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1、10申请公布号CN102062114A43申请公布日20110518CN102062114ACN102062114A21申请号201010554149622申请日2010111112/61632020091111USF04D29/00200601F16B1/0220060171申请人通用电气公司地址美国纽约州72发明人RA布里廷厄姆74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人严志军谭祐祥54发明名称用于周向进口式翼型件连接系统的锁定垫片组件57摘要本发明涉及用于周向进口式翼型件连接系统的锁定垫片组件，具体而言，用于插入在周向连接槽36中的锁定垫片组件50包括第一末端件52和第二末端。
2、件58。第一末端件52和第二末端件58各包括外表面52B，58B和内表面52A，58A，当末端件52，58插入到连接槽36中时，内表面52A，58A通常彼此相向。促动器64可在内表面52A，58A之间移动，并且垫块72构造成插入在内表面52A，58A之间。紧固件84构造成将垫块72固定在促动器64上。促动器64构造成与内表面52A，58A相接合，使得末端件52，58彼此相向移动，并将组件50锁定在连接槽36内。30优先权数据51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书6页附图6页CN102062123A1/2页21一种用于插入到相邻翼型件26的平台28之间。
3、的周向连接槽36中的锁定垫片组件50，包括第一末端件52，其构造成装配到相邻翼型件26的平台28之间的空间中，所述第一末端件52包括外表面52B和内表面52A，所述外表面52B具有适合于突入到连接槽36中的轮廓；第二末端件58，其构造成装配到所述平台28之间的空间中，所述第二末端件58包括外表面58B和内表面58A，所述外表面58B具有适合于突入到所述连接槽36中的轮廓，其中所述第一末端件52和第二末端件58的所述内表面52A，58A通常彼此相向；可在所述内表面52A，58A之间移动的促动器64，所述促动器64构造成与所述内表面52A，58A相接合；垫块72，其构造成插入在所述内表面52A，5。
4、8A之间，所述垫块72限定构造成容纳所述促动器64的空腔74；紧固件84，其构造成将所述垫块72固定在所述促动器64上；且其中所述促动器64与所述内表面52A，58A相接合，使得所述第一末端件52和第二末端件58彼此相向移动，并将所述组件50锁定在所述连接槽36内。2根据权利要求1所述的锁定垫片组件50，其特征在于，所述促动器64包括构造成与所述内表面52A，58A相接合的凸起物66。3根据权利要求2所述的锁定垫片组件50，其特征在于，所述锁定垫片组件50还包括形成于所述凸起物66上的第一成角度的表面68和第二成角度的表面70，所述成角度的表面68，70由相对于径向的角度限定。4根据权利要求3。
5、所述的锁定垫片组件50，其特征在于，所述锁定垫片组件50还包括形成于所述第一末端件52的所述内表面52A上的第一角度面54和形成于所述第二末端件58的所述内表面58A上的第二角度面60，其中所述促动器64的所述第一成角度的表面68构造成与所述第一角度面54相接合，并且所述促动器64的所述第二成角度的表面70构造成与所述第二角度面60相接合。5根据任一前述权利要求所述的锁定垫片组件50，其特征在于，所述锁定垫片组件50还包括形成于所述第一末端件52和第二末端件58的所述内表面52A，58A上的矩形凹穴57，63。6根据权利要求5所述的锁定垫片组件50，其特征在于，所述垫块72还包括矩形轴环77，。
6、其中所述矩形轴环77构造成当所述垫块72插入在所述内表面52A，58A之间时容纳在所述矩形凹穴57，63中。7根据任一前述权利要求所述的锁定垫片组件50，其特征在于，所述锁定垫片组件50还包括限定在所述垫块72的顶面76中的开口78，其中所述开口78构造成容纳所述紧固件84。8根据任一前述权利要求所述的锁定垫片组件50，其特征在于，所述锁定垫片组件50还包括限定在所述垫块72的底面80中的通道82，其中所述通道82构造成容纳所述促动器64的一部分。9根据任一前述权利要求所述的锁定垫片组件50，其特征在于，所述锁定垫片组件权利要求书CN102062114ACN102062123A2/2页350还。
7、包括限定在所述第一末端件52和第二末端件58的所述外表面52B，58B上的沟56，62。10一种转子组件100，包括转子12，其具有带前后柱体34的转子盘20，前后柱体34限定连续的周向延伸的连接槽36；多个翼型件26，所述多个翼型件26的每一个从多个平台28的其中一个平台延伸，其中所述多个平台28的每一个通过向内延伸的根部30固定在所述连接槽36上；锁定垫片组件50，其设置在所述多个平台28的至少其中两个平台之间的空间中，所述锁定垫片组件50根据权利要求1至9中的任一项所述。权利要求书CN102062114ACN102062123A1/6页4用于周向进口式翼型件连接系统的锁定垫片组件技术领域。
8、0001本发明主题一般地涉及周向进口式翼型件连接系统，并且更特别地，涉及一种用于此类系统中的锁定垫片组件。背景技术0002传统的燃气涡轮机包括转子，转子带有安装在压缩机和其涡轮段中的圆盘上的各种转子叶片和涡轮轮叶。各个叶片或轮叶包括翼型件和位于翼型件底部的平台，压缩的空气或流体在翼型件上流动，平台为空气流或流体流限定了径向内边界。叶片和轮叶典型地是可拆卸的，并因此包括合适的根部，例如T型根部，构造成与圆盘周边中互补的连接槽相接合。根部可以是轴向进口式根部或周向进口式根部，其与圆盘周边中形成的相对应的轴向槽或周向槽相接合。典型的根部包括具有最小横截面积的颈部和从根部延伸到定位在连接槽中的一对侧向。
9、凹穴中的凸起物。0003对于周向根部，在前后连续的周向柱体之间形成单个连接槽，并周向围绕圆盘的整个周边而延伸。周向连接槽的横截面形状包括由前后转子盘柱体限定的侧向凹穴，侧向凹穴与根部凸起物协作，从而在涡轮机运行期间抵抗离心力而径向保持单独的叶片或轮叶。0004在燃气涡轮机的压缩机段，例如，转子叶片尤其是根部构件插入到周向槽中并围绕该周向槽，且旋转大约90度，以使根部凸起物与侧向凹穴形成接触，从而围绕转子盘的周边限定完整的转子叶片级。叶片包括位于翼型件底部处的平台，平台可围绕槽成邻接接合。在其它实施例中，在相邻的压缩机叶片平台之间的周向槽中可安装垫片。一旦已经安装了所有的叶片和垫片，槽中最后剩余。
10、的空间典型地用特别设计的垫片组件进行填充，如本领域中通常已知的那样。0005用于促进最终垫片组件插入到周向槽中的常见技术是在转子盘中包括非轴向对称的加载槽。然而，加载槽制造昂贵，并且包括此类槽产生了高应力的位置。目前已经设计了各种传统的垫片组件以消除对转子盘中的加载槽的需求，但包括复杂的多构件装置。这些传统的组件通常难以装配，并且在涡轮机的运行期间容易裂开，例如，如果装置的任一侧相对于相邻的构件即转子盘或平台形成间隙。因此，需要一种最终的垫片组件，其相对易于装配在定位于周向进口式连接槽内的转子叶片或涡轮轮叶的相邻翼型件的平台之间的最终空间内。发明内容0006在以下描述中将部分地陈述，或者可从描。
11、述中明白，或者可通过本发明主题的实践获悉本发明主题的方面和优势。0007一方面，本发明主题提供了一种用于在相邻翼型件的平台之间的周向连接槽中使用的独特的锁定垫片组件。该组件包括两个末端件，其构造成装配到平台之间的空间中，且各个末端件均包括外表面和内表面。促动器可在内表面之间移动，并且垫块构造成插入在说明书CN102062114ACN102062123A2/6页5内表面之间。垫块包括构造成容纳促动器的空腔。还包括紧固件，且其构造成将垫块固定在促动器上。最后，促动器构造成与内表面相接合，使得末端件彼此相向移动，并将组件锁定在连接槽内。0008另一方面，本发明主题包括一种具有带转子盘的转子的转子组件。
12、。盘的前后柱体构件限定了连续的周向延伸的连接槽。转子组件还包括多个翼型件，且各个翼型件从平台延伸。各个平台通过向内延伸的根部而固定在连接槽上。锁定垫片组件安装在至少其中两个平台之间的空间中。锁定垫片组件可按照上面所述和本文更详细地描述的那样构造。0009参照以下描述和所附权利要求书，本发明主题的这些以及其它的特征、方面和优点将变得更好理解。结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图图示了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明主题的原理。附图说明0010在参照附图的说明书中为本领域中的普通技术人员阐述了本发明主题的完整且能够实现的公开，包括其最佳模式，其中0011图1提供了传统燃气涡轮机。
13、构造的压缩机段中的构件的局部截面图；0012图2提供了用于周向进口式转子叶片的根部和连接槽构造的一个实施例的局部截面图；0013图3是在相邻的转子叶片平台之间具有最终空间的转子盘的局部透视图，锁定垫片组件可插入到最终空间内；0014图4是根据本发明主题方面的锁定垫片组件的一个实施例的构件的分解图；0015图5、图6、图7和图8是根据本发明主题的方面的锁定垫片组件的一个实施例的顺序装配图；和0016图9是根据本发明主题的方面的锁定垫片组件的装配实施例的截面图，指示了旋转负载的位置。0017部件列表001812转子001918中心轴线002020转子盘002122转子叶片002224中心轴线叶片0。
14、02326翼型件002426A前缘002526B后缘002628平台002730根部002832凸起物002934柱体构件003036连接槽003138侧向凹穴说明书CN102062114ACN102062123A3/6页6003240垫片003342最终空间003450锁定垫片组件003552第一末端件003652A内表面003752B外表面003854角度面003956沟004057矩形凹穴004158第二末端件004258A内表面004358B外表面004460角度面004562沟004663矩形凹穴004764促动器004866凸起物004968成角度的表面005070成角度的表面00。
15、5172垫块005274空腔005376顶面005477矩形轴环005578开口005680底面005782矩形通道005884紧固件005988柱体位置006090凸起位置006192公差位置0062100转子组件具体实施方式0063现在将详细参考本发明主题的实施例，图中显示了其一个或多个示例。各个示例是作为本发明主题的解释而提供的，而非限制。实际上，对本领域中的技术人员将会明显的是，在不脱离本发明主题的范围或精神的条件下可在本发明主题中做出各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分而被显示或描述的特征可与另一实施例一起使用，以产生又另一实施例。因而，当落入所附权利要求及其等效物范围内时，。
16、本发明意图覆盖这种修改和变化。说明书CN102062114ACN102062123A4/6页70064例如，在图1中图示了传统燃气涡轮机的压缩机段中的若干构件，其中转子12包括与涡轮机的中心轴线18同轴设置的多个转子盘20。多个周向间隔开的转子叶片22可拆卸地固定在圆盘上，并从圆盘径向向外延伸。各个叶片22具有纵向中心轴线24，并包括翼形件段26，翼形件段26具有前缘26A和后缘26B在叶片22上的气流方向上。另外，各个叶片22均具有平台28和一体的根部30，平台为翼型件26上的气流提供了径向内边界的一部分，一体的根部30从平台28径向向内延伸。如本领域中通常已知的那样，根部30滑入由转子盘2。
17、0的前后柱体构件34图2所限定的周向延伸的连接槽中并沿着其滑动。0065图2是T型根部和连接槽构造的一个实施例的更详细的视图。转子叶片22包括平台28，且一体形成的根部30从该平台延伸到由转子盘20的前后柱体34的相向壁所限定的连接槽36中。根部30包括容纳在侧向凹穴38中的凸起物32，侧向凹穴在由柱体壁的凹穴部分所限定的连接槽30中。应该容易懂得图2中的根部30和连接槽36的构造仅用于图示的目的，并且在本发明主题的范围和精神内可广泛地改变根部和槽构造。0066图3是转子12的一部分的局部透视图，并且特别图示了配置在转子盘20的前后柱体构件34之间的连接槽中的多个转子叶片22。各个转子叶片22。
18、均包括平台28。如本领域中通常所知的那样，在相邻叶片22的平台28之间可设置传统的垫片40。在转子叶片平台28之间具有水平宽度W的最终空间42可由锁定垫片组件50的一个实施例进行填充，其在下文中进行了更详细地描述。然而，应该懂得锁定垫片组件50还可用于填充相邻涡轮轮叶的平台之间的最终空间，涡轮轮叶定位在传统燃气涡轮机的涡轮段中。因此，锁定垫片组件将通常在以下描述为安装在相邻翼型件26的平台28之间，其中平台28和翼型件26可以是转子叶片或涡轮轮叶的一部分，从而完全包括这两种应用。0067参看图4，其以分解图图示了锁定垫片组件50的一个实施例。组件50包括第一末端件52和第二末端件58，其构造成。
19、装配在相邻翼型件26的平台28之间的最终空间42中。因而，末端件52，58具有任何尺寸构造，使得宽度、长度、厚度或任何其它特征使末端件52，58能够插入在平台28之间。例如，末端件52，58可通常具有水平宽度W图3，从而紧密地装配在相邻翼型件的平台28之间。0068第一末端件52包括内表面52A和外表面52B。类似地，第二末端件58包括内表面58A和外表面58B。如大致在图5中所示，外表面52B，58B具有通常适合于突入到连接槽36中的轮廓。例如，外表面52B，58B的轮廓可具有顶部部分，其大体上是弯曲的，以与柱体构件34的曲线构成镜像。此外，该轮廓可具有底部部分，其在形成于箍环构件34和侧向。
20、凹穴38之间的拐角处向外延伸，从而突入到所示的T型连接槽36中。然而，应该容易懂得，外表面52B，58B可具有任何所需轮廓，并且不需要具有图4和图5中所示的特殊轮廓。外表面52B，58B的轮廓将大部分依赖于连接槽36的特殊的形状和构造。0069在外表面52B，58B上还可能需要分别提供弓形沟56，62。例如，可包括弓形沟56，62，从而在末端件52，58上提供低应力点或用于释放应力的位置。如图所示，在形成于箍环构件34和侧向凹穴38之间的拐角处，弓形沟56，62定位在外表面52B，58B上。0070在所示的实施例中，如图6中大致所示，当末端件52，58插入到连接槽36中时，内表面52A，58A。
21、通常彼此相向。平面54，60优选地分别形成内表面52A，58A中的凹口的一部分，并由相对于径向的角度限定。应该懂得，平面54，60在内表面52A，58A上的角度和位置可根据促动器64的构造而变化。平面54，60的角度通常可在5至85之间的范围内，例说明书CN102062114ACN102062123A5/6页8如20至70，或者更具体地30至50。0071另外，在内表面52A，58A上可分别形成矩形的凹穴57，63。如图4中所示，在末端件52，58的顶部处的内表面52A，58A中形成了矩形的凹穴57，63。矩形的凹穴57，63可构造成容纳垫块的互补的矩形轴环77，如将在下文所述。因而，应该懂得。
22、矩形凹穴57，63的形状、深度和位置可根据互补的矩形轴环77的构造而变化。0072锁定垫片组件50还包括促动器64，该促动器64可在内表面52A，58A之间移动，并且构造成与此类内表面52A，58A相接合。促动器64优选地包括构造成与内表面52A，58A相接合的凸起物66。在所示的实施例中，凸起物66从促动器64的底部沿相反的方向向外延伸，使得促动器成为T形。凸起物66可包括由相对于径向的角度所限定的成角度的表面68，70。成角度的表面68，70通常可具有与平面54，60的形状和角度相符的形状和角度，平面54，60形成内表面52A，58A中的凹口的一部分。0073参看图4、图8和图9，锁定垫片。
23、组件还包括垫块72和紧固件84。如图所示，垫块72构造成插入在内表面52A，58A之间，并包括构造成容纳促动器64的空腔74如图4和图8中的虚线所示。类似于末端件52，58，垫块72还构造成装配在相邻翼型件26的平台28之间。因而，垫块72可具有任何尺寸结构，使得当设置在内表面52A，58A之间时，宽度、长度、厚度或任何其它特征使垫块72能够插入在平台28之间。例如，垫块72可通常具有水平宽度W图3，从而紧密装配在平台28之间。0074垫块72还可包括从垫块72的顶部侧向延伸的矩形轴环77。矩形轴环77可构造成容纳在形成于内表面52A，58A中的矩形凹穴57，63中。如图8中所示，当垫块72插。
24、入在内表面52A，58A之间时，矩形轴环77滑动到矩形凹穴57，63，这可防止垫块72径向跌落在连接槽36中。0075垫块72还可包括开口78和矩形通道82。开口78限定在垫块72的顶面76中，并构造成容纳紧固件84。例如，紧固件84可装配到开口78中，使得当锁定垫片组件50被锁定在连接槽36内时，紧固件84定位成大致与平台28齐平。矩形通道82限定在垫块72的底面80中，并且构造成容纳促动器64的一部分。具体地说，如图8中所示，在装配锁定垫片组件50时，矩形通道82在凸起物66的一部分上滑动。然而，应该懂得，开口78和矩形通道82不需要具有通常所示的特殊的形状、深度或宽度。开口和矩形通道的形。
25、状、宽度和深度可变化，以适应紧固件和促动器的变化的形状和尺寸。0076紧固件84构造成将垫块72固定在促动器64上。因而，紧固件84可用于防止促动器64径向跌落到连接槽36中。本领域中的普通技术人员应该懂得，紧固件84通常可包括可用于将垫块72固定到促动器64上的任何锁定机构。在所示的实施例中，紧固件84具有带螺纹的母端，其可拧紧到带螺纹的促动器64的公端上。0077图5、图6、图7和图8图了锁定垫片组件50的一个实施例的顺序装配图。最初可将末端件52，58插入到连接槽36中，并间隔开，使得促动器64可插入在内表面52A，58A之间。一旦插入在内表面52A，58A之间，就将促动器64旋转90度。
26、，使得凸起物66的成角度的表面68，70通常面向内表面52A，58A的角度面54，60。然后可将垫块72插入在内表面52A，58A之间，且垫块72的矩形轴环77容纳在内表面52A，58A的互补的矩形凹穴57，63中。然后用手径向向外沿方向Y拉动促动器64，直至成角度的表面68，70与角度面54，60相接合，促使末端件52，58彼此相向移动，并将组件50一起锁定在连接槽36内。然说明书CN102062114ACN102062123A6/6页9后可应用紧固件84，以将促动器64固定在垫块74上，并防止促动器64径向跌落。0078在安装紧固件84后，虽然处于略微松弛的状态下，但锁定垫片组件50仍保持。
27、一起锁定在连接槽36内。然而，随着转子盘20在涡轮发动机运行期间的旋转，装配构件上的旋转负载造成组件50一起紧密地锁定在连接槽36内。具体地说，由于转子盘20的旋转所造成的促动器64上的径向负载通过末端件52，58而传送到转子盘20上，从而将组件紧紧地锁定在连接槽36内。0079图9图示了锁定垫片组件50的各种构件在传统燃气涡轮机的运行期间的旋转负载的位置。在转子盘20旋转时，在柱体位置88处，末端件52，58径向地沿方向Y加载到圆盘20的柱体构件34上。同时，转子盘20的旋转造成垫块72上的旋转负载，其通过紧固件84而传递至促动器64。由于由离心力造成的旋转负载，促动器64径向向外移动，并在。
28、凸起物位置90处与末端件52，58相接合。因为凸起物位置90相对于径向成角度，所以存在径向负载分量，其造成末端件52，58彼此相向移动，将组件50紧密地锁定在连接槽36中。0080如图9中所示，一旦装配，锁定垫片组件50的构件可能具有公差。然而，需要使各个构件紧密地装配在连接槽36中，使得锁定垫片组件50的构件基本上填充了柱体构件34之间的连接槽36的宽度。例如，在公差位置92处导致滑动配合的紧密公差将确保对于末端件52，58只需要最少量的平移来将锁定垫片组件50一起锁定在连接槽36中。另外，紧密公差可防止锁定垫片组件50的显著旋转，从而产生反旋转特征。0081应该懂得本发明主题还包括转子组件。
29、100图2，其结合如本文所述和体现的锁定垫片组件50。转子组件100包括具有转子盘20的转子12，且前后柱体34限定了连续的周向延伸的连接槽36。转子组件还包括多个翼型件26，且各个翼型件26从平台28延伸。平台28通过向内延伸的根部30而固定在连接槽36内。根据本文所示或所述的任何实施例的至少一个锁定垫片组件50设置在其中两个平台28之间的空间中。应该很容易懂得，如上文所示，可将转子组件100设置在压缩机或燃气涡轮机的涡轮段中，且平台28和翼型件26为完整的转子叶片级或涡轮轮叶级的一部分。0082此书面说明书使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域中的技术人员能够实践本发明，包括制。
30、造和利用任何装置或系统，并执行任何结合的方法。本发明可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域中的技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例包括并非不同于权利要求字面语言的结构元件，或者如果其包括与权利要求字面语言无实质差异的等效的结构元件，那么这些其它示例都属于权利要求的范围内。说明书CN102062114ACN102062123A1/6页10图1图2说明书附图CN102062114ACN102062123A2/6页11图3说明书附图CN102062114ACN102062123A3/6页12图4说明书附图CN102062114ACN102062123A4/6页13图5图6说明书附图CN102062114ACN102062123A5/6页14图7图8说明书附图CN102062114ACN102062123A6/6页15图9说明书附图CN102062114A。