涡轮盘密封板的制作方法

[0001]
本实用新型涉及发电技术领域，特别涉及涡轮盘密封板。


背景技术：

[0002]
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涡轮端，固定在涡轮盘上的涡轮叶片引导流体按一定方向流动并推动涡轮盘旋转，由于流经涡轮叶片的流体具有较高的温度，为此需要在涡轮盘和涡轮叶片内设置有冷却气流通道，在涡轮盘旋转过程中使低温气流通过涡轮盘和涡轮叶片内的冷却气流通道，以对涡轮盘和涡轮平叶片进行冷却。为了避免流经涡轮叶片的高温流体进入涡轮盘内的冷却气流通道，需要在涡轮盘上设置密封板，多个密封板沿涡轮盘的周向依次排布形成密封屏障，将用于驱动涡轮盘旋转的高温流体和用于对涡轮盘及涡轮叶片进行冷却的低温气流隔开。
[0003]
目前的涡轮盘密封板上设置有两个通孔，连接件穿过涡轮盘密封板上的两个通孔与涡轮盘相连接，以将涡轮盘密封板固定到涡轮盘上。
[0004]
针对目前的涡轮盘密封板，连接件穿过涡轮盘密封板上的通孔与涡轮盘相连接后，涡轮盘密封板上的两个通孔无法被连接件完全封闭，因此用于驱动涡轮盘旋转的高温流体会从涡轮盘密封板上的通孔进入涡轮盘内的冷却气流通道，造成用于驱动涡轮盘旋转的高温流体发生泄漏。


技术实现要素：

[0005]
有鉴于此，本实用新型提供的涡轮盘密封板，能够防止用于驱动涡轮盘旋转的高温流体发生泄漏。
[0006]
第一方面，本实用新型实施例提供了一种涡轮盘密封板，用于将驱动涡轮盘旋转的高温流体与冷却所述涡轮盘的低温气流隔开，该涡轮盘密封板包括：密封板本体和锁定板；
[0007]
所述密封板本体和所述锁定板均为平板状结构；
[0008]
所述锁定板的第一端与所述密封板本体的第一侧面固定连接，所述锁定板与所述密封板本体之间成预设夹角，且所述锁定板的第二端未超出所述密封板本体的远端，其中，所述密封板本体的远端为所述密封板本体上远离所述涡轮盘的轴线的一端；
[0009]
当所述密封板本体的远端的第一侧面与所述涡轮盘上固定棱边的第一侧相贴合，且所述锁定板的第二端向靠近所述密封板本体的远端的方向运动，使所述锁定板的第二端超出使所述密封板本体的远端并与所述固定棱边的第二侧相贴合时，所述固定棱边被夹持在所述密封板本体与所述锁定板之间，以在所述涡轮盘的轴向对所述密封板本体的远端与所述涡轮盘之间的相对位置进行限定，其中，所述固定棱边与所述涡轮盘的轴线相垂直。
[0010]
在第一种可能的实现方式中，结合上述第一方面，所述锁定板的第二端为由两条直线棱边相交构成的角状结构；
[0011]
所述固定棱边的边缘设置有截面形状为角状的第一凹槽；
[0012]
当所述锁定板的第二端向靠近所述密封板本体的远端的方向运动时，所述锁定板的第二端的所述角状结构嵌入所述第一凹槽内，以在所述涡轮盘的周向和径向对所述密封板本体与所述涡轮盘之间的相对位置进行限定。
[0013]
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，所述锁定板的第二端的所述角状结构由两条等长的直线棱边相交构成。
[0014]
在第三种可能的实现方式中，结合上述第一方面，当所述密封板本体的远端的第一侧面与所述固定棱边的第一侧相贴合，且所述锁定板的第二端超出使所述密封板本体的远端并与所述固定棱边的第二侧相贴合时，所述密封板本体的近端嵌入所述涡轮盘上所设置的第二凹槽，以在所述涡轮盘的轴向对所述密封板本体的近端与所述涡轮盘之间的相对位置进行限定，其中，所述第二凹槽与所述涡轮盘的轴线相垂直，且所述密封板本体的近端为所述密封板本体上靠近所述涡轮盘的轴线的一端。
[0015]
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、第二种可能的实现方式和第三种可能的实现方式中的任意一个，在所述密封板本体的第一侧面沿所述密封板本体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涡轮盘的径向；
[0016]
在所述密封板本体的第二侧面沿所述密封板本体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涡轮盘的径向；
[0017]
当两个相邻的所述密封板本体安装到所述涡轮盘上时，一个所述密封板本体上的所述第一减薄区域与另一个所述密封板本体上的所述第二减薄区域相贴合。
[0018]
由上述技术方案可知，涡轮盘密封板包括密封板本体和锁定板，锁定板的第一端固定在密封板本体上，使得锁定板与密封板本体之间形成预设的夹角，锁定板的第二端可以向靠近密封板本体的方向运动。当锁定板的第二端向靠近密封板本体的方向运动，以将涡轮盘上的固定棱边夹持在锁定板与密封板本体之间时，使得密封板本体上远离涡轮盘轴线的一端无法沿涡轮盘的轴向相对于涡轮盘发生运动，实现了在涡轮盘的轴向对密封板本体与涡轮盘之间的相对位置进行限定。由此可见，锁定板的一端固定在密封板本体上，锁定板的另一端可以向靠近密封板本体的方向运动，以将涡轮盘上的固定棱边夹持在密封板本体与锁定板之间，实现密封板本体与涡轮盘之间的相对固定，由于无需在密封板本体上设置通孔，可以避免用于驱动涡轮盘旋转的高温流体从密封板本体上的通孔发生泄漏，从而能够防止用于驱动涡轮盘旋转的高温流体发生泄漏。
附图说明
[0019]
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。
[0020]
图1是本实用新型一个实施例提供的一种涡轮盘密封板的示意图；
[0021]
图2是本实用新型一个实施例提供的另一种涡轮盘密封板的示意图；
[0022]
图3是本实用新型一个实施例提供的又一种涡轮盘密封板的示意图；
[0023]
图4是本实用新型一个实施例提供的再一种涡轮盘密封板的示意图。
[0024]
附图标记列表：
[0025]
10：涡轮盘
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20：密封板本体
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30：锁定板
[0026]
11：固定棱边
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12：第一凹槽
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13：第二凹槽
[0027]
21：第一减薄区域
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22：第二减薄区域
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31：角状结构
具体实施方式
[0028]
如前所述，为了将涡轮盘密封板固定到涡轮盘上，需要在涡轮盘密封板上设置两个通孔，首先使连接件穿过涡轮盘密封板上的两个通孔以实现连接件与涡轮盘密封板之间的连接，之后使连接件与涡轮盘相连接，从而实现将涡轮盘密封板固定到涡轮盘上。在使连接件穿过涡轮盘密封板上的两个通孔以实现连接件与涡轮盘密封板之间的连接时，连接件穿过涡轮盘密封板上的两个通孔后，涡轮盘密封板上的两个通孔无法被连接件完全封闭，因此用于驱动涡轮盘旋转的高温流体会从两个通孔与连接件之间的间隙进入涡轮盘内的冷却气流通道，造成用于驱动涡轮盘旋转的高温流体泄漏。
[0029]
本实用新型实施例中，涡轮盘密封板包括密封板本体和锁定板，锁定板的第一端与密封板本体固定连接，锁定板的第二端可以向靠近密封板本体的方向运动，当锁定板的第二端向靠近密封板本体的方向运动，以将涡轮盘上的固定棱边夹持在锁定板与涡轮盘密封板之间，从而实现密封板本体与涡轮盘之间的连接，以在涡轮盘的轴向对密封板本体与涡轮盘之间的相对位置进行限定。由此可见，涡轮盘密封板包括密封板本体和设置在密封板本体上的锁定板，通过锁定板的运动可以将涡轮盘上的固定棱边夹持在密封板本体与锁定板之间，以将密封板本体固定在涡轮盘上，由于不需要偶在密封板本体上设置通孔，保证了由多个涡轮盘密封板所构成密封屏障的密封性，从而能够防止用于驱动涡轮盘旋转的高温流体发生泄漏。
[0030]
下面结合附图对本实用新型实施例提供的涡轮盘密封板进行详细说明。
[0031]
如图1和图2所示，本实用新型实施例提供了一种涡轮盘密封板，用于将驱动涡轮盘10旋转的高温流体与冷却涡轮盘10的低温气流隔开，该涡轮盘密封板包括：密封板本体20和锁定板30；
[0032]
密封板本体20和锁定板30均为平板状结构；
[0033]
锁定板30的第一端与密封板本体20的第一侧面固定连接，锁定板30与密封板本体20之间成预设角度，且锁定板30的第二端未超过密封板本体20的远端，其中，密封板本体20的远端为密封板本体20上远离涡轮盘10的轴线的一端；
[0034]
当密封板本体20的远端的第一侧面与涡轮盘10上固定棱边11的第一侧相贴合，且锁定板30的第二端向靠近密封板本体20的远端的方向运动，使锁定板30的第二端超出密封板本体20的远端并与国定棱边11的第二侧相贴合时，固定棱边11被夹持在密封板本体20与锁定板30之间，以在涡轮盘10的轴向对密封板本体20的远端与涡轮盘10之间的相对位置进行限定，其中，固定棱边11与涡轮盘10的轴向相垂直。
[0035]
在本实用新型实施例中，涡轮盘密封板包括密封板本体20和锁定板30，锁定板30的第一端固定在密封板本体20上，使得锁定板30与密封板本体20之间形成预设的夹角，锁
定板30的第二端可以向靠近密封板本体20的方向运动。当锁定板30的第二端向靠近密封板本体20的方向运动，以将涡轮盘10上的固定棱边11夹持在锁定板30与密封板本体20之间时，使得密封板本体20上远离涡轮盘10轴线的一端无法沿涡轮盘10的轴向相对于涡轮盘10发生运动，实现了在涡轮盘10的轴向对密封板本体20与涡轮盘10之间的相对位置进行限定。由此可见，锁定板30的一端固定在密封板本体20上，锁定板30的另一端可以向靠近密封板本体20的方向运动，以将涡轮盘10上的固定棱边11夹持在密封板本体20与锁定板30之间，实现密封板本体20与涡轮盘10之间的相对固定，由于无需在密封板本体20上设置通孔，可以避免用于驱动涡轮盘10旋转的高温流体从密封板本体20上的通孔发生泄漏，从而能够防止用于驱动涡轮盘10旋转的高温流体发生泄漏。
[0036]
在本实用新型实施例中，如图1所示，锁定板30的第一端与密封板本体20的第一侧面固定连接，在未将密封板本体20固定到涡轮盘10上时，锁定板30与密封板本体20之间夹角为预设夹角，且锁定板30的第二端未超出密封板本体20的远端，使得锁定板30可以穿过由涡轮盘10上固定棱边11所形成的环状凹槽，而密封板本体20无法穿过该环形凹槽，进而可以使密封板本体20的第一侧面与固定棱边11的第一侧相贴合。如图2所示，当锁定板30穿过又固定棱边11所形成的环状凹槽后，锁定板30可以在用户的按压力作用下向靠近密封板本体20的方向运动，使得锁定板30的第二端超过密封板本体20的远端，并使锁定板30的第二端与固定棱边11的第二侧相贴合，此时锁定板30不会再穿过固定棱边11所形成的环状凹槽而回到密封板本体20所在的一侧，从而将固定棱边11夹持在锁定板30与密封板本体20之间，实现密封板本体20与涡轮盘10之间的固定连接。
[0037]
需要说明的是，上述实施例仅说明了通过锁定板30在涡轮盘10的轴向限定涡轮盘10与密封板本体20之间的相对位置，而为了防止密封板本体20从涡轮盘10上脱落，不仅需要在涡轮盘10的轴向对涡轮盘10与密封板本体20之间的相对位置进行限定，还需要在涡轮盘10的周向和径向对涡轮盘10与密封板本体20之间的相对位置进行限定，后续实施例会对如何在涡轮盘10的周向和径向对涡轮盘10与密封板本体20之间的相对位置进行限定进行详细说明。
[0038]
可选地，在图1所示涡轮盘密封板的基础上，如图3所示，锁定板30的第二端为由两条直线棱边相交而构成的角状结构31，固定棱边11的边缘设置有截面形状为角状的第一凹槽12。当锁定板30的第二端向靠近密封板本体20的远端的方向运动时，锁定板30的第二端的角状结构31嵌入第一凹槽12内，以在涡轮盘10的周向和径向对密封板本体20与涡轮盘10之间的相对位置进行限定。
[0039]
在本实用新型实施例中，锁定板30为长条形平板状结构，具体锁定板30可以是梯形或五边形。当锁定板30为梯形时，梯形的两条腰为锁定板30的第一端和第二端，其中，作为锁定板30的第一端的腰与梯形的上底和下底相垂直，作为锁定板30的第二端的腰与梯形的上底和下底非垂直，从而作为锁定板30的第二端的腰与梯形的一个底边可以构成角状结构31。当锁定板30为五边形时，五边形中两个不相邻的边相平行，与该对相平行边均相连接的一条边作为锁定板30的第一端，其余两条边均不与该对相平行边垂直，则区域的这两边框相交构成作为锁定板30的第二端的角状结构31。
[0040]
在本实用新型实施例中，锁定板30的第二端为角状结构31，而固定棱边11的边缘设置有与角状结构31相对应的截面形状为角状的第一凹槽12，到锁定板30的第二端向靠近
密封板本体20的远端的方向运动时，锁定板30第二端的角状结构31会嵌入到第一凹槽12内。首先，嵌入第一凹槽12内的角状结构31向密封板本体20提供沿涡轮盘10径向的支撑力，使得密封板本体20不会由于离心力而沿涡轮盘10的径向与涡轮盘10发生相对运动；其次，嵌入第一凹槽12内的角状结构31向密封板本体20提供沿涡轮盘10周向的支撑力，使得密封板本体20不会由于惯性而沿涡轮盘10的周向与涡轮盘10发生相对运动。
[0041]
通过在锁定板30的第二端设置角状结构31，当锁定板30与密封板本体20对涡轮盘10上的固定棱边11进行夹持时，锁定板30第二端的角状结构31可以嵌入固定棱边11上相对应的第一凹槽12，进而锁定板30可以向密封板本体20提供沿涡轮盘10周向和径向的支撑力，使得密封板本体20不会沿涡轮盘10的周向和径向与涡轮盘10发生相对运动，至此锁定板30可以在涡轮盘10的轴向、周向和径向对密封板本体20与涡轮盘10的相对位置进行限定，保证在各个方向上密封板本体20均不会与涡轮盘10发生相对运动，实现密封板本体20与涡轮盘10之间的固定。
[0042]
可选地，在图3所示涡轮盘密封板的基础上，锁定板30第二端的角状结构31由两条等长的直线棱边相交构成。
[0043]
在本实用新型实施例中，由于密封板本体20存在惯性，当涡轮盘10开始旋转或加速旋转时，角状结构31需要向密封板本体20施加与涡轮盘10旋转方向相同的支撑力，当涡轮盘10减速旋转时，角状结构31需要向密封板本体20施加与涡轮盘10的旋转方向相反的支撑力，而向密封板本体20施加支撑力的分别是构成角状结构31的两条棱边，使得构成角状结构31的两条棱边等长，可以使角状结构31的受力更加均衡，避免锁定板30由于受力不均衡而损坏，从而可以提高对密封板本体20进行固定的可靠性。
[0044]
可选地，如图2所示，当密封板本体20的远端的第一侧面与固定棱边11的第一侧相贴合，且锁定板30的第二端超出密封板本体20的远端并与固定棱边11的第二侧向贴合时，密封板本体20的近端嵌入涡轮盘10上所设置的第二凹槽13，以在涡轮盘10的轴向对密封板本体20的近端与涡轮盘10之间的相对位置进行限定，其中，第二凹槽13与涡轮盘10的轴向相垂直，且密封板本体20的近端为密封板本体20上靠近涡轮盘10的轴线的一端。
[0045]
在本实用新型实施例中，锁定板30可以在涡轮盘10的轴向上对密封板本体20的远端与涡轮盘10之间的相对位置进行限定，而无法在涡轮盘10的轴向上对密封板本体20的近端与涡轮盘10之间的相对位置进行限定，密封板本体20的近端与远端为相对的两端。为此，在涡轮盘10上设置轴线与涡轮盘10的轴向相垂直的第二凹槽13，密封板本体20的近端可以嵌入到第二凹槽13，在第二凹槽13的阻挡下密封板本体20的近端无法沿涡轮盘10的轴向相对于涡轮盘10发生运动，从而实现在涡轮盘10轴向上对密封板本体20的近端与涡轮盘10之间的相对位置进行限定。
[0046]
在本实用新型实施例中，密封板本体20的近端可以嵌入到涡轮盘10上所设置的第二凹槽13内，从而在涡轮盘10的轴向对密封板本体20的近端与涡轮盘10之间的相对位置进行限定，进一步提高将密封板本体20固定到涡轮盘10上的稳固性。
[0047]
可选地，在上述各个实施例所提供涡轮盘密封板的基础上，如图4所示，在密封板本体20的第一侧面沿密封板本体20的第一棱边设置有设定宽度的第一减薄区域21，在密封板本体20的第二侧面沿密封板本体20的第二棱边设置有设定宽度的第二减薄区域22，其中，第一棱边平行于涡轮盘10的径向，第二棱边也平行与涡轮盘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本体20安装到涡轮盘10上时，一个密封板本体20上的第一减薄区域21与另一个密封板本体20上的第二减薄区域22相贴合。
[0048]
在本实用新型实施例中，为了避免用于驱动涡轮盘10旋转的高温流体发生泄漏，需要沿涡轮盘10的周向安装多个密封板本体20，由各个相连的密封板本体20构成密封屏障，以隔绝用于驱动涡轮盘10旋转的高温流体和用于对涡轮盘10进行冷却的低温气流。为了便于相邻密封板本体20之间的搭接，在密封板本体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21，并在密封板本体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22，当两个密封板本体20相邻安装在涡轮盘10上时，一个密封板本体20上的第一减薄区域21与另一个密封板本体20上的第二减薄区域22相贴合，两个密封板本体20采用类似瓦片之间搭接的方式相连。
[0049]
在本实用新型实施例中，通过在密封板本体20的两个侧面上分别设置第一减薄区域21和第二减薄区域22，在将密封板本体20安装到涡轮盘10上时，相邻两个密封板本体20中一个密封板本体20上的第一减薄区域21与另一个密封板本体20上的第二减薄区域22相贴合，这不仅可以方便相邻密封板本体20的安装，还可以保证各个密封板本体20所构成密封屏障的密封性。
[0050]
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。
[0051]
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。