一种新型自带冠状围带的叶片的制作方法

1.本技术涉及汽轮机叶片技术领域，具体公开了一种新型自带冠状围带的叶片。


背景技术：

2.为解决常规电力系统在发电、输配电及用电环节存在的匹配问题，提高其经济性和安全性，近年来，具有效率高、对环境友好、可大规模应用、不受地理位置限制等优点的先进压缩空气储能系统迅速发展。随着储能系统功率等级的提升，所需高压空气的质量/体积流量增大，储能透平的排气面积越来越大，因此末级动叶片的长度随之增加，叶片长度增加带来的结构应力增大、叶型扭转回复形变大、不规则围带产生鼓风损失、叶片共振破坏等问题，将直接影响透平的能量转换效率和运行的安全稳定性，上述问题在火力发电、核能发电、工业拖动汽轮机组的发展过程中频繁出现。透平叶片承受明显的交变载荷，低负荷工况下末级动叶片通流的空气密度远大于汽轮机末级汽流密度，因此鼓风效应以及叶片受到的气流激振力比汽轮机末级动叶片强很多，对储能透平末级动叶片结构设计提出了更高的要求。此外，压缩空气储能系统透平的排气直接进入大气环境，排气压力和密度远远高于汽轮机组，如果采用汽轮机组末级动叶片的无围带结构时，将会产生很大的叶顶泄漏损失，影响机组和系统的能量转换效率。
3.因此，发明人有鉴于此，提供了一种新型自带冠状围带的叶片，以便解决上述问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于优化传统叶片的叶身及围带结构，提高叶片的气动效率，使机组运行更加高效、安全的问题。
5.为了达到上述目的，本实用新型的基础方案提供一种新型自带冠状围带的叶片，包括连接体、固接在连接体上的叶身和设于连接体下方的叶根，所述叶根、连接体和叶身由下至上模锻成一体，所述叶身的顶部固接有叶身自围带和设于叶身自围带上方的卡扣围带，叶身自围带上设有若干将叶身自围带和卡扣围带进行连接的连接件；
6.叶身的型线为变截面扭叶，相邻两截面间发生相对扭转，叶身从根部至顶部的截面面积逐渐减小。
7.本基础方案的原理及效果在于：
8.1、与现有技术相比，本实用新型设有叶身自围带和卡扣围带，通过设置叶身自围带便于叶身的装配，通过卡扣围带形成整圈连接，运行过程中当叶片发生振动时，卡扣围带和叶片自身围带接触面间发生的相对滑移作用叶片的振动能量，降低叶片振动应力，从而提高叶片的寿命和运行的安全可靠性。
9.2、与现有技术相比，本实用新型设有的卡口围带替代了传统一体成型的拱形围带，降低了连接件造成的集中应力，将叶身与叶身自围带模锻成一体，避免了原叶片可能出现的调节级围带脱落的情况，避免了安全风险同时将汽轮机组叶片设计的安全性和高效性
有机结合，使叶片有较高变工况性能，从而保证机组在变工况下，安全高效的运行。
10.3、与现有技术相比，通过将叶身的型线设为变截面扭叶，相邻两截面间发生相对扭转，叶身从根部至顶部的截面面积逐渐减小，可以有效地提高叶片刚度，提高叶片运行的安全系数。
11.进一步，所述叶身自围带上表面开有若干燕尾槽，所述连接件通过焊接或卡接的形式安装在燕尾槽内。通过将叶身开设燕尾槽，将连接件卡入燕尾槽内进行连接，便于提高连接件的连接强度。
12.进一步，所述卡扣围带包括若干首尾相连的卡扣单元，卡扣单元中心处开有可容连接件穿过的卡口。通过设置卡口用于连接件穿过并将卡扣围带进行固定。
13.进一步，所述卡扣单元的一端开有凹槽，卡扣单元的另一端设有可卡入相邻卡口单元凹槽的卡子，所述卡子与凹槽相配合。
14.进一步，所述叶身上部的进气侧贴有司太立合金片或激光固溶强化叶片。
15.进一步，所述叶身下部的出气侧贴有激光合金化层。激光合金化层可以用于防止叶片发生水蚀，从而提高了叶身的安全性。
16.进一步，所述叶根的侧壁开有若干用于叶根固定的连接孔。
17.进一步，所述相邻卡扣单元之间的对接装配间隙为α，α小于0.25mm。用以避免在运行过程中产生鼓风损失，综合效果使得叶轮的等熵效率更高。
18.进一步，所述叶根上安装有叶轮，所述叶根和叶轮通过销钉连接。
19.进一步，所述卡扣围带的最大厚度不超过12mm。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。
21.图1示出了本技术实施例提出的一种新型自带冠状围带的叶片的示意图；
22.图2示出了本技术实施例提出的一种新型自带冠状围带的叶片的局部结构示意图；
23.图3示出了本技术实施例提出的一种新型自带冠状围带的叶片的a部分结构示意图。
具体实施方式
24.为更进一步阐述本实用新型为实现预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
25.说明书附图中的附图标记包括：连接体1、叶身2、叶根3、叶身自围带4、卡扣围带5、卡扣单元501、卡口502、凹槽503、卡子504、连接件6、燕尾槽7、司太立合金片8、激光合金化层9、叶轮10。
26.一种新型自带冠状围带的叶片，实施例如图1、图2和图3所示：包括连接体1、固定
连接在连接体1上的叶身2和设于连接体1下方的叶根3，叶根3、连接体1和叶身2由下至上模锻成一体，叶身2的材料采用14cr12ni3mo2vn钢，叶身2的顶部一体成型连接有叶身自围带4，叶身自围带4上设有若干将叶身自围带4和卡扣围带5进行连接的连接件6，连接件6可为铆钉也可为连接螺栓；叶身自围带4的上方设有卡扣围带5，卡扣围带5的最大厚度不超过12mm；卡扣围带5包括若干首尾相连的卡扣单元501，卡扣单元501中心处开有可容连接件6穿过的卡口502，卡扣单元501的一端开有凹槽503，卡扣单元501的另一端设有可卡入相邻卡口502单元凹槽503的卡子504，卡子504与凹槽503相配合，相邻卡扣单元501之间的对接装配间隙为α，α小于0.25mm；叶身自围带4上表面开有若干燕尾槽7，连接件6通过焊接或卡接的形式安装在燕尾槽7内。叶身2上部的进气侧贴有司太立合金片8或激光固溶强化叶片，强化叶身2结构，提高使用寿命；叶身2下部的出气侧贴有激光合金化层9，激光合金化层9可以在使用过程中用于防止叶片发生水蚀，从而提高了叶身2的安全性。
27.叶身2的型线为变截面扭叶，相邻两截面间发生相对扭转，叶身2从底部至顶部的截面面积逐渐减小，叶根3的侧壁开有若干用于叶根3固定的连接孔，通过销钉穿过连接孔将叶根3固定在叶轮10轮槽内。
28.本实用新型在实施过程中，通过滚压机对连接件6进行滚压，通过将连接件6滚压变形，将卡扣围带5和叶身自围带4紧密连接在一起，叶身自围带4便于叶身2的装配，通过卡扣围带5形成整圈连接，运行过程中当叶片发生振动时，卡扣围带5和叶片自身围带接触面间发生的相对滑移作用叶片的振动能量，降低叶片振动应力，从而提高叶片的寿命和运行的安全可靠性。同时卡口502围带替代了传统一体成型的围带，降低了连接件6造成的集中应力，通过将叶身2的型线设为变截面扭叶，相邻两截面间发生相对扭转，叶身2从根部至顶部的截面面积逐渐减小，可以有效地提高叶片刚度，提高叶片运行的安全系数。将叶身2与叶身自围带4模锻成一体，避免了叶片可能出现的叶身自围带4脱落的情况，避免了安全风险同时将汽轮机组叶片设计的安全性和高效性有机结合，使叶片有较高变工况性能，从而保证机组在变工况下，安全高效的运行。优化了传统叶片的叶身2及围带结构，提高叶片的气动效率，使机组运行更加高效、安全。
29.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。