专利名称：安装涡轮静止叶片的方法和具有径向加载销的涡轮结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及反作用喷咀的加载销，尤其涉及以足够的力将该反作用喷咀顶靠支座的保持表面固定，以保持该翼面截面的设计扭转量的改进的加载销结构。
通常的涡轮结构包括具有多个安装在上面的回转浆叶(叶片)。该叶片沿片沿径向从该转子的外表面向外伸出，安装成几排。一般在一个给定排中的叶片是彼此相同的，但一排中的回转叶片的长度和/或形状与和它隔开的其他排的回转叶片不同。每一个回转叶片有一个从该转子沿径向向外伸出的薄片部分，和用于除该叶片安装在该转子上的基座部分。该基座部分包括一个放置在一个相应形状的槽中的根部。
一个静止壳体同轴地支承在该转子周围，并具有多个排成几排，与回转叶片的排交错的静止叶片(喷咀)。所有静止叶片包括一个从该静止壳体的内表面伸出的薄片部分，和包括放置在该静止壳体的相应槽中的根部的一个基座部分。
该静止叶片的根部和/或该静止壳体的槽带有一个缺口或凹部，在该静止叶片的根部和该槽之间限定一个空间。在由该缺口和/或凹部限定的空间中，通常，设置一种填隙材料或加载销，以便使该壳体和根部互相连接。通常，该加载销由黄铜制成，并且在一个圆形坯料上沿着其轴线通过机加工一个表面制成使该销沿着其全长有一恒定的横截面，基本上为“D”字形。因此，通常的加载销是直的，其加工表面与该销的纵轴线平行。
发明概述设计了整体覆盖式的反作用喷咀来保持装配的预扭转，该预扭转我们认为利用以前的通常的喷咀径向加载销设计是不能达到的。这样，本发明提供了一种楔样的喷咀径向加载销，它最好由钢制成，并沿着倾斜和有凸阶的逐渐变化的表面，与一个反作用喷咀的底部接触。这种接触可以足够的力，将该反作用喷咀沿径向向内固定在支座燕尾槽的保持表面上，以维持设计的翼面预扭转。下面，利用例子来说明本发明改进的径向加载销的二个实施例。
在第一个实施例中，通过在一件圆形的坯料上沿着其轴线加工出一个基本上连续在倾斜的表面，将该逐渐变化的表面作成一个连续的锥度，使通过该销的任何一点的横截面为一个D字形。该加工的表面作成与该销的轴线成一个角度，以形成一个与该反作用喷咀的底部上的相应的基本上为有锥度的表面匹配的一个基本上连续的有锥度的表面。
在另一个实施例中，该加载销不包括一个基本上连续的倾斜表面，而是包括一个或多个不连续的台阶，更具体地说，在一个示例性的另一个实施例中，该销的每一端加工成基本上与该销的中心线平行，但离该销中心线的高度不同，形成二个不同的表面。而以一个较小角度加工出的表面的长度可使二个平的加工表面互相连接。
这样，本发明可用安装涡轮的静止叶片的方法来实施。该方法包括将多个静止叶片安排成多个排，一排的每一个静止叶片有一个根部和一个翼面部分；一排的该静止叶片利用根部安装在涡轮壳体上作出的一个环形槽中。每一个环形安装槽具有二个相对的侧壁和一个底壁。该静止叶片的至少一个根部和所述安装槽的一个壁形成一个凹部。将一个加载销插入每一个所述根部和槽之间的凹部中，可将该静止叶片根部固定在该壳体中。所述加载销包括一个横截面形状基本上与所述凹部的横截面形状相适应的部分圆周壁部分，和一个逐渐变化的壁部分，使所述销基本上为楔形。
本发明还可用一个涡轮结构实现。该涡轮结构包括安装着多个回转浆叶或叶片的转子，该叶片安排成几排，从该转子的一个外表面沿径向向外伸出；还包括一个静止壳体，它同轴地支承在该转子周围，并且多个静止叶片或喷咀排列成几排，与回转叶片的排交错。至少一些所述静止叶片包括从该静止壳体的一个内表面伸出的薄片部分，和一个基座部分。该基座部分包括一个可放置在该静止壳体的相应的槽中的一个根部。该静止叶片的至少一个根部和该静止壳体的槽包括一个凹部，它形成在该静止叶片的根部和该槽之间的一个空间。此外还包括一个加载销，它放置在由该凹部形成的空间中，使该壳体和根部互相连接。所述加载销包括一个横截面形状基本上与所述凹部的横截面形状相适应的，部分圆周壁部分；和一个逐渐变化的壁部分，使所述销基本上为楔形。
附图简述仔细研究下面结合附图对本发明优选实施例的详细说明，将可以更充分地理解本发明的这些和其他特点与优点。其中
图1为涡轮的静止和运动叶片的示意性纵截面图；图2为根据本发明的一个示例性实施例的加载销的正视图；图3为从图2的右端看的一个末端视图；图4为根据本发明的另一个实施例的加载销的正视图；图5为图4右端看的一个末端视图；图6为向着涡轮的中心线下面看的，表示安装在一个喷咀和该壳体之间的图2所示销的横截面图；和图7为向着涡轮中心线下面看的、安装在一个喷咀和壳体之间的图4所示销的横截面图。
优选实施例说明在受控条件下安装的弹性预应力叶片显示很好的阻尼特性，并处在所有工作条件下吸收动态应力，不会危害其长期可靠寿命的位置。对于带有足够大的预应力的叶片，没有摩擦磨损和没有叶片松动问题。因此，保持规定的预定力很重要。
因此，设计的目的是所有安装叶片都在相应的槽内，由特定的扭转作用扭转。喷咀翼面的形状和根部的尺寸选择得使该叶片可在该槽内处在由设计标准确定的位置上。
为了沿径向装入喷咀，以便以足够大的力将该喷咀沿径向向内固定在支座燕尾槽的保持表面上，以保持设计的翼面预扭转，根据本发明的加载销形成楔接触。
图1示意性地表示涡轮结构的二级的纵截面。在所示结构中，一个基本上为圆柱形的部分或U形凹部10在每一个喷咀根部12的容纳槽14的基座中形成。为了将这些零件与处在预先扭转位置的喷咀锁紧，将一个加载销16插入该壳体18和喷咀20之间的这个凹部中。为了可靠地锁紧每一个喷咀和保持其预先扭转，在本发明的一个实施例中，该加载销16，116一般为楔形，具有一个部分圆柱形的壁部分22，122，222和一个逐渐变化的(即倾斜的或有台阶的)壁部分24，124，224。
在图2所示的第一个实施例中，该加载销116具有一个基本上从第一个插入端126连续地向第二个近端128倾斜的壁部分124，以形成一个基本上为有锥度的或楔形的销116。仅图3可看出，靠近远的插入端的该加载销的横截面积比靠近所述近端的该加载销的横截面积小。虽然壁部分124表示成一个连续的有锥度的表面，但包括多个台阶、形成一个有效地连续地倾斜的表面的壁部分功能上与该壁部分124是等价的。
在该加载销的纵向作出一个槽130，它形成一个从该销的近端延伸至其远端的一个部分圆形的凹部。该槽允许销的材料从其原来表面模锻或镦粗，从而增加该销和该喷咀之间的接触面积，该槽还允许，例如插入销取出工具(没有示出)，使该销可以最接近地接合和移动，即使该销被完全插入相应的喷咀120的下面。虽然表示了一个部分圆形的槽130，但可以理解，这个槽的横截面形状不是关键的，在不偏离本发明的条件下，可以作成U-形，矩形或其他的槽形状。
在喷咀根部112和该壳体的根部槽(支座燕尾槽)114之间，将图2所示的有锥度的加载销116插入凹部110中，使将该喷咀稍微地从该槽底部抬高。这可以用足够大的力，将反作用喷咀，沿径向向内固定在该支座燕尾槽的保持表面上，以保持设计的翼面预扭转。为了使该加载销和其相应的喷咀之间的表面与表面的接触最大，在一个示例性实施例中。加工该喷咀根部112的一个相应部分，以形成一个基本上与该加载销116的壁部分124的倾斜相适应的倾斜表面132，使该加载销的插入产生倾斜表面对倾斜表面的楔位移。为了保证该加载销相对于该壳体保持其形状和喷咀的相应锁紧，在一个示例性实施例中，该加载销由钢制成。
图4～5和图7表示本发明的另一个实施例。该壁部分224不是一个有锥度的，或基本上连续倾斜的表面，而是由不连续的台阶部分构成。在该所示的实施例中，沿着销216的长度作出一个台阶。更具体地说，加工该销形成靠近每一个末端226、228的一个平的喷咀接合表面234、236；所述表面基本上与该加载销的纵轴线平行，并且加工该加载销216，在平行表面226、228之间形成一个倾斜的过渡部分或台阶238。如虚线240所示，平表面226、228之间的偏移受限制。又如图所示，为了便于销插入、在该喷咀根部可以作出一个切口242。
沿着该加载销的纵向，作出一个槽230。该槽形成一个从销216的近端228延伸至其远端226的一个部分圆形的凹部。如同在第一个所述的实施例中一样，该槽230可允许该销的材料的其原来表面模锻或镦粗，以增加该销和该喷咀的接触面积。该槽还允许插入一个销取出工具(没有示出)，使得即使完全将该销插入相应的喷咀212的下面，该销可以最接近地接合和移动。如上所述，虽然为了取出销子表示了一个部分圆形的槽230，但应当理解，这个槽的横截面形成不是关键的，在不偏离本发明的条件下，可以作成U形，矩形或其他的槽形状。
将图4所示的有锥度的加载销216插入在该喷咀根部212和该壳体的根部槽214之间的凹部210中，可将该喷咀稍微地从该燕尾槽或槽214的底部抬高，以便有效地将该喷咀锁紧在规定的预先扭转的位置上。为了保证该加载销相对于该壳体保持其形状和相应的锁紧该喷咀，在一个示例性实施例中，该加载销由钢制成。
如上所述，虽然作为本发明的实施例表示了一个连续倾斜的表面和单个有台阶的表面，但该倾斜表面不需要连续地倾斜，可以作成一系列的不连续的台阶。另外，如图4所示，该台阶的不连续平面226、228本身可以为基本上与该销的纵轴线平行的表面，或本身是倾斜的。另外，虽然在所示的实施例中，不连续台阶之间的过渡部分238作成倾斜表面，但在另一种方案中，可以作成多个不连续的，基本上垂直的径向台阶。这样，该销的横截面积连续地或呈台阶状从其远端向其近端增加。
虽然已结合目前认为是最实际和优选的实施例说明了本发明，但本发明不是仅限于所述的实施例，相反，它涵盖在所附权利要求书的精神和范围内的各种改进和等同的改变。
零件清单10-凹部12-喷咀根部14-槽16，116，216-加载销18-壳体20-喷咀22，122，222-圆柱形壁部分，24，124，224-逐渐变化的壁部分，110-凹部112-喷咀根部114-槽(截体燕尾槽)120-喷咀126-第一个插入端128-第二个近端130-槽132-倾斜表面212-喷咀214-槽226-远端228-近端230-槽234，236-喷咀的平接合表面238-倾斜的过渡部分或台阶240-虚线242-切口
权利要求
1.一种安装涡轮的静止叶片的方法，它包括将多个静止叶片(20)排列成多排，一排的每一个静止叶片有一个根部(12)，(212)和一个翼面部分，一排中的这些静止叶片利用该根部安装在作在涡轮壳体(18)中的一个环形槽(14)，(114)，(214)内，每一个环形的安装槽具有二个相对的侧壁和一个底壁，该静止叶片的至少一个根部和所述安装槽的一个壁限定一个凹部(10)(110)(210)；将一个加载销(16)(116)(216)插入在每一个所述的根部和该槽之间的凹部中，从而将该静止叶片根部固定在该壳体上，所述加载销包括一个其横截面形状基本上与所述凹部(10)(110)(210)的横截面形状相适应的一部分圆周壁部分(22)(122)(222)，和一个逐渐变化的壁部分(24)(124)(224)，使所述销基本上为楔形。
2.如权利要求1所述的方法，其特征为，所述逐渐变化的壁部分(124)基本上连续地从所述的加载销的第一插入端(126)向第二近端(128)倾斜，以形成所述的楔形，靠近所述插入端(126)的所述加载销的横截面积比靠近所述近端(128)的所述加载销的横截面积小。
3.如权利要求2所述的方法，其特征为，所述逐渐变化的壁部分(124)连续地从所述插入端至所述近端锥扩。
4.如权利要求1所述的方法，其特征为，从该加载销的近端至远端，沿该加载销的纵向限定一个槽(130)(230)。
5.如权利要求1所述的方法，其特征为，所述部分圆周壁部分为部分圆柱形状(24)(124)(224)。
6.一种涡轮结构，包括安装着多个回转浆叶或叶片或涡轮叶片的一个转子，这些叶片被安装成排，从该转子的一个外表面沿径向向外伸出；一个静止的壳体(19)，同轴地支承在该转子的周围，多个静止叶片或喷咀(20)被排列成排，与该回转叶片的排交错，至少一些所述静止叶片包含从该静止壳体的一个内表面伸出的一个翼部分(20)和一个基座部分，该基座部分包含一个被安置在该静止壳体的一个相应槽(14)(114)(214)中的根部(12)(112)(212)；该静止叶片的至少一个根部和该静止壳体的槽包含一个凹部(10)(110)(210)，在该静止叶片的根部和该槽之间限定一个空间；一个加载销(16)(116)(216)，被配置在由该凹部限定的空间中，将该壳体和根部互相连接，所述加载销包括一个其横截面形状基本与所述凹部的横截面形状相当的部分圆周壁部分(22)(122)(222)，和一个逐渐变化的壁部分(24)(124)(224)，使所述销基本上为楔形。
7，如权利要求6所述的涡轮结构，其特征为，所述逐渐变化的壁部分(124)基本上连续地从所述加载销(116)的第一个插入端(126)向第二个近端(128)倾斜，以限定的述楔形，靠近所述插入端的所述加载销的横截面积比靠近所述近端的所述加载销的横截面积小。
8.如权利要求7所述的涡轮结构，其特征为，所述逐渐变化斜壁部分从所述插入端向所述近端连续地锥扩。
9.如权利要求6所述的涡轮结构，其特征为，从该加载销的近端至远端，沿该加载销的纵向限定一个槽(130)(230)。
10.如权利要求6所述的涡轮结构，其特征为，所述部分周围壁部分为部分圆柱形。
11.如权利要求6所述的涡轮结构，其特征为，所述加载销的横截面基本上为D字形。
全文摘要
一个楔样的喷嘴径向加载销(16)(116)(216)由钢制成，它沿着倾斜或有凸阶的逐渐变化的表面(24)(124)(224)，与一个反作用喷嘴(12)(112)(212)的底部接触。这种接触可以足够的力将该反作用喷嘴沿径向向内固定在支座燕尾槽的保持表面上，以维持设计的翼面预扭转。
文档编号F01D9/04GK1621661SQ20041009620
公开日2005年6月1日 申请日期2004年11月25日 优先权日2003年11月25日
发明者C·W·沙利文, D·O·费茨, R·J·布拉肯, G·L·兰德里 申请人:通用电气公司