透平端密封装置的制作方法

本实用新型涉及发电技术领域，特别涉及透平端密封装置。

背景技术：

燃气轮机和蒸汽轮机是两种常用的发电设备，燃气轮机用气体燃料燃烧产生的气体推动叶片做功，而蒸汽轮机以过热蒸汽推动气缸叶片做功。在燃气轮机和蒸汽轮机的透平端，固定在转子上的透平叶片引导流体按一定方向流动并推动转子旋转，由于流经透平叶片的流体具有较高的温度，为此在转子和透平叶片内设置有冷却气流通道，在转子旋转过程中使低温气流通过转子和透平叶片内的冷却气流通道，以对转子和透平叶片进行冷却。为了避免流经透平叶片的高温流体进入转子内的冷却气流通道，需要在转子上设置密封板，多个密封板沿转子的周向依次排布形成密封屏障，将用于驱动转子旋转的高温流体和用于对转子进行冷却的低温气流隔开。

目前在将密封板固定到转子上时，将固定销穿入密封板上的通孔和转子上的盲孔后，需要通过锁止板对固定销进行锁止，以防止固定销从密封板上的通孔脱出而导致密封板从转子上脱落。

针对目前将密封板固定到转子上的方式，在利用锁止板对固定销进行锁止时，需要将锁止板折弯，以通过折弯的锁止板遮挡密封板上通孔的入口，防止固定销从密封板上的通孔脱出，而折弯锁止板需要专用工具，给密封板的安装带来了较大的不便。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型为了解决上述和/或其他技术问题并提供透平端密封装置，可以更加方便地将密封板安装到转子上。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种透平端密封装置，用于将驱动转子旋转的高温流体与冷却所述转子的低温气流隔开，该透平端密封装置包括：密封板和固定销；

所述密封板为板状结构，且在所述密封板的远端设置有通孔，其中，所述密封板的远端为所述密封板上远离所述转子的轴线的一端；

在所述密封板的第一侧面上设置有至少一个弹性卡扣，其中，所述至少一个弹性卡扣位于所述固定销向所述通孔内运动的路径上；

当所述固定销的第一端从所述密封板的第一侧面向所述通孔内运动时，所述至少一个弹性卡扣在所述固定销的驱动下发生弹性变形；

当所述固定销的第一端从所述密封板的第二侧面穿出进入所述转子上的盲孔并到达目标位置时，所述至少一个弹性卡扣恢复至发生弹性变形前的状态，以对所述固定销与所述密封板之间的相对位置进行限定，使得所述固定销无法从所述通孔中退出。

在第一种可能的实现方式中，结合上述第一方面，所述弹性卡扣包括：弹性连接片和卡勾；

所述弹性连接片的一端与所述密封板的第一侧面相连接，所述弹性连接片的另一端与所述卡勾相连接，其中，所述卡勾朝向所述通孔的方向；

当所述固定销的第一端从所述密封板的第一侧面向所述通孔内运动时，所述固定销的侧壁与所述卡勾相接触，并通过所述卡勾驱动所述弹性连接片向远离所述固定销的方向发生弹性变形；

当所述固定销的第一端从所述密封板的第二侧面穿出进入所述转子上的所述盲孔并到达所述目标位置时，所述固定销的侧壁与所述卡勾相分离，所述弹性连接片恢复至发生弹性变形前的状态，所述卡勾与所述固定销第二端的端面相接触，以使所述固定销无法从所述通孔中退出。

在第二种可能的实现方式中，结合上述第一种可能的实现方式，所述密封板的第一侧面上设置有至少两个所述弹性卡扣，且各个所述弹性卡扣绕所述通孔均匀分布。

在第三种可能的实现方式中，结合上述第一方面以及第一方面的第一种可能的实现方式和第二种可能的实现方式中的任意一个，所述密封板的第二侧面上设置有第一钩状凸棱，且所述转子上设置有第二钩状凸棱；

当所述第一钩状凸棱与所述第二钩状凸棱相钩挂时，所述密封板的近端嵌入所述转子上所设置的凹槽，以在平行于所述转子的轴线方向上对所述密封板与所述转子之间的相对位置进行限定，其中，所述凹槽与所述转子的轴线相垂直。

在第四种可能的实现方式中，结合上述第一方面以及第一方面的第一种可能的实现方式和第二种可能的实现方式中的任意一个，在所述密封板的第一侧面沿所述密封板的第一棱边设置有设定宽度的第一减薄区域，其中，所述第一棱边平行于所述转子的径向；

在所述密封板的第二侧面沿所述密封板的第二棱边设置有所述设定宽度的第二减薄区域，其中，所述第二棱边与所述第一棱边相对，且所述第二棱边平行于所述转子的径向；

当两个相邻的所述密封板安装到所述转子上时，一个所述密封板上的所述第一减薄区域与另一个所述密封板上的所述第二减薄区域相贴合。

在第五种可能的实现方式中，结合上述第一种可能的实现方式或第二种可能的实现方式，所述固定销为圆柱状结构，且所述固定销的直径等于或小于所述通孔的直径；

在所述固定销的第二端设置有凸台，且所述凸台的厚度与所述固定销的直径之和大于所述通孔的直径；

所述凸台沿所述固定销的轴线方向延伸，且所述凸台的第一端与所述固定销的第二端的端面相平齐；

所述凸台在沿所述固定销的轴线方向上的长度等于所述卡勾距所述密封板的第一侧面的距离；

当所述凸台的第二端与所述密封板的第一侧面相接触时，所述固定销的第一端进入所述转子上的所述盲孔并到达所述目标位置。

在第六种可能的实现方式中，结合上述第五种可能的实现方式，所述密封板的第一侧面上设置有与所述通孔相连通的限位槽，且所述限位槽的宽度等于所述凸台的宽度；

当所述固定销的第一端进入所述转子上的所述盲孔并到达所述目标位置时，所述凸台嵌入所述限位槽，使得所述固定销无法在所述通孔内转动。

由上述技术方案可知，密封板上设置有通孔和至少一个弹性卡扣，而弹性卡扣位于固定销向通孔内运动的路径上，当固定销向通孔内运动时，各个弹性卡扣在固定销的驱动下发生变形，使得固定销可以继续向通孔内运动，当固定销运动至目标位置使固定销的两端分别位于转子上的盲孔和密封板上的通孔内时，固定销不再对各个弹性卡扣施加驱动力，各个弹性卡扣在自身弹力作用下恢复至发生弹性变形之前的状态，此时各个弹性卡扣位于固定销沿通孔退出的路径上，因此各个弹性卡扣会对固定销与密封板之间的相对位置进行限定，使得固定销无法从通孔中退出，实现了密封板的安装。由此可见，在将密封板安装到转子上时，仅需要将固定销压入密封板上通孔和转子上盲孔之内，在固定销运动至目标位置后各个弹性卡扣会自动对固定销与密封板之间的相对位置进行锁止，无需使用专用工作来锁止固定销，因此在没有专用工具的情况下也能方便地将密封板安装到转子上，从而能够提高将密封板安装到转子上的方便性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一个实施例提供的一种透平端密封装置的示意图；

图2是本实用新型一个实施例提供的另一种透平端密封装置的示意图；

图3是本实用新型一个实施例提供的又一种透平端密封装置的示意图；

图4是本实用新型一个实施例提供的再一种透平端密封装置的示意图。

附图标记列表：

10：转子20：密封板30：固定销

11：盲孔12：第二钩状凸棱13：凹槽

21：通孔22：弹性卡扣23：第一钩状凸棱

24：第一减薄区域25：第二减薄区域26：限位槽

221：弹性连接片222：卡勾31：凸台

具体实施方式

如前所述，目前在燃气轮机和汽轮机的透平端将密封板固定到转子上时，在将固定销穿入密封板上的通孔和转子上的盲孔后，需要通过锁止板对固定销进行锁止，以防止固定销从密封板上的通孔脱出而导致密封板从转子上脱落，而通过锁止板对固定销进行锁止时需要通过专用工具将锁止板折弯，使折弯后的锁止板遮挡魔封板上通孔的入口，以此实现固定销的锁止。由此可见，在将密封板安装到转子上时，需要通过专用工具将锁止板折弯以对固定销进行锁止，在没有专用工具的情况下无法完成密封板的安装，进而给密封板的安装带来了较大的不便。

本实用新型实施例中，密封板上设置有通孔，在密封板的第一侧面上靠近通孔的位置设置有至少一个弹性卡扣，当固定销的第一端从密封板的第一侧面向通孔内运动时，各个弹性卡扣在固定销的驱动下发生弹性变形，当固定销的第二端从密封板的第二侧面穿出进而转子上的盲孔并达到目标位置时，各个弹性卡扣由于不再承受固定销的驱动而恢复至未发生弹性变形前的状态，此时各个弹性卡扣可以对固定销与密封板之间的相对位置进行限定，使得固定销无法从密封板上的通孔中脱出。由此可见，通过在密封板上设置弹性卡扣，弹性卡扣位于固定销向密封板上通孔内运动的路径上，在将固定销插入密封板上的通孔时使弹性卡扣发生弹性变形，当固定销运动至目标位置后弹性卡扣恢复至发生弹性变形前的状态，使得固定销无法从密封板上的通孔退出，由于不需要使用专用工具对固定销进行锁止，从而可以方便地将密封板安装到转子上。

下面结合附图对本实用新型实施例提供的透平端密封装置进行详细说明。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种透平端密封装置，用于将驱动转子10旋转的高温流体与冷却转子10的低温气流隔开，该透平端密封装置包括：密封板20和固定销30；

密封板20为板状结构，且在密封板20的远端设置有通孔21，其中，密封板20的远端为密封板20上远离转子10的轴线的一端；

在密封板20的第一侧面上设置有至少一个弹性卡扣22，其中，各个弹性卡扣22位于固定销30向通孔21内运动的路径上；

当固定销30的第一端从密封板20的第一侧面向通孔21内运动时，各个弹性卡扣22在固定销30的驱动下发生弹性变形；

当固定销30的第一端从密封板20的第二侧面穿出进入转子10上的盲孔11并到达目标位置时，各个弹性卡扣22恢复至发生弹性变形前的状态，以对固定销30与密封板20之间的相对位置进行限定，使得固定销无法从通孔21中退出。

在本实用新型实施例中，密封板20上设置有通孔21和至少一个弹性卡扣22，而弹性卡扣22位于固定销30向通孔21内运动的路径上，当固定销30向通孔21内运动时，各个弹性卡扣22在固定销30的驱动下发生变形，使得固定销30可以继续向通孔21内运动，当固定销30运动至目标位置使固定销30的两端分别位于转子10上的盲孔11和密封板20上的通孔21内时，固定销30不再对各个弹性卡扣22施加驱动力，各个弹性卡扣22在自身弹力作用下恢复至发生弹性变形之前的状态，此时各个弹性卡扣22位于固定销30沿通孔21退出的路径上，因此各个弹性卡扣22会对固定销30与密封板20之间的相对位置进行限定，使得固定销30无法从通孔21中退出，实现了密封板20的安装。由此可见，在将密封板20安装到转子10上时，仅需要将固定销30压入密封板20上通孔21和转子10上盲孔11之内，在固定销30运动至目标位置后各个弹性卡扣22会自动对固定销30与密封板20之间的相对位置进行锁止，无需使用专用工作来锁止固定销30，因此在没有专用工具的情况下也能方便地将密封板20安装到转子10上，从而能够提高将密封板20安装到转子10上的方便性。

在本实用新型实施例中，由于仅需将固定销30插入密封板20上的通孔21和转子10上的盲孔11，便可以实现密封板20与转子10之间位置的固定，通过设定固定销30的直径和通孔21的直径，可以保证安装完成的密封板20具有较高的密封性，保证流经透平叶片用于驱动转子10旋转的高温流体不会进入用于传输低温气流的冷却气流通道而发生泄漏。而现有通过锁止板对固定销进行锁止的方式，由于锁止板需要从密封板20上的通孔21通过，导致高温流通会从密封板20上通孔21的缝隙发生泄漏。

需要说明的是，固定销30用于在转子10的周向和径向对密封板20和转子10之间的相对位置进行限定，固定销30并不用于在转子10的轴向对密封板20和转子10之间的相对位置进行限定，至于如何在转子10的轴向对密封板20和转子10之间的相对位置进行限定，后续实施例会进行详细说明。

可选地，在图1所示透平端密封装置的基础上，如图2所示，弹性卡扣22包括弹性连接片221和卡勾222；

弹片连接片221的一端与密封板20的第一侧面相连接，且弹性连接片221的另一端与卡勾222相连接，其中，卡勾222朝向通孔21的方向；

当固定销30的第一端从密封板20的第一侧面向通孔21内运动时，固定销30的侧壁与卡勾222相接触，并通过卡勾222驱动弹性连接片221向远离固定销30的方向发生弹性变形；

当固定销30的第一端从密封板20的第二侧面穿出进入转子10上的盲孔11并到达目标位置时，固定销30的侧壁与卡勾222相分离，弹性连接片221恢复至发生弹性变形前的状态，卡勾222与固定销30第二端的端面相接触，以使固定销30无法从通孔21中退出。

在本实用新型实施例中，弹性卡扣22包括弹性连接片221和卡勾222，弹性连接片221的一端与密封板20相连接，弹性连接片221的另一端与卡勾222相连接，并且卡勾222位于固定销30向通孔21内运动的路径上。当固定销30开始向通孔21内运动时，固定销30会使卡勾222向远离通孔21的轴线的方向运动，进而驱动弹性连接片221向远离固定销30的方向发生弹性变形，当卡勾222与固定销30的侧壁相接触后，卡勾222和弹性连接片221的位置不再发生改变，直至固定销30运动至目标位置时固定销30的侧壁不再对卡勾222进行支撑，此时弹性连接片221在自身弹力作用下恢复至发生弹性变形之前的状态，卡勾222在弹性连接片221的驱动下向靠近通孔21的轴线的方向运动，使得卡勾222与固定销30第二端的端面相接触，使得固定销30无法从通孔21中退出。

在本实用新型实施例中，有弹性连接片221和卡勾222构成的弹性卡扣22结构简单，在通过固定销30固定密封板20与转子10之间的相对位置时无需单独对檀香卡扣22进行操作，在将固定销30压入密封板20上的通孔21至目标位置时弹性卡扣22自动对固定销30的位置进行锁止，一方面可以提高用户将密封板20安装到转子10上的方便性，另一方面还可以保证对固定销30进行位置固定的可靠性。

可选地，在图2所述透平端密封装置的基础上，密封板20的第一侧面上设置有至少两个弹性卡扣22，且各个弹性卡扣22绕通孔21均匀分布。

在本实用新型实施例中，在密封板20上设置至少两个弹性卡扣22，并使所设置的各个弹性卡扣22绕密封板20上的通孔21均匀分布，当固定销30在通孔21内运动至目标位置时，各个弹性卡扣22均可以与固定销30第二端的端面相接触，并且各个弹性卡扣22与固定销30的接触的位置在固定销30第二端的端面均匀分布，从而各个弹性卡扣22可以从多个位置对固定销30的位置进行固定，一方面可以进一步保证固定销30无法从通孔21中退出，另一方面可以保证在将固定销30压入通孔21时各个弹性卡扣22具有均匀的受力，降低弹性卡扣22由于受力不均衡而发生损坏的概率。

可选地，在图1或图2所示透平端密封装置的基础上，如图3所示，密封板20的第二侧面上设置有第一钩状凸棱23，而转子10上设置有第二钩状凸棱12；

当第一钩状凸棱23与第二钩状凸棱12向钩挂时，密封板20的近端嵌入转子10上所设置的凹槽13，以在平行于转子10的轴线方向上对密封板20与转子10之间的相对位置进行限定，其中，凹槽13与转子10的轴线相垂直。

在本实用新型实施例中，固定销30仅能够在转子10的周向和径向对密封板20和转子10之间的相对位置进行限定，而无法在转子10的轴向对密封板20和转子10之间的相对位置进行限定。通过在密封板20上设置第一钩状凸棱23，并在转子10上设置第二钩状凸棱12，当密封板20上的第一钩状凸棱23与转子10上的第二钩状凸棱12相钩挂时，密封板20的近端会嵌入转子10上所设置的凹槽13，此时相钩挂的第一钩状凸棱23与第二钩状凸棱12以及嵌入凹槽13中的密封板20，会在转子10的轴向对转子10与密封板20之间的相对位置进行限定，使得密封板20无法沿轴线10的轴向相对于转子10发生运动。

在本实用新型实施例中，在将密封板20安装到转子10上时，首先使密封板20上的第一钩状凸棱23与转子10上的第二钩状凸棱12相钩挂，此时密封板20的近端会嵌入到转子10上所设置的凹槽13，实现在转子10的轴向对转子10与密封板20之间的相对位置进行限定，之后将固定销30穿入密封板20上的通孔21并运动至目标位置，此时固定销30在转子10的周向和径向对转子10与密封板20之间的相对位置进行限定，从而在三维空间各个方向上均对转子10与密封板20之间的相对位置进行了限定，保证密封板20不会与转子10脱离。

可选地，在图1或图2所示透平端密封装置的基础上，如图4所示，在密封板20的第一侧面沿密封板20的第一棱边设置有设定宽度的第一减薄区域24，在密封板20的第二侧面沿密封板20的第二棱边设置有设定宽度的第二减薄区域25，其中，第一棱边平行于转子10的径向，第二棱边也平行于转子10的径向，且第一棱边与第二棱边相对；

当两个相邻的密封板20安装到转子10上时，一个密封板20上的第一减薄区域24与另一个密封板20上的第二减薄区域25相贴合。

在本实用新型实施例中，为了避免用于驱动转子10旋转的高温流体发生泄漏，需要沿转子10的周向安装多个密封板20，由各个相连的密封板20构成密封屏障，以隔绝用于驱动转子10旋转的高温流体和用于对转子10进行冷却的低温气流。为了便于相邻密封板20之间的搭接，在密封板20的第一侧面沿第一棱边设置具有特定宽度的第一减薄区域24，并在密封板20的第二侧面沿第二棱边设置具有特定宽度的第二减薄区域25，当两个密封板20相邻安装在转子10上时，一个密封板20上的第一减薄区域24与另一个密封板20上的第二减薄区域25相贴合，两个密封板20采用类似瓦片之间搭接的方式相连。

在本实用新型实施例中，通过在密封板20的两个侧面上分别设置第一减薄区域24和第二减薄区域25，在将密封板20安装到转子10上时，相邻两个密封板20中一个密封板20上的第一减薄区域24与另一个密封板20上的第二减薄区域25相贴合，这不仅可以方便相邻密封板20的安装，还可以保证各个密封板20所构成密封屏障的密封性。

可选地，在图2所示透平端密封装置的基础上，如图2所示，固定销30为圆柱状结构，且固定销30的直径等于或小于通孔21的直径；

固定销30的第二端设置有凸台31，且凸台31厚度与固定销30的直径之和大于通孔21的直径；

凸台31沿固定销30的轴线方向延伸，且凸台31的第一端与固定销30的第二端的端面相平齐；

凸台31在沿固定销30的轴线方向上的长度等于卡勾222距密封板20的第一侧面的距离；

当凸台31的第二端与密封板20的第一侧面相接触时，固定销30的第一端进入转子10上的盲孔11并到达目标位置。

在本实用新型实施例中，固定销30整体为圆柱状结构，相应的密封板20上的通孔21为圆孔，并且固定销30的直径等于或小于通孔21的直径，这样可以更加方便地将固定销30插入通孔21。

在本实用新型实施例中，固定销30的第二端设置有凸台31，凸台31的第一端与固定销30的第二端的端面相平齐，并且凸台31的厚度与固定销30的直径之和大于通孔21的直径，这样凸台31无法进入通孔21，进而通过设定固定销30的长度和凸台31的长度可以控制固定销30进入转子10上盲孔11的深度，即在固定销30长度一定的前提下可以通过设定凸台31的长度来控制固定销30的目标位置。

在本实用新型实施例中，凸台31的长度等于卡勾222距密封板20的第一侧面的距离，当凸台31的第二端与密封板20的第一侧面向接触时，固定销30到达目标位置，此时固定销30第二端的端面正好与卡勾222相接触，即在固定销30到达目标位置后卡勾222正好可以对固定销30进行固定，使得固定销30无法从通孔21中退出的同时使固定销30无法再沿转子10轴向运动，避免了转子10旋转过程中固定销30沿转子轴向往复运动而被磨损，从而可以进一步保证固定销30对转子10和密封板20之间相对位置进行限定的可靠性。

可选地，如图2所示，密封板20的第一侧面上设置有与通孔21相连通的限位槽26，且限位槽26的宽度等于凸台31的宽度，当固定销30的第一端进入转子10上的盲孔11并到达目标位置时，凸台31嵌入限位槽26，使得固定销30无法在通孔21内转动。

在本实用新型实施例中，由于固定销30上设置有凸台31，通过在密封板20的第一侧面上设置与通孔21相连通的限位槽26，当固定销30运动至目标位置时，凸台31嵌入到限位槽26内，且凸台31的第二端与限位槽26的底部相接触。由于凸台31嵌入限位槽26中，使得固定销30无法在通孔21内转动，避免了由于固定销30在通孔21内转动而使固定销30和通孔21过渡磨损，进而导致密封板20与转子10之间出现较大配合间隙的情况出现。

需要说明的是，由于用于驱动转子10转动的高温流体具有较高的温度，而密封板20会直接与高温流体相接触，因此密封板20通常需要使用耐高温的镍基合金制作，另外由于密封板20上设置有通孔21、弹性卡扣22、第一钩状凸棱23、第一减薄区域24、第二减薄区域25以及气流通道等复杂结构，因此密封板20可以通过增材制造的方式制作，即通过3d打印技术来制作密封板20。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

最后需要说明的是：以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，仅用于说明本实用新型的技术方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。