专利名称：工作叶片在转子上的轴向保险装置和有这种装置的燃气轮机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工作叶片在转子上的轴向保险装置，包括一个轴环， 在其外圆周上设有沿转子的轴向延伸的工作叶片固定槽，工作叶片分别通 过与工作叶片固定槽对应的叶根安装在这些工作叶片固定槽内，还包括一 个在工作叶片固定槽区域内设在轴环端侧侧面的凸块，在凸块内设有沿径 向向外开口的环槽，以及包括布设在每个工作叶片内沿径向朝里开口的保
险槽，它分别与环槽沿径向相对置，其中，为了工作叶片的轴向保险，分 别在环槽和在保险槽内设置插入的薄板状密封件，这些密封件沿周向构成 端侧密封环，其中，为了固定密封件防止沿周向移动，至少一个密封件有 孔。此外本发明涉及一种具有这种装置的燃气轮机。
背景技术：
燃气轮机的转子是已知的，其中，在外圓周上工作叶片固定槽内安装
的工作叶片借助密封片防止轴向移动。在这方面例如由US3957393已知， 这种密封片通过铆接固定在转子上。
此外已知按照图1的装置。图1表示一种此类装置的俯视图，以及图2 表示按照图1中剖切线n-n的横截面图。对于每个要防止在其工作叶片固 定槽12内轴向移动的工作叶片14而言，作为密封件采用两个小量重叠的 密封片16，它们各遮挡工作叶片固定槽12端侧口的一半。每个密封片16 其沿径向的内端18插入一个设在转子盘19端侧的环形槽20中，以及其沿 径向的外端22插入一个设在工作叶片14的平台28的下侧26上的保险槽 24内。为防止任何密封片16沿周向U移动，在每个密封片16上固定一个 直线状板条30,它基本上沿转子23的径向延伸。每个板条30的其沿径向 的外端32终止为一个逐渐聚合的尖端34。在工作叶片14的平台28上存在 斜削的棱边36,其中，每两个直接相邻的涡轮工作叶片14的相对置的棱边 36,形成一个逐渐变尖的空隙38，板条30的尖端34可以伸入并贴靠在该此外密封片16还确保隔离两个区域37、 39，在这两个区域内一侧可以 进入冷却空气，以及另一侧在有些情况下可以进入部分热燃气。
为了将板条30固定在密封片16上，在密封片16上设有两个平行的开 口 40，已经预弯成U形的板条30通过它们装入。板条30的与尖端34相对 置的端部41,在将密封片16安装在转子盘19上之前，已经弯曲到图2所 示的用于固定板条30的位置。
当工作叶片14安装在转子盘19上后，将密封片16与预装配的板条30 一起，相继穿入设在转子盘19上连续环绕的环槽20内以及设在平台28下 侧26上的保险槽24内。密封片16沿环槽20的圓周定位成，使每个板条 30与一个空隙38相对置。接着，板条30的尖端34弯入该空隙38中，以 防密封片16沿周向U移动。
因为板条基于非常高的机械要求只允许弯曲 一次，所以在维修并更换 工作叶片的情况下，必须用新的板条替换弯曲过的板条。此外，设在密封 片中用于安装板条的开口削弱了密封片。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供另 一种防止密封件有危险地周向移 动的装置，其能缩短装配和分解的时间。本发明另一个要解决的技术问题 是，制备一种具有这种装置的燃气轮机。
涉及工作叶片在转子上的轴向保险装置的技术问题，通过权利要求1 的特征得以解决。
本发明规定，在此类装置中防止密封件沿周向移动的装置，包括一个 设在密封件内的孔和一个设在轴环侧面与该孔大体对齐的槽以及一个装入 槽和孔内位置固定的制动件。本发明与迄今的设计不同，在那里一个与密 封件钩连的板条形状封闭地插入一个空隙中。现在取代板条釆用制动件， 它可以插入设在轴环端侧的槽内。制动件闭锁密封件沿周向的移动，因为 它装在密封件的区域内，横向于其中安装密封件的环槽地延伸，与此同时 插入设在密封件上的孔中。密封件沿环槽小量的和可容忍的间隙，只有在 孔沿周向看的宽度大于制动件沿周向观察的宽度才有可能。
使用一种插入密封件的孔中并通过使其塑性变形的敛缝将其固定在轴环端侧上的制动件，可以达到密封件特别可靠而简单的防止沿周向移动的 轴向保险。此外，装配可以迅速和方便地实现。为此，用一种适用的敛缝 工具，例如锤子和凿子类工具，使制动件端侧塑性变形，从而将制动件在 压力下贴靠在槽内，由此在槽的壁与制动件之间造成一种非常可靠的摩擦 连接，这种摩擦连接可靠地阻止在燃气轮机运行时制动件无意中脱开。为 了拆卸制动件，制动件的变形区可以通过打磨去除，并由此松开摩擦连接 以取出制动件。
此外采用按照本发明的设计取消了迄今削弱密封件的开口 ，而这些开 口用于将保险片固定在密封件上。因此进一步增大密封件的刚性及其密封效果。
在从属权利要求中说明有利的设计。
按本发明 一项有利的设计，制动件就其装入状态而言在槽的区域内横 截面设计为楔形，以及此外还包括一个从端侧伸出的销子，它可以插入密 封件的孔中。通过制动件的楔形和对应于此楔形的槽的楔形，规定了制动 件在转子内一个确定的位置。此外，这样选择槽的楔形的定向，使相互走 近的侧壁，就像制动件的与之对应的侧面一样向外指。由此，楔形的制动 件在离心力作用下企图向外，在这种情况下进一步在槽内楔紧或夹紧，这 进一 步强化了侧面与侧壁之间的摩擦连接，以及使制动件的无意中脱开更 难发生。其结果是由此可提供一种特别安全的装置。
按本发明另一项设计，安装制动件的槽沿径向向外开口。在这种情况 下，安装在槽内的制动件可以在就转子而言的圆周上塑性变形，代替端侧 变形。若此时在槽的侧壁内还提供附加的设在圓周上的凹窝，制动件的部 分变形材料可避让在凹窝内，则除了夹紧制动件外，还附加地构成一种形 状封闭连接，用于制动件的位置固定。由此特别可靠地防止制动件失落。
按另一项有利的设计，在轴环侧面沿转子轴向延伸的槽布置为，使其 一直延伸到环槽内。在这种情况下避免削弱轴环或优选地构成轴环的转子 盘。因此，将设在密封件上的孔制在密封件沿径向的内端。密封件的这一 区域在工作时加热最小，所以不因所述的孔而影响密封件的刚度和耐热强 度。
业已证实特别有利的是，每第二个或每个密封件都具有防止密封件移
动的保险装置D恰S地所述装置在轴向流动的固定式燃气轮机转子上采用。
下面借助附图表示的多种实施例来说明阐述本发明。由所述说明中可
得出其他优点和特征。其中
图1表示按照现有技术的工作叶片在转子上的轴向保险装置； 图2表示按照图1中剖切线II-II的横截面；
图3表示转子盘和装在它上面的工作叶片的局部俯视图，借助密封件 作为工作叶片的轴向保险装置；
图4表示按照本发明的制动件的透视图5表示按照第二种设计装入转子槽内的制动件的透视图。
具体实施例方式
图3表示燃气轮机转子23的由转子盘19构成的轴环21的局部端侧俯 视图。可绕旋转轴50旋转的转子23，在其外圓周52上有沿圆周U分布的、 沿轴向延伸的工作叶片固定槽12，其中可分别插入工作叶片14的与工作叶 片固定槽12对应设计的叶根54。表示在图3中央的工作叶片固定槽12中 已经插入一个工作叶片14。与图1和图2中表示的现有技术一样，在转子 盘19端侧或在轴环21端侧的侧面56上，布i殳一个沿轴向延伸的凸块58 或扩展段，其带有沿径向向外开口的环槽20。环槽20例如设在比工作叶片 固定槽12沿径向更靠里的位置上。工作叶片14具有一个处于叶根54与型 面叶身之间的平台28，在其下侧设有朝环槽20开口的保险槽24并与之相 对置。按照与现有技术类似的方式，密封件42插入连续的环槽20及保险 槽24内，它防止工作叶片14沿工作叶片固定槽的移动。
与上述现有技术不同，密封件42完全遮挡其中一个工作叶片固定槽12 的端侧孔。因此总是仅一个工作叶片14被其中一个密封件42固定，防止 其沿工作叶片固定槽12移动。
但密封件42也可以如现有技术那样沿圓周分布为，将两个直接相邻的 密封件分别半个地插入工作叶片14的保险槽24内。此时两个相邻的密封 件防止一个工作叶片14轴向移动。
类似于现有技术，完全装配好的一圈分别略微重叠的密封件42形成一 个密封环，它将一个可流过冷却剂的区域37与另一个在有些情况下可流入热燃气的区域39隔开。
为了确保密封件42本身不沿周向移动，在密封件42的沿径向的内端 61设有一个孔63，它可以是一个沖槽，但也可以是一个钻孔。
此外，在轴环21的端面56上在凸块58区域内分别设有一个槽65，它 基本上沿转子23的轴向，亦即平行于旋转轴50地延伸。每个槽65有两个 相对置的侧面66,这两个侧面向外观察相互楔形地走近，^E形成一个不接 触的间隙。
也可以取代向外开口的槽65，-没一个对外封闭的槽。在这种情况下两 个相互走近的侧壁66在修圓的顶端接触。
在槽65内可插入图4中透视表示的制动件67。制动件67包括一个与 槽65对应的具有彼此走近的侧面70的楔形段，以及一个设在楔形段端侧 的销子69。当制动件67装入槽65中时，销子69插入密封件42的孔63内。
因此，防止密封件42沿周向U移动的保险装置，在总体上包括密封件 42上的孔63、设在转子盘19端侧的槽65以及可装入其中的制动件67。
只有当孔63沿周向看的宽度大于销子沿周向看的宽度或直径时，密封 件42沿环槽20才可能有小量和可容忍的间隙。为了达到特别密封地隔离 区域37与区域39,优选地孔63的宽度与销子69的直径基本一致。
在将制动件67装入槽65内后，借助敛缝工序使制动件小量塑性变形。 此时制动件67在区域71内塑性变形。由此消除为了安装制动件67仍存在 的但小量的间隙，从而造成制动件67的一种更牢靠的配合。通过消除间隙， 使侧面70压靠在侧壁66上。由此在槽65的侧壁66与制动件67的侧面70 之间形成可靠的摩擦连接，它可靠地防止制动件无意中脱开。
敛缝工序可以借助一把适用的尖端略加修圆的凿子进行，将凿子放在 制动件上的区域71内并施加锤击力。为了控制凿子的定位，制动件有一个 预加工在端侧的凹口 71 ，凿子应;j欠在此凹口内。
图5表示本发明另一种设计的透视图。在这里，将图4所示仅略有改 变的制动件67装入槽65中。取代端侧的凹口71,用于图5的制动件67有 两个就转子而言在外侧(圆周侧)的凹口 71,用于协助敛缝工序的实施， 只要制动件67按照图5装入槽65中，它们便分别与一个在圓周侧设在侧 壁66内的凹窝72相对置。通过按照以上所述方式实施敛缝工序，制动件 在凹口附近的材料可进入凹窝72内，从而造成一种形状封闭连接，将制动件67可靠定位在槽65中。
总之，采用本发明提供了一种装置，其中，通过从轴环端侧插入槽内 的制动件封堵密封件的移动行程，克服由现有技术已知的缺点。为了确保 制动件本身不会无意中脱开，借助塑性变形将制动件固定在转子盘上。
权利要求
1.一种工作叶片(14)在转子(23)上的轴向保险装置(10)，包括轴环(21)，在该轴环的外圆周(52)上布设沿转子(23)轴向延伸的工作叶片固定槽(12)，工作叶片(14)分别通过与工作叶片固定槽(12)对应的叶根(54)安装在这些工作叶片固定槽(12)内；包括在工作叶片固定槽(12)区域内设在轴环(21)端侧侧面(56)的凸块(58)，在凸块(58)内设一个沿径向向外开口的环槽(20)，以及包括设在每个工作叶片(14)内沿径向朝里开口的保险槽(24)，它分别与环槽(20)沿径向相对置，其中，为了工作叶片(14)的轴向保险，分别在环槽(20)和在保险槽(24)内设置插入的薄板状密封件(42)，这些密封件沿周向(U)构成端侧密封环，其特征为，为了固定密封件(42)防止沿周向(U)移动，至少一个密封件(42)有孔(63)，以及在轴环(21)的侧面(56)设一个与孔(63)大体对齐的槽(65)和采用一个安装在该槽(65)内的有一个从端侧伸出的销子(69)的制动件(67)，销子(69)插入所述孔(63)内，其中所述制动件(67)通过使其塑性变形的敛缝防止失落。
2. 按照权利要求1所述的装置(10)，其中，所述制动件(67)就其装 入状态而言在所述槽(65)的区域内横截面设计为楔形。
3. 按照权利要求2所述的装置(10)，其中，所述槽(65)对应于所述 制动件(67)的楔形来设计，以及其中，所述槽(65)的侧壁(66)向外 看《皮此倾杀牛。
4. 按照前列诸权利要求之一所述的装置(10)，其中，所述槽(65)沿 径向向外开口。
5. 按照权利要求4所述的装置(10)，其中，在所述槽(65)的侧壁(66) 内就转子而言设有圆周上的凹窝，制动件(67)的材料通过塑性变形可至 少部分进入这些凹窝内。
6. 按照前列诸权利要求之一所述的装置(10)，其中，所述轴环(21) 由转子盘(19)构成。
7. 按照前列诸权利要求之一所述的装置(10)，其中，至少每第二个密 封件(42)具有用于防止密封件(42)移动的保险装置。
8. —种具有按照权利要求1至6之一所述的用于工作叶片(14)的保 险装置(10)的燃气轮机。
全文摘要
本发明涉及一种工作叶片(14)在转子(23)上的轴向保险装置(10)，包括轴环(21)，在轴环外圆周(52)上布设工作叶片固定槽(12)，在工作叶片固定槽(12)内分别安装工作叶片(14)；还包括在工作叶片固定槽(12)区域内设在轴环(21)端侧侧面(56)的凸块，在凸块内设一个沿径向向外开口的环槽(20)，以及包括设在每个工作叶片(14)内沿径向朝里开口的保险槽(24)，它分别与环槽(20)沿径向相对置，其中，为了工作叶片(14)的轴向保险，分别在环槽(20)和在保险槽(24)内设置插入的薄板状密封件(42)。为了提供密封件(42)另一种防止在槽(20)内部沿周向移动的保险，本发明建议，采用一个从轴环(21)的端侧插入槽(65)中的制动件(67)来闭锁密封件(42)的移动行程。为了固定制动件(67)本身防止无意中脱开，借助塑性变形将它固定在转子盘上。
文档编号F01D5/32GK101680304SQ200880016327
公开日2010年3月24日 申请日期2008年3月19日 优先权日2007年4月4日
发明者达伦·T·恩格尔 申请人:西门子公司