锚固区段可轴向地插入一个与它互补的、相对转子的旋转轴轴向地延伸的锚固槽中。在此，锚固区段及锚固槽在它们的造型上彼此协调，以使得在锚固区段与锚固槽之间在径向上形成一种形状配合，通过该形状配合使涡轮叶片径向地固定或锚固在转子上。在转子工作时，尤其在燃气轮机中，涡轮叶片受到很高的载荷，这可导致尤其是锚固区段及锚固槽区域中的塑性变形。此外，在锚固区段及锚固槽区域中可形成污染。只要设有一个外部围带，在圆周上彼此相邻的涡轮叶片可挂接或钩接。为了维护、检查及修理，可能需要从转子上拆卸一个或多个涡轮叶片。为此必需使涡轮叶片由锚固槽中移出。通过所述的负荷使涡轮叶片被固定得非常牢固，以致为了卸出涡轮叶片也可能投入木锤或塑料锤的使用。但这样可能导致涡轮叶片损伤。此外当多个涡轮叶片通过外部围带彼此挂接或耦合时，必需使这些涡轮叶片几乎同时地由锚固槽中移出，由此更加重了前面所述的问题。
发明内容
这里本发明将提出补救措施。本发明致力于这个问题对于开始部分所述类型的涡轮叶片指示一种解决路径，它将简化从涡轮机的转子上卸下涡轮叶片。
根据本发明，提出了一种涡轮机的涡轮叶片，它具有一个空气动力学的叶片及一个基部，基部在背离叶片的一侧上具有一个锚固区段，该锚固区段可轴向地插入到一个与它互补的、构成在涡轮机的转子中的轴向锚固槽中，以便将涡轮叶片通过锚固区段与锚固槽之间的形状配合径向地固定在转子上，其中在基部上至少构造有一个拔卸轮廓，通过该拔卸轮廓借助一个与它互补的拔卸单元可将一个轴向拔卸力导入固定在转子上的涡轮叶片中。
按照本发明，还提出了一种用于从涡轮机的转子上拔卸涡轮叶片的拔卸工具，尤其是上述的涡轮叶片的拔卸工具，具有至少一个拔卸单元，它相对一个构成在涡轮叶片上的拔卸轮廓互补地构成，具有一个驱动装置，当从转子上拔卸涡轮叶片时该驱动装置在轴向的拔卸方向上驱动拔卸单元，具有一个支撑轮廓，在拔卸涡轮叶片时拔卸工具通过该支撑轮廓轴向支撑在转子上。
本发明基于一个总的构思，即各个涡轮叶片分别在基部上至少构造有一个拔卸轮廓，该拔卸轮廓使得能够借助一个与它互补的拔卸单元可使所需的轴向拔卸力导入相应的涡轮叶片中。此外，为了驱动拔卸单元提出了一种拔卸工具，它在拔卸相应的涡轮叶片时支撑在转子上。因此借助拔卸轮廓在涡轮叶片上提供了或整体成型出一个力导入点，它使所需的拔卸力向涡轮叶片中的导入大大简化。此外，拔卸轮廓在涡轮叶片上的位置被这样地预给定，以使得拔卸时涡轮叶片倾斜的危险减小。
有利的是，该至少一个拔卸轮廓设置在基部的一个轴向端面上。
构成在涡轮叶片上的拔卸轮廓例如可以是一个开设在基部的端面中的轴向螺纹孔。与此互补的拔卸单元则由一个可拧入到该螺纹孔中的螺栓构成。通过这种螺纹连接可传递很高的拔卸力。但在涡轮叶片上对于开设这种螺纹孔可提供相对小的位置。此外这种螺纹孔相对于污染易受影响。
根据一个优选的实施形式，拔卸轮廓具有一个接片，该接片横向于轴向并且横向于径向地延伸及构成一个侧凹(Hinterschnitt)。为了从转子中拔卸出涡轮叶片，拔卸单元可配合在该侧凹中及可通过接片将轴向拔卸力导入涡轮叶片中。对于这种接片在涡轮叶片的基部上可提供足够的结构空间。此外，这种接片在相应设置的情况下可相对好地清洁。此外，这种接片可被容易地这样定尺寸，以致可传递足够大的拔卸力。
有利的是，所述接片及所述侧凹被设置在一个腔中，该腔构成在基部的一个轴向端面中。
有利的是，该接片及该侧凹通过一个槽构成，该槽被构成在基部中的所述腔内。
有利的是，该槽在径向上是敞开的。
有利的是，该槽被设置在该腔的向着锚固区段的区域中。
有利的是，该至少一个拔卸轮廓被设置在基部的与锚固区段间隔有间距的区域中。
拔卸工具设有一个驱动装置，当从转子上拔卸涡轮叶片时该驱动装置在轴向的拔卸方向上驱动拔卸单元。在一个优选实施形式中驱动装置可具有一个滑板，该滑板携带拔卸单元及借助一个驱动器可轴向沿一个具有支撑轮廓的托架被调节，在拔卸涡轮叶片时拔卸工具通过该支撑轮廓轴向地支撑在转子上。通过反作用力支撑在转子上得到了一个本身闭合的传力链，它无需反作用力的外部支撑就可足够维持及由此使拔卸力的导入大大简化。
根据一个进一步的构型，托架具有一个带有支撑轮廓的支座，该支座被构成环或环段，当拔卸工具根据规定安置在转子上时该环或环段与转子同轴地安置。该支座可具有多个滑板和/或多个驱动器，由此可同时地从转子上拔卸多个涡轮叶片。这在多个涡轮叶片通过一个外部的围带彼此钩接时特别有意义。
本发明的其它重要特征及优点可由附图及借助附图的所属描述中得到。
本发明的优选实施例被表示在附图中及在以下的说明中详细地描述，其中相同的标号表示相同的或相似的或功能相同的部件。附图概要地表示图1一个涡轮机的转子在卸下一个涡轮叶片时的纵剖视图，图2图1中细节部分II的放大视图，它相应于根据图5中剖面线II的剖视图，图3根据图2中剖面线III的剖视图，图4根据图3中箭头IV的视图，图5根据图1中箭头V的涡轮叶片基部的视图。
具体实施例方式
根据图1，本发明的涡轮叶片1以通常方式具有根据空气动力学成型的叶片2，它用于引导气流，及具有一个基部3，通过它使涡轮叶片1可固定到涡轮机如气轮机或压缩机的转子4上。根据图1及5，为了固定目的，在基部3上在背离叶片2的一侧上构造有一个锚固区段5，该区段在该转子4的圆周方向上彼此相背的侧上各具有一种齿部分，其中这些齿部分朝着转子4的旋转轴线的方向会聚。这种齿部分的轮廓也可被称为“圣诞树齿”。
根据图1，转子4对于每个涡轮叶片1具有一个轴向的、即平行于转子4的旋转轴线延伸的锚固槽6，它与涡轮叶片1的锚固区段5互补地成型。与此对应地，这里锚固槽6在其壁上也具有向着转子4的旋转轴线会聚的轴向齿部分，这些壁在转子4的圆周方向上彼此相对。
在此，该齿部分的各个齿延伸在轴向上，即平行于转子4的旋转轴线延伸，由此锚固区段5及锚固槽6与此相应地具有纵向齿部分。
锚固槽6至少在一个轴向侧上、即根据图1的左侧上敞开，以使得涡轮叶片1可用其锚固区段5在该锚固槽6的敞开侧上轴向地放置及推上。在此，锚固区段5被轴向地插入锚固槽6中。由此锚固区段5与锚固槽6的互补的形状配合轮廓、即这些齿部分彼此啮合，以使得被推入的涡轮叶片1在径向上通过在锚固区段5与锚固槽6之间形成的形状配合被固定或锚固在转子4上。
此外根据本发明，涡轮叶片1设有一个拔卸轮廓7，轴向拔卸力可在该拔卸轮廓上导入涡轮叶片1中。在此该拔卸轮廓7设在基部3上，并尤其设置在基部3的一个离开锚固区段5的区段8上。在这里所示的优选实施形式中，该拔卸轮廓7构造成在基部3的轴向端面9上。因为涡轮叶片1通常是一个单件的及整体的部件，拔卸轮廓7最好为涡轮叶片1的整体组成部分及不是事后装上的部件。
在这里所示的实施形式中，涡轮叶片1仅构造有单个的拔卸轮廓7。显然，该涡轮叶片1原理上可构造有多个拔卸轮廓7，这尤其取于所选择的拔卸轮廓7的相应方案的位置需要量。
根据图1至5，这里所示的优选的拔卸轮廓7具有一个接片10，它被这样设置，即该接片相对转子4横向于轴向并横向于径向地延伸，即相对转子4的圆周方向近似切线方向地延伸。此外该接片10被这样设置，即它在基部3中构成一个侧凹11。在该侧凹11上所需的拔卸力可施加在接片10上及由此导入到涡轮叶片1中。
最好基部3在其端面9上具有一个轴向敞开的腔12，接片10及侧凹11构成在该腔中。由此可使卸出轮廓7以相对小的附加重量及相对小的空间需要量被组合在涡轮叶片1或其基部3中。接片10及侧凹11可在腔12中特别简单地通过一个被开设在基部3的腔12内的槽13构成。槽13在此也横向于转子4的轴向并横向于转子4的径向，即切向地定向。最好该槽13如这里所示地设置在腔12的向着锚固区段5的区域中，这样，槽13在其背向着锚固区段5的一侧上是敞开的。
腔12可在用于制造涡轮叶片1的浇注模中被考虑到，这可使腔12的制造简化。原则上接片10及侧凹11或槽13也可在浇注涡轮叶片1时整体地构成。同样也可以使槽13及因此使接片10及侧凹11在腔12中通过切削加工或通过腐蚀后来形成。
虽然这里所示的设有接片10及侧凹11的拔卸轮廓7对于导入所需的拔卸力是特别有利的，但拔卸轮廓7也可具有其它任何适合的构型。例如这里可列举另一方案，其中拔卸轮廓7由一个螺纹孔构成，该螺纹孔开设在基部3的轴向端面9上及在此延伸在轴向上。
此外，由于在工作中具有的涡轮叶片1的高负荷，在锚固区段5及锚固槽6的区域中会出现塑性变形和/或污染，这会使涡轮叶片1从转子4上的轴向拔卸变难。为了将涡轮叶片1从转子4上拔卸下来，根据图1，本发明提出了一种拔卸工具14。
该拔卸工具14具有至少一个拔卸单元15，它与拔卸轮廓7互补地构成。在本例中拔卸单元15具有一个钩16，它可钩在槽13中。这意味着，钩16被这样地成型，即它可在后面抓住接片10及由此可啮合入侧凹11中。以此方式，拔卸单元15可通过其钩16将所需的拔卸力导入涡轮叶片1的拔卸轮廓7中。
此外，拔卸工具14设有一个驱动装置17，借助该驱动装置可在轴向上驱动拔卸单元15。此外拔卸工具14包括一个支撑轮廓18，借助该支撑轮廓该拔卸工具14可轴向支承在转子4上。
在这里所示的实施形式中，驱动装置17具有一个滑板19及一个驱动器20。滑板19携带拔卸单元15及借助驱动器20可相对一个托架21调节。托架21设有支撑轮廓18。在本例中托架21具有一个支座22，在其上构成支撑轮廓18。
在这里所示的实施形式中，驱动器20设有一个轴向螺杆23，该螺杆穿过透孔24。该透孔24被构造在托架21中或如这里所示构成在固定于托架21上的一个部件25中。螺杆23的第一端部27被固定在滑板19上。合乎目的地，为此滑板19具有一个螺纹孔26，在其中拧入螺杆23的第一端部。这时在该螺杆23上在背离滑板19的一侧上拧上一个螺母28，该螺母例如通过一个垫圈29轴向支承在托架21或部件25上。
在这里所示的拔卸工具14的优选实施形式中，还设有一个保持装置29，该保持装置使得当拔卸时可以在侧面、即在圆周方向上支承涡轮叶片1。根据图1及5，保持装置29例如具有两个杆30，它们可在滑板19中轴向移动地被支承及这样地设置与定尺寸，即它们可与锚固区段5配合作用以在侧向支承涡轮叶片1。例如杆30可插在锚固区段5的侧向齿部分中。涡轮叶片1由此能可靠地保持在滑板19上。
显然，拔卸单元15原则上也可具有其它构型。例如这里可列举一个方案，在该方案中拔卸单元15可由螺栓构成，它可被拧入一个与它互补的、由螺纹孔构成的拔卸轮廓7中。
原则上拔卸工具14可这样构成，即借助它可正好使一个涡轮叶片1从转子4中拔卸出来。但这样一个实施形式也是合乎要求的其中拔卸工具14被这样构成，即借助它可使多个在圆周方向上相邻的涡轮叶片1基本同时地从转子4中拔卸出来。这在多个涡轮叶片1彼此通过一个外部的围带钩接及当这些涡轮叶片1从转子4拔出时该钩接才可解除的情况下特别的有利。在这种实施形式中，支座22由环或环段构成，其中该环或环段被这样定尺寸，即在拔卸这些涡轮叶片1时该环或环段可与转子4同轴地安装在该转子上。在该支座22上可支撑多个滑板19和/或驱动器20。
本发明的拔卸工具14如下地工作在初始状态，涡轮叶片1或其锚固区段5完全地位于转子4的锚固槽6中。拔卸工具14被安置在转子4上，以使得支承轮廓18轴向地支承在转子4上。使滑板19最大程度地向涡轮叶片1方向移动。螺母28这时位于螺杆23的远离滑板19的第二端部31上及轴向地支承在托架21或其部件25上。与此相应地，螺杆23被轴向地向着涡轮叶片1方向调节。现在可使拔卸单元15与拔卸轮廓7形成配合及与滑板19固定地连接。为此拔卸单元15例如借助螺钉32被固定在滑板19上。在此，拔卸单元15可具有一个轴向定向的长形孔33，它使拔卸单元15的定位简化。在装配了拔卸单元15后，其钩16钩入到拔卸轮廓7的槽13中。保持装置29的杆30可能还未配合到涡轮叶片1的锚固区段5中及因此在滑板19中被轴向地-这里向左地-调节。
为了将涡轮叶片1从转子4上拔卸下来，现在可拧螺母28。由此使轴向力通过螺杆23导入滑板19及通过拔卸单元15与拔卸轮廓7导入涡轮叶片1。因为通过拔卸轮廓7的结构，力导入点可以被选择得适合拔卸，因此可传递相对高的轴向力，而不会产生涡轮叶片1倾斜的危险。因此涡轮叶片1被带入沿箭头34方向的运动及逐渐地从转子4上拔卸出。随着累进的拔卸运动，杆30可被引入到锚固区段5的齿部分中，以便侧向地保持涡轮叶片1。从一定的拔出区段起涡轮叶片1或其锚固区段5用一个向着转子4的下侧面35靠置在一个向着涡轮叶片1的支承面36上，该支承面构成在托架21或支座22上及附加地径向支承涡轮叶片1。
此外，在本发明的拔卸工具14中特别有意义的是在将拔卸力导入涡轮叶片1中时形成的反作用力通过支撑轮廓18支撑地作用到转子4上，由此产生了本身闭合的传力链，这就显著地简化了所需的、相对大的拔卸力或其支撑力的产生。
权利要求
1.涡轮机的涡轮叶片，具有一个空气动力的叶片(2)及一个基部(3)，基部(3)在背离叶片(2)的一侧上具有一个锚固区段(5)，该锚固区段可轴向地插入到一个与它互补的、构成在涡轮机的转子(4)中的轴向锚固槽(6)中，以便将涡轮叶片(1)通过锚固区段(5)与锚固槽(6)之间的形状配合径向地固定在转子(4)上，其中在基部(3)上至少构造有一个拔卸轮廓(7)，通过该拔卸轮廓借助一个与它互补的拔卸单元(15)可将一个轴向拔卸力导入固定在转子(4)上的涡轮叶片(1)中。
2.根据权利要求1的涡轮叶片，其特征在于该至少一个拔卸轮廓(7)设置在基部(3)的一个轴向端面(9)上。
3.根据权利要求2的涡轮叶片，其特征在于该至少一个拔卸轮廓(7)是开设在基部(3)的所述轴向端面(9)中的轴向螺纹孔。
4.根据权利要求1或2的涡轮叶片，其特征在于该至少一个拔卸轮廓(7)具有一个接片(10)，该接片横向于轴向并且横向于径向地延伸及构成一个侧凹(11)，其中，用于从转子(4)中拔卸出涡轮叶片(1)的拔卸单元(15)配合在该侧凹(11)中及所述轴向拔卸力通过该接片(10)导入涡轮叶片(1)中。
5.根据权利要求4的涡轮叶片，其特征在于所述接片(10)及所述侧凹(11)被设置在一个腔(12)中，该腔构成在基部(3)的一个轴向端面(9)中。
6.根据权利要求5的涡轮叶片，其特征在于该接片(10)及该侧凹(11)通过一个槽(13)构成，该槽被构成在基部(3)中的所述腔(12)内。
7.根据权利要求6的涡轮叶片，其特征在于该槽(13)在径向上是敞开的。
8.根据权利要求6或7的涡轮叶片，其特征在于该槽(13)被设置在该腔(12)的向着锚固区段(5)的区域中。
9.根据权利要求1至8中一项的涡轮叶片，其特征在于该至少一个拔卸轮廓(7)被设置在基部(3)的与锚固区段(5)间隔有间距的区域(8)中。
10.用于从涡轮机的转子(4)上拔卸涡轮叶片(1)的拔卸工具，尤其是拔卸根据权利要求1至9中一项的涡轮叶片的拔卸工具，具有至少一个拔卸单元(15)，它相对一个构成在涡轮叶片(1)上的拔卸轮廓(7)互补地构成，具有一个驱动装置(17)，当从转子(4)上拔卸涡轮叶片(1)时该驱动装置在轴向的拔卸方向(34)上驱动拔卸单元(15)，具有一个支撑轮廓(18)，在拔卸涡轮叶片(1)时拔卸工具(14)通过该支撑轮廓轴向支撑在转子(4)上。
11.根据权利要求10的拔卸工具，其特征在于拔卸工具(14)被构成为用于同时地从转子(4)上拔卸多个涡轮叶片(1)。
12.根据权利要求10或11的拔卸工具，其特征在于驱动装置(17)具有一个滑板(19)，该滑板承载拔卸单元(15)及借助一个驱动器(20)可轴向沿一个具有支撑轮廓(18)的托架(21)被移动。
13.根据权利要求11或12的拔卸工具，其特征在于托架(21)具有一个带有该支撑轮廓(18)的支座(22)，该支座由环或环段构成，在拔卸所述至少一个涡轮叶片(1)时该环/环段与转子(4)同轴地安置，该支座(22)携带多个滑板(19)和/或多个驱动器(20)。
14.根据权利要求12或13的拔卸工具，其特征在于所述驱动器(20)具有一个轴向的螺杆(23)，该螺杆的一个端部(27)被固定在滑板(19)上并且该螺杆穿过一个构成在该托架(21)中或构成在一个固定在该托架(21)上的部件(25)中的透孔(24)，其中，一个螺母(28)被拧在螺杆(23)上的背离滑板(19)的一侧上。
15.根据权利要求10至14中一项的拔卸工具，其特征在于至少设有一个保持装置(29)，在拔卸涡轮叶片(1)时该保持装置与涡轮叶片(1)的锚固区段(5)配合作用并在侧向支撑涡轮叶片(1)。
16.根据权利要求10至15中一项的拔卸工具，其特征在于拔卸单元(15)具有一个钩(16)，它从后面钩住拔卸轮廓(7)的接片(10)及配合在拔卸轮廓(7)的所述侧凹(11)中。
17.根据权利要求10至15中一项的拔卸工具，其特征在于拔卸单元(15)是一个可拧入由螺纹孔构成的拔卸轮廓(7)中的螺栓。
全文摘要
本发明涉及涡轮机的涡轮叶片(1)，它包括一个空气动力的叶片(2)及一个基部(3)。该基部(3)在背离叶片(2)的一侧上具有一个锚固区段(5)。涡轮机的转子(4)具有一个与锚固区段(5)互补的轴向锚固槽(6)。为了将涡轮叶片(1)径向地固定在转子(4)上，锚固区段(5)可轴向地插入锚固槽(6)中。在基部(3)上至少构造有一个拔卸轮廓(7)，通过该拔卸轮廓借助一个与它互补的拔卸单元(15)可将一个轴向拔卸力导入固定在转子(4)上的涡轮叶片(1)中。
文档编号F01D5/30GK1601056SQ20041007983
公开日2005年3月30日 申请日期2004年9月23日 优先权日2003年9月24日
发明者埃米尔·安纳, 爱德阿德·什劳茨基, 亚历山大·切卡诺夫, 雷米吉·查沃 申请人:阿尔斯通技术有限公司