专利名称：用于周向燕尾形转子叶片附接系统的锁定隔离件组件的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及周向进入的转子燕尾部系统，并且更具体地涉及在此类系统中 使用的锁定隔离件组件。
背景技术：
常规燃气涡轮机包括转子，该转子在其风扇、压缩机和涡轮区段中具有安装到转 子盘上的多个转子叶片。各叶片均包括加压空气在其上流动的翼型件，以及限定对于空气 流的径向内侧边界的翼型件根部处的平台。叶片典型地是可移除的，且因此包括构造成接 合转子盘圆周中的互补燕尾槽的适合的燕尾部。燕尾部可为接合形成在盘体圆周中的对应 轴向槽或周向槽的轴向进入式燕尾部或周向进入式燕尾部。典型的燕尾部包括从叶片平台 的底部沿径向向内延伸的具有截面面积的颈部。颈部向外分叉成一对相对的燕尾凸起。对于周向燕尾部，单个燕尾槽形成在前连续周向柱体或“箍部”与后连续周向柱体 或“箍部”之间，且围绕盘体的整个圆周沿周向延伸。美国专利No. 6，033，185中示出了此 类构造的实例。周向槽可在一个位置处局部地扩大，以容许单个的燕尾部先插入其中，且然 后沿燕尾槽周向地重新定位，直到整个槽由整排叶片填充。周向燕尾槽的截面形状包括由 前转子盘箍部和后转子盘箍部限定的凸起凹口，前转子盘箍部和后转子盘箍部与燕尾凸起 配合来在涡轮运行期间克服离心力沿径向保持单个的叶片。多个叶片，具体而言是燕尾构件，滑入周向槽且围绕周向槽滑动，以便限定围绕转 子盘周边的完整的转子叶片级。叶片包括根部端处的平台，该平台可围绕槽成邻接接合。在 其它实施例中，隔离件可安装在相邻转子叶片平台之间的周向槽中。一旦所有叶片(和隔 离件)已经安装好，则槽中最后剩余的空间典型地由专门设计的隔离件组件填充，如本领 域通常所知。各种常规隔离件组件为相对复杂的多构件装置，其依靠螺栓、凸轮或其它转矩机 构，转矩机构转动来促动相对设置的移动部件与盘体箍部形成接合。凸轮件、螺栓或其它功 能部件然后锁住。其它装置沿径向将两个压力面用螺栓连接在一起。这些常规系统通常难 以组装，且在涡轮运行期间易于分开，例如，如果装置的任一侧相对于相邻涡轮构件(即， 转子盘或叶片平台)形成间隙。常规设计中经常遇到的另一问题在于构件难以配合在一 起。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或可从该描述变得清楚，或可 通过本发明的实践来获悉。—方面，本发明提供了一种独特的锁定隔离件组件，其在相邻转子叶片的平台之 间的转子周向燕尾槽中用以填充槽中最后的空间。该组件可包括具有平台的静止部件，该 平台构造成配合到相邻转子叶片平台之间的空间中。例如，该平台可具有宽度、长度和厚 度，以便填充该空间，且放置为与转子叶片平台齐平。静止构件还包括第一支腿，该第一支腿从平台下侧沿横向延伸，且具有以便延伸到燕尾槽中的构造。在平台中限定沿纵向延伸 的凹槽。滑动部件与静止部件可移动地接合，以便沿凹槽滑动。该滑动部件包括上板件和 连接到该上板件上的第二支腿，例如以便从上板件的下侧沿横向延伸。第二支腿还具有以 便延伸到与第一支腿相对的燕尾槽中的构造。滑动部件可沿凹槽在第一解锁位置和第二解 锁位置之间移动，在第一解锁位置，第一支腿和第二支腿间隔开第一距离，以便可在相邻转 子叶片平台之间的空间处从上方插入燕尾槽。滑动部件可移动到第二锁定位置，在第二锁 定位置，第一支腿和第二支腿间隔开延长的(相比于第一距离)第二距离，使得第一支腿和 第二支腿抵靠接合燕尾槽的相对壁。在滑动部件的锁定位置上，静止部件不可移除地锁定 到燕尾槽中。另一方面，本发明还包含一种具有带转子盘的转子的转子组件。盘的前箍部构件 和后箍部构件限定连续沿周向延伸的燕尾槽。多个转子叶片围绕燕尾槽安装，且各转子叶 片均具有平台和从平台延伸入燕尾槽中的燕尾部。锁定隔离件组件安装在至少其中两个转 子叶片之间。锁定隔离件组件可如上文讨论的那样构造，且本文将进行更为详细的描述。本发明的这些及其它实施例和特征将在以下描述中更为详细地描述。
在结合附图的如下详细说明中更为具体地描述了根据优选实施例和示例性实施 例的本发明及其另外的方面和优点，在附图中图1为常规燃气涡轮机构造的构件的局部截面视图；图2为用于周向进入式转子叶片的示例性转子燕尾部和燕尾槽构造的局部截面 视图；图3为具有根据本发明的各方面的在相邻转子叶片平台之间的锁定隔离件组件 的转子盘的局部透视图；图4为根据本发明的方面的锁定隔离件组件的实施例的构件的透视图；图5为处于组装状态的图4中的构件的透视图；图6为插入燕尾槽中的图4中的构件的透视图；图7A、图7B和图7C为根据本发明的锁定隔离件组件的实施例的连续操作视图，其 中的滑动部件从解锁位置移动至锁定位置；图8为图4的锁定隔离件的连续操作视图，其中，滑动部件从解锁位置移动至锁定 位置；图9为锁定隔离件组件的滑动部件构件的实施例的透视图；以及图10为图9中的滑动部件的备选透视图。部件列表12 转子20转子盘18中心轴线22转子叶片24中心轴线(叶片)26翼形件区段
26a前缘
26b后缘
28平台
30燕尾部
31颈部
32燕尾凸起
34箍部构件
36燕尾槽
38凸起凹口
40隔离件
50锁定隔离件组件
52静止部件
54平台
56上表面
58凹口
60肩部
62凹槽
64第一支腿
66底座
70凸轮表面
72第一区段
76第二区段
78滑动部件
80上板件
82上表面
84颈部
86第二支腿
88底座
90引导凸片
92凸轮从动件
具体实施例方式现参照本发明的特定实施例，在附图中示出了本发明的一个或多个实例。各实施 例均是通过对本发明的各方面的说明而提供，并且不应当看作是本发明的限制。例如，相对 于一个实施例示出或描述的特征可结合另一个实施例使用来产生再一个实施例。其意图在 于本发明包括本文所述的实施例的这些和其它修改和变型。例如，图1中示出了常规燃气涡轮机的构件，其中，转子12包括与涡轮的中心轴 线18同轴设置的多个转子盘20。多个沿周向间隔开的转子叶片22可移除地固定到盘上， 且从其沿径向向外延伸。各叶片22均具有纵向中心轴线24，且包括具有前缘26a和后缘26b (沿叶片22上的空气流方向)的翼型件区段26。各叶片22均具有平台28，平台28提 供了用于翼型件26上的空气流的一部分径向内侧边界，以及从平台28沿径向向内延伸的 一体式燕尾部30。如本领域中通常公知的那样，燕尾部30滑入周向延伸的燕尾槽，且沿该 周向延伸的燕尾槽滑动，该燕尾槽由转子盘20上前箍部构件和后箍部构件限定。图2为示例性燕尾部和燕尾槽构造的更为详细的视图。转子叶片22包括平台28， 平台28具有一体形成的燕尾部30，燕尾部30从其上延伸到燕尾槽36中，该燕尾槽36由 转子盘20上的前箍部34和后箍部34的面对的壁部限定。燕尾部30包括凸起32，凸起32 容纳到燕尾槽30中的凸起凹口 38内，该燕尾槽30由箍部壁的弓形部分限定。应当容易意 识到的是，图2中的燕尾部30和燕尾槽36的构造仅出于示范的目的，且燕尾部和槽的构造 可在本发明的范围和精神内极大地变化。图3为转子12的一部分的局部透视图，且特别示出了构造在转子盘20的前箍部 构件34和后箍部构件34之间的燕尾槽中的多个转子叶片。各转子叶片22均包括平台28。 如本领域中通常公知的那样，常规的隔离件40可设置在相邻叶片的平台28之间。图3以局 部剖开的方式示出了根据本发明的各方面的锁定隔离件组件50，且该锁定隔离件组件50 在所有周向进入式转子叶片22 (以及相关隔离件40，如果使用了的话)已经插入燕尾槽中 之后起到最后的隔离件组件的作用。下文更为详细地描述了锁定隔离件组件50。图4示出了锁定隔离件组件50的实施例的双构件。如图3中所示，组件50包括 具有平台54的静止部件52，平台54构造成配合到相邻转子叶片平台28之间的空间中。因 此，平台54可具有任何尺寸构造，使得宽度、长度、厚度或任何其它特征使平台54能够插入 转子叶片平台28之间，且优选放置为与转子叶片平台28和常规隔离件40的顶面基本上齐 平。静止构件54包括可与平台54 —体形成的第一支腿64，或可包括单独地附接到平 台54上的构件。如图6中大体上示出的那样，第一支腿64从平台54的下侧大致沿横向延 伸，且具有便于延伸到燕尾槽36中的形状和构造。应当容易认识到的是，第一支腿64可具 有任何期望的构造，且不必为如附图中所示的直的构件。第一支腿64的形状和构造将大部 分取决于燕尾槽36的具体形状和轮廓。第一支腿64还可包括底座部件66，底座部件66构 造成以便延伸到燕尾槽36中的凸起凹口 38中，且抵靠接合箍部构件34的壁部。如图4中大体上示出的那样，静止部件50可包括限定在平台54中的凹槽62。该 凹槽62沿平台54纵向延伸，以便在锁定隔离件组件50插入转子中时定向在箍部构件34 之间。锁定隔离件组件50包括滑动部件78，滑动部件78与静止部件52可移动地接合。 在所示的实施例中，滑动部件78沿凹槽62与静止部件52接合，且可相对于静止部件52在 解锁位置与锁定位置之间移动，如将在下文中更为详细地描述。该滑动部件78包括上板件80和连接到该上板件上的第二支腿86，例如，第二支 腿86连接到上板件80的下侧上。第二支腿86可与上板件80形成为一体式构件，或可组 成附接到上板件80上的单独构件。像第一支腿64 —样，第二支腿86也可具有任何形状或 构造方式，且旨在插入燕尾槽36 (图6)中，且抵靠接合相对的箍部构件34。第二支腿86可 包括底座88，底座88配合到凸起凹口 38中，且抵靠接合箍部构件34的壁部。如图9和图10中具体示出的那样，中间颈部84可将第二支腿86连接到上板件80上。该颈部84具有便于滑入限定在静止部件52的平台54中的凹槽62内的形状和构造。如图6中所示，滑动部件78可沿凹槽62在第一解锁位置(图5和图6中所示) 之间移动，其中第一支腿64和第二支腿86间隔开一定距离，以便支腿可从上方插入燕尾槽 36中。一旦支腿已经插入燕尾槽36中，而静止部件52的平台54坐落于箍部构件34上，则 滑动部件78就重新定位到锁定位置上，在锁定位置，第一支腿64和第二支腿86间隔开延 长的距离(相比于解锁位置上的距离)，使得第一支腿和第二支腿抵靠接合限定燕尾槽36 的箍部构件34的相对的壁部。图8中描绘了滑动部件78相对于静止部件52的运动。在 滑动部件78的锁定位置，第一支腿64和第二支腿86接合在燕尾槽36中，而静止部件不可 移除地锁定到燕尾槽中。具体参看图4和图5，在锁定隔离件组件50的独特实施例中，细长的凹口 58限定 在平台54的上表面56中。凹槽62形成在凹口中，且凹口 58包括凹槽62相对侧上的肩部 60。如图8中滑动部件78的最终位置上所示，凹口 58构造成使得在滑动部件78的锁定位 置上，滑动部件的上板件80配合到凹口中，以便与平台54的上表面56大致齐平。在滑动部 件78的解锁位置上，上板件80设置在平台54的上表面56上，且基本上沿该上表面滑动， 直到上板件80落入凹口 58中。具体参看图5和图7A至图7C，凸轮表面70沿凹槽62限定，例如，平台54下侧上 的凹槽。凸轮从动件92构造在滑动部件78上，且在滑动部件78在锁定位置与解锁位置之 间运动时接合凸轮表面70。凸轮从动件92可包括沿凸轮表面70滑动的任何滑动部件78 的结构。在所示的实施例中，凸轮从动件92由第二支腿86的沿横向延伸的肩部限定。如 图10中具体示出的那样，这些肩部例如限定在颈部84的相对侧上。因此，如图7A至图7C 的连续操作视图中所示，颈部84延伸穿过凹槽62，而凸轮从动件表面92抵靠接合凸轮表面 70。凸轮表面70具有由滑动部件78的初始行进路径中的第一区段72和限定在滑动部件 78的锁定位置处的第二区段76所限定的独特轮廓。如图7A和图7B中所描绘的那样，在滑 动部件78从解锁位置朝锁定位置进行初始运动时，第一轮廓区段72导致滑动部件78的上 板件80倾斜到凹口 58中，同时第二支腿86朝第一支腿64枢轴旋转。滑动部件78朝锁定 位置的进一步运动导致凸轮从动件表面92接合凸轮表面70的第二轮廓区段76。如图7C 中所描绘的那样，第二区段具有独特的曲率，该曲率导致上板件80沿相反的方向倾斜到凹 口 58中，同时第二支腿86远离第一支腿枢轴旋转。如图7B中所描绘的那样，凹口 58以相 对于平台的上表面(沿远离第一支腿64的方向)向下的角度限定，以便适应上板件80的 倾斜。在如图7C中所描绘的滑动部件78的锁定位置上，凸轮从动件表面92抵靠接合第 二轮廓区段76在滑动部件78上给予锁定偏压，使得推动支腿86远离第一支腿64且与燕 尾槽壁部接合，且沿图7C中指出的箭头方向推动上板件80的前方或前缘，使得上板件80 的后缘偏压成与凹口 58的肩部60接触。在所示的实施例中，还将引导凸片90设置在静止部件78的上板件80的下侧上。 如图7A至图7C中具体示出那样，引导凸片90具有便于沿凹槽62滑动的尺寸。滑动部件78相对于静止部件52的独特构造，且特别是凸轮从动件表面92与凸轮 表面70的相互作用，导致了滑动部件78的上板件80锁定到平台54的凹口 58中的独特咬 合动作。此动作给出了锁定隔离件组件50已经适当地定位在燕尾槽中且已经牢固地固定就位的位置指示。应当意识到的是，本发明还包含结合本文所述和实施的锁定隔离件组件50的转 子组件100 (图2)。转子组件100包括具有转子盘20的转子12，该转子盘20具有限定连 续沿周向延伸的燕尾槽36的前箍部和后箍部34。多个转子叶片22配合到燕尾槽中，且各 转子叶片22均包括平台28和从平台延伸到燕尾槽36中的燕尾部30。如上文所述，根据本 文所示和所述的任何实施例的锁定隔离件组件50设置在两个转子叶片平台28之间的空间 中。尽管已经参照特定示例性实施例及其方法来详细描述了本主题，但本领域的技术 人员将会在对前文取得理解时，可容易地制作出此类实施例的变更、变型和等价物。因此， 本公开内容的范围是通过举例的方式，而非通过限制，且如本领域的普通技术人员很容易 明白的那样，主题公开不排除本主题包括这些变更、变型和/或添加。
权利要求
1.一种用于插入相邻转子叶片(22)的平台(28)之间的周向燕尾槽(36)中的锁定隔 离件(50)组件，包括具有构造成配合到相邻转子叶片平台之间的空间中的平台(54)的静止部件(52)，所 述静止部件还包括从所述平台的下侧沿横向延伸的第一支腿(64)，且具有以便延伸到所述 燕尾槽中的构造；限定在所述平台中的沿纵向延伸的凹槽(62)；沿所述凹槽与所述静止部件可移动地接合的滑动部件(78)，所述滑动部件包括上板件 (80)和连接到所述上板件上的第二支腿(86)，所述第二支腿具有以便延伸到与所述第一 支腿相对的所述燕尾槽中的构造；所述滑动部件可沿所述凹槽在第一解锁位置与第二锁定位置之间移动，在所述第一解 锁位置，所述第一支腿和所述第二支腿间隔开第一距离，以便可插入所述燕尾槽中，而在所 述第二锁定位置，所述第一支腿和所述第二支腿间隔开延长的第二距离，使得所述第一支 腿和所述第二支腿抵靠接合所述燕尾槽的相对的壁部，且将所述静止部件锁定在所述燕尾 槽中。
2.根据权利要求1所述的锁定隔离件组件(50)，其特征在于，所述锁定隔离件组件 (50)还包括限定在所述平台的上表面(56)中的细长的凹口(58)，所述凹槽(62)限定在所 述凹口中，所述滑动部件的所述上板件在所述滑动部件的所述锁定位置上配合到所述凹口 中，以便与所述平台的所述上表面大致齐平。
3.根据权利要求2所述的锁定隔离件组件(50)，其特征在于，所述滑动部件(78)还包 括设置在所述上板件(80)与所述第二支腿(86)之间的颈部(84)，所述颈部延伸穿过所述 凹槽(62)。
4.根据权利要求3所述的锁定隔离件组件(50)，其特征在于，所述上板件(80)设置在 所述滑动部件(78)的所述第一解锁位置上的所述平台(54)的所述上表面(56)的上方。
5.根据权利要求2所述的锁定隔离件组件(50)，其特征在于，所述锁定隔离件组件 (50)还包括沿所述凹槽(62)限定在所述平台(54)的所述下侧上的凸轮表面(70)，以及构 造在所述滑动部件(78)上的凸轮从动件(92)，所述凸轮表面包括第一轮廓区段(72)，当 所述滑动部件最初从所述第一解锁位置沿所述凹槽朝中间位置移动时，所述第一轮廓区段 (72)导致所述上板件(80)倾斜到所述凹口(58)中，同时所述第二支腿(86)朝所述第一支 腿(64)枢转。
6.根据权利要求5所述的锁定隔离件组件(50)，其特征在于，所述凹口(58)以相对于 所述平台(54)的所述上表面(56)向下的角度限定，以便适应所述上板件(80)的倾斜。
7.根据权利要求6所述的锁定隔离件组件(50)，其特征在于，所述凸轮表面(70)包括 第二轮廓区段(76)，当所述滑动部件(78)从所述中间位置移动至所述第二锁定位置时，所 述第二轮廓区段(76)导致所述上板件(80)沿相反方向倾斜到所述凹口(58)中，同时所述 第二支腿(86)远离所述第一支腿(64)枢转。
8.根据权利要求6所述的锁定隔离件组件(50)，其特征在于，所述凸轮从动件(92)与 所述凸轮表面(70)的所述第二轮廓区段(76)的接合在所述滑动部件的所述第二锁定位置 上在所述滑动部件(78)上保持锁定偏压。
9.一种转子组件(100)，包括具有转子盘(20)的转子(12)，所述转子盘(20)具有限定连续沿周向延伸的燕尾槽 (36)的前箍部和后箍部(34)；多个转子叶片(22)，各所述转子叶片均包括平台(28)和从所述平台延伸到所述燕尾 槽中的燕尾部(30)；以及设置在至少其中两个所述转子叶片之间的锁定隔离件组件(50)，所述锁定隔离件组件 根据权利要求1至权利要求8中的任何一项。
全文摘要
本发明涉及一种用于周向燕尾形转子叶片附接系统的锁定隔离件组件。具体而言，用于插入周向燕尾槽中的锁定隔离件组件包括具有平台的静止部件，该平台构造成配合到相邻转子叶片平台之间的空间中。第一支腿从平台的下侧沿横向延伸。在平台中限定沿纵向延伸的凹槽。滑动部件沿凹槽与静止部件可移动地接合，且包括上板件和连接到该上板件上的第二支腿。滑动部件可沿凹槽在第一解锁位置与第二锁定位置之间移动，在第一解锁位置，第一支腿和第二支腿间隔开第一距离以便可插入燕尾槽中，而在第二锁定位置，第一支腿和第二支腿间隔开延伸的第二位置，以便抵靠接合燕尾槽的相对壁部，且将静止部件锁定在燕尾槽中的位置上。
文档编号F01D5/32GK101994526SQ20101025199
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月3日 优先权日2009年8月3日
发明者B·T·博耶, M·S·卡萨文特 申请人:通用电气公司