專(zhuān)利名稱(chēng)：渦輪殼體組件安裝銷(xiāo)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及渦輪殼體組件安裝銷(xiāo)及其利用方法。在特定實(shí)施例中，安裝銷(xiāo)以這樣的方式接合內(nèi)殼與外殼在傳遞扭矩和重力負(fù)載的同時(shí)減少內(nèi)殼與外殼之間的變形和偏心。
背景技術(shù)：
常規(guī)的渦輪殼體可包括一個(gè)或更多渦輪外殼，該一個(gè)或更多渦輪外殼圍繞一個(gè)或更多渦輪內(nèi)殼。渦輪外殼通常分成兩個(gè)半球形殼體，這兩個(gè)半球形殼體由凸緣在水平面上螺栓連接在一起以便于維護(hù)和修理。通常由一個(gè)或更多軸向間隔開(kāi)的周向銷(xiāo)陣列支撐渦輪內(nèi)殼通往渦輪外殼。通常,采用主動(dòng)間隙控制(active clearance control)以使?jié)欇唭?nèi)殼和潤(rùn)輪外殼在瞬時(shí)渦輪操作期間彼此徑向移位。這具有控制動(dòng)葉和護(hù)罩之間的頂端間隙的作用，其可能是有益的，因?yàn)闇p少頂端間隙會(huì)通過(guò)減少頂端泄漏而提高渦輪性能，只要防止動(dòng)葉頂端瞬時(shí)地接觸并因而摩擦護(hù)罩。在許多配置中有主動(dòng)系統(tǒng)和被動(dòng)系統(tǒng)兩者的情況下，由于渦輪內(nèi)殼和渦輪外殼各自的構(gòu)件的差異熱增長(zhǎng)，在它們之間發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。用于切向地接合渦輪外殼與渦輪內(nèi)殼的上述銷(xiāo)可減小由相對(duì)移動(dòng)引起的偏心。然而，如果主要的垂直支撐銷(xiāo)放置在優(yōu)選的中心線支撐配置附近并因而與外殼螺栓連接的凸緣相交，則這種銷(xiāo)可影響外殼螺栓間隔。銷(xiāo)接位置處更寬的螺栓間隔可導(dǎo)致水平接頭外漏并因此導(dǎo)致性能下降。因此，存在著對(duì)于允許安裝渦輪內(nèi)殼與渦輪外殼而不影響渦輪外殼螺栓間隔的銷(xiāo)的需要。與這種銷(xiāo)相關(guān)的方法也將是有益的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方面和優(yōu)點(diǎn)在下文的描述中闡述，或者可從該描述顯而易見(jiàn)，或者可通過(guò)實(shí)施本發(fā)明來(lái)了解。在本公開(kāi)的某些實(shí)施例中，描述了一種渦輪殼體組件。該渦輪殼體組件包括內(nèi)殼以及圍繞該內(nèi)殼的外殼。外殼具有沿著凸緣接合在一起的第一外殼段和第二外殼段。螺栓延伸穿過(guò)凸緣并將第一外殼段和第二外殼段接合在一起。該渦輪殼體組件還包括銷(xiāo)。該銷(xiāo)具有限定穿過(guò)其的開(kāi)口的區(qū)段。該銷(xiāo)延伸穿過(guò)內(nèi)殼和外殼且相對(duì)于外殼支撐內(nèi)殼。螺栓穿過(guò)由銷(xiāo)限定的開(kāi)口。在本公開(kāi)的其它實(shí)施例中，描述了一種潤(rùn)輪。該潤(rùn)輪包括內(nèi)殼和外殼。內(nèi)殼支承噴嘴和護(hù)罩，護(hù)罩圍繞由內(nèi)殼內(nèi)的渦輪轉(zhuǎn)子支承的動(dòng)葉的頂端。外殼具有沿著凸緣接合在一起的第一外殼段和第二外殼段。螺栓延伸穿過(guò)凸緣并將第一外殼段和第二外殼段接合在一起。該渦輪殼體組件還包括銷(xiāo)。銷(xiāo)具有限定穿過(guò)其的開(kāi)口的區(qū)段。該銷(xiāo)延伸穿過(guò)內(nèi)殼和外殼且相對(duì)于外殼支撐內(nèi)殼。螺栓穿過(guò)由銷(xiāo)限定的開(kāi)口。在本公開(kāi)的仍然其它實(shí)施例中，描述了 一種用于組裝渦輪的方法。該方法包括利用銷(xiāo)將內(nèi)殼和外殼接合在一起，該銷(xiāo)具有限定穿過(guò)其的開(kāi)口的區(qū)段。銷(xiāo)延伸穿過(guò)內(nèi)殼和外殼且相對(duì)于外殼支撐內(nèi)殼。該方法還包括利用螺栓將第一外殼段和第二外殼段接合在一起，螺栓穿過(guò)由銷(xiāo)限定的開(kāi)口。外殼圍繞內(nèi)殼。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在閱讀該說(shuō)明書(shū)后將更好地理解這樣的實(shí)施例的特征和方面以及其它。


在該說(shuō)明書(shū)的其余部分中更具體地闡述了本發(fā)明的完整且能夠?qū)崿F(xiàn)的公開(kāi)，包括其對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言的最佳模式，說(shuō)明書(shū)包括對(duì)附圖的參考，在附圖中
圖1是根據(jù)本公開(kāi)的某些實(shí)施例的渦輪的截面透視 圖2是根據(jù)本公開(kāi)的某些方面的圖1中所示的渦輪殼體的截面透視 圖3A顯示根據(jù)本公開(kāi)的某些方面的銷(xiāo)組件的展開(kāi) 圖3B和圖3C顯示根據(jù)本公開(kāi)的某些方面的銷(xiāo)組件的透視 圖4顯示根據(jù)本公開(kāi)的某些方面的圍繞螺栓的銷(xiāo)組件的透視圖；以及 圖5顯示根據(jù)本公開(kāi)的某些方面的圍繞螺栓的銷(xiāo)組件的透視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)地對(duì)本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例做出參考，在附圖中示出了這些實(shí)施例的一個(gè)或更多示例。該詳細(xì)描述使用數(shù)字和字母標(biāo)記來(lái)表示附圖中的特征。在附圖和描述中使用相同或類(lèi)似的標(biāo)記來(lái)表示本發(fā)明的相同或類(lèi)似的部分。每個(gè)示例以本發(fā)明的說(shuō)明而非本發(fā)明的限制的方式提供。實(shí)際上，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將顯而易見(jiàn)的是，在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下，可在本發(fā)明中做出許多修改和變型。例如，作為一個(gè)實(shí)施例的部分所顯示或描述的特征可用于另一實(shí)施例以產(chǎn)生更進(jìn)一步的實(shí)施例。因此，本發(fā)明意圖覆蓋落入所附權(quán)利要求及其等同的范圍內(nèi)的這種修改和變型。參照?qǐng)D1，顯示了渦輪殼體組件10的截面，該渦輪殼體組件10具有外結(jié)構(gòu)殼體12以及由該外殼12支撐的內(nèi)殼14。內(nèi)殼14支承噴嘴16和噴嘴18的陣列，其分別形成渦輪的第一級(jí)和第二級(jí)的部分。內(nèi)殼14還圍繞可繞軸線22旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子(大體上被標(biāo)記為20)。轉(zhuǎn)子20包括安裝在輪上的周向動(dòng)葉陣列，輪交替地布置有間隔件，并且輪和間隔件形成轉(zhuǎn)子的本體。例如，顯示了帶有介入間隔件28的第一級(jí)輪24和第二級(jí)輪26，輪24和26分別安裝動(dòng)葉28和30。將意識(shí)到，各個(gè)級(jí)的動(dòng)葉和噴嘴部分地限定穿過(guò)渦輪的環(huán)形熱氣通路。轉(zhuǎn)子的輪和間隔件由圍繞轉(zhuǎn)子彼此周向間隔開(kāi)的螺栓32彼此固定。圖2顯示了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的組件10的示意端視圖。渦輪組件10大體上包括一個(gè)或更多內(nèi)殼14以及一個(gè)或更多外殼12。一個(gè)或更多內(nèi)殼14和外殼12通常由合金、超合金、涂覆的陶瓷或者能夠承受與渦輪相關(guān)聯(lián)的溫度的其它材料制造。例如，用于燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)中的渦輪的殼體將由能夠承受與噴嘴和護(hù)罩鉤溫度相關(guān)聯(lián)的溫度的材料制造，其由流動(dòng)通過(guò)燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的燃燒氣體等因素驅(qū)動(dòng)。再次參照?qǐng)D1，內(nèi)殼14包括由軸向延伸的環(huán)狀肋部40互連的前段36和后段38。前段36和后段38是環(huán)形的且分別具有徑向向內(nèi)引導(dǎo)的楔形件42和44，用于支承護(hù)罩46和48。護(hù)罩向動(dòng)葉的頂端提供最小間隙。將意識(shí)到，內(nèi)殼14沿著垂直于轉(zhuǎn)子軸線的徑向平面并在軸向位置處固定至外殼，優(yōu)選地與第一和第二級(jí)動(dòng)葉及護(hù)罩對(duì)準(zhǔn)。外殼14大體上圍繞一個(gè)或更多內(nèi)殼12并且一起形成渦輪10。這樣，內(nèi)殼12大體上與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的外圍相符，并且外殼14圍繞旋轉(zhuǎn)構(gòu)件提供包封。再次參照?qǐng)D2，示意性地顯示了渦輪10的截面圖，該渦輪10包括分別的上部外殼125和下部外殼126、分別的上部?jī)?nèi)殼145和下部?jī)?nèi)殼146以及轉(zhuǎn)子20。一個(gè)或更多螺栓50將上部外殼125和下部外殼126沿著凸緣52彼此固定，凸緣52可在渦輪10的任一側(cè)延伸跨過(guò)一段水平中線。關(guān)于螺栓50，如本文中所用的，用語(yǔ)“螺栓”是指諸如螺栓、螺柱、銷(xiāo)等定位在凸緣螺栓開(kāi)口中的任何結(jié)構(gòu)。為了將內(nèi)殼相對(duì)于外殼彼此連接支撐,一個(gè)或更多銷(xiāo)組件54穿過(guò)外殼12用于與內(nèi)殼14連接。例如，該銷(xiāo)組件可穿過(guò)外殼12的凸緣52。一個(gè)或更多銷(xiāo)組件54可沿著各個(gè)凸緣52間隔開(kāi)，該凸緣52在渦輪10的任一側(cè)延伸跨過(guò)一段水平中線。參照?qǐng)D3A-圖3C，顯示了銷(xiāo)組件54。銷(xiāo)組件54包括內(nèi)銷(xiāo)部56和外銷(xiāo)部58。外銷(xiāo)的內(nèi)孔偏心于外銷(xiāo)的外徑。這允許外銷(xiāo)旋轉(zhuǎn)并因此改變內(nèi)銷(xiāo)的中心線位置。偏心銷(xiāo)經(jīng)常被用于渦輪系統(tǒng)中，以允許內(nèi)殼相對(duì)于轉(zhuǎn)子的精確外部對(duì)準(zhǔn)能力。內(nèi)銷(xiāo)部56在內(nèi)銷(xiāo)部56的徑向最內(nèi)端62包括擴(kuò)展突出部60。突出部60可具有大體上方形的形狀，該方形形狀與由內(nèi)殼限定的互補(bǔ)母接收器(在圖2中示出)對(duì)接。螺栓段64從突出部60延伸并且在形狀上可大體上為圓柱形。螺栓段64可包括一個(gè)或更多接觸墊70，接觸墊70允許關(guān)于外銷(xiāo)部58的確定性加載(deterministic loading)。螺栓段64限定開(kāi)口 66以容納位于其中的螺栓，如本文中進(jìn)一步描述的那樣。內(nèi)銷(xiāo)部56的最外端67可限定螺紋以接收內(nèi)螺母68。外銷(xiāo)部58包括具有螺栓圈72的擴(kuò)大頭部71，該螺栓圈72帶有一個(gè)或更多周向限定的螺栓開(kāi)口 74。螺栓圈72還限定開(kāi)口 80，內(nèi)銷(xiāo)部56的最外端67可延伸穿過(guò)該開(kāi)口 80。螺栓開(kāi)口可配置成接收一個(gè)或更多螺栓76，該一個(gè)或更多螺栓76通過(guò)摩擦抵抗銷(xiāo)旋轉(zhuǎn)，其可設(shè)定內(nèi)殼和外殼的對(duì)準(zhǔn)。對(duì)準(zhǔn)部分78從螺栓圈72延伸并限定與螺栓圈開(kāi)口 80連通的開(kāi)口(未示出)，該開(kāi)口可接收內(nèi)銷(xiāo)部并且還允許外銷(xiāo)在組裝后在單元的對(duì)準(zhǔn)要求內(nèi)旋轉(zhuǎn)。對(duì)準(zhǔn)部分包括接觸墊84，其允許關(guān)于渦輪內(nèi)殼和渦輪外殼的確定性加載并且大體上與內(nèi)銷(xiāo)部的接觸墊70對(duì)準(zhǔn)。對(duì)準(zhǔn)部分包括一個(gè)或更多對(duì)準(zhǔn)缺口(scallop) 82，其允許銷(xiāo)組件54位于螺栓周?chē)?，如本文中進(jìn)一步描述的那樣。對(duì)準(zhǔn)缺口 82由脊部85部分地限定，脊部85限定了比螺栓段64的開(kāi)口 66的直徑更大的開(kāi)口，以在單元對(duì)準(zhǔn)期間允許外銷(xiāo)旋轉(zhuǎn)和組裝后的內(nèi)銷(xiāo)偏心。這樣，對(duì)準(zhǔn)部分78不妨礙穿過(guò)開(kāi)口 66的螺栓并固定上部外殼和下部外殼。當(dāng)組裝好時(shí)，內(nèi)銷(xiāo)部56可與內(nèi)殼段對(duì)接，并且可被接合至外銷(xiāo)部58，該外銷(xiāo)部58穿過(guò)外殼凸緣接觸外殼。內(nèi)螺母68可將內(nèi)銷(xiāo)部56固定至外銷(xiāo)部58，并且可被固定至螺栓圈72的孔帽86覆蓋。如圖4和圖5中所示，銷(xiāo)組件54可被用于渦輪內(nèi)殼(未示出)穿過(guò)渦輪外殼14的水平接合凸緣52的安裝和/或?qū)?zhǔn)，而不影響外殼螺栓間隔和/或泄漏。例如，如可從圖5中看出的那樣(圖5展示了其中未顯示渦輪內(nèi)殼和渦輪外殼的視圖)，開(kāi)口 66和脊部85允許銷(xiāo)組件位于被用于固定上部外殼和下部外殼的螺栓50周?chē)?。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易意識(shí)到，前文關(guān)于圖1-圖5描述的結(jié)構(gòu)提供了一種用于組裝渦輪10的方法。該方法大體上包括利用銷(xiāo)將內(nèi)殼和外殼接合在一起，如本文中所述的那樣。第一外殼段和第二外殼段利用螺栓接合在一起。外殼圍繞著內(nèi)殼。經(jīng)驗(yàn)性試驗(yàn)和計(jì)算機(jī)生成的模型表明，本公開(kāi)的各個(gè)實(shí)施例可具有超出現(xiàn)有渦輪殼體組件機(jī)構(gòu)和方法的一個(gè)或更多優(yōu)點(diǎn)。本文中所述的銷(xiāo)組件可提供方便且可靠的結(jié)構(gòu)，以確保內(nèi)殼12在組裝期間同心地附接至外殼14而不影響殼體螺栓間隔和/或泄漏。該書(shū)面描述使用示例來(lái)公開(kāi)本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何包括在內(nèi)的方法。本發(fā)明的可專(zhuān)利范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這種其它示例包括與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言沒(méi)有區(qū)別的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它們包括與所附權(quán)利要求的字面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這種其它示例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種潤(rùn)輪殼體組件,包括內(nèi)殼;外殼，其圍繞所述內(nèi)殼，其中，所述外殼包括沿著凸緣接合在一起的第一外殼段和第二外殼段；螺栓，其延伸穿過(guò)所述凸緣并將所述第一外殼段和所述第二外殼段接合在一起；以及銷(xiāo)，所述銷(xiāo)包括限定穿過(guò)其的開(kāi)口的區(qū)段，所述銷(xiāo)延伸穿過(guò)所述內(nèi)殼和所述外殼且相對(duì)于所述外殼支撐所述內(nèi)殼，所述螺栓穿過(guò)由所述銷(xiāo)限定的開(kāi)口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪殼體組件，其特征在于，所述銷(xiāo)還包括內(nèi)銷(xiāo)和偏心外銷(xiāo)，所述內(nèi)銷(xiāo)限定所述開(kāi)口，所述外銷(xiāo)配置成容納所述內(nèi)銷(xiāo)的至少一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪殼體組件，其特征在于，所述外銷(xiāo)配置成圍繞所述內(nèi)銷(xiāo)的一部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪殼體組件，其特征在于，所述外銷(xiāo)限定開(kāi)口，所述開(kāi)口具有至少為由所述內(nèi)銷(xiāo)限定的開(kāi)口的直徑的長(zhǎng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪殼體組件，其特征在于，所述外銷(xiāo)能夠相對(duì)于所述內(nèi)銷(xiāo)旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪殼體組件，其特征在于，所述內(nèi)銷(xiāo)還包括接觸所述外銷(xiāo)的接觸墊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的渦輪殼體組件，其特征在于，所述外銷(xiāo)還包括接觸墊，所述外銷(xiāo)接觸墊大體上與所述內(nèi)銷(xiāo)接觸墊對(duì)準(zhǔn)，所述外銷(xiāo)接觸墊接觸所述渦輪殼體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪殼體組件，其特征在于，所述內(nèi)殼包括沿著凸緣接合在一起的第一內(nèi)殼和第二內(nèi)殼。
9.一種渦輪，包括內(nèi)殼，所述內(nèi)殼支承噴嘴和護(hù)罩，所述護(hù)罩圍繞由所述內(nèi)殼內(nèi)的渦輪轉(zhuǎn)子支承的動(dòng)葉的頂端；外殼，其圍繞所述內(nèi)殼，其中，所述外殼包括沿著凸緣接合在一起的第一外殼段和第二外殼段；螺栓，其延伸穿過(guò)所述凸緣并將所述第一外殼段和所述第二外殼段接合在一起；以及銷(xiāo)，所述銷(xiāo)包括限定穿過(guò)其的開(kāi)口的區(qū)段，所述銷(xiāo)延伸穿過(guò)所述內(nèi)殼和所述外殼且相對(duì)于所述外殼支撐所述內(nèi)殼，所述螺栓穿過(guò)由所述銷(xiāo)限定的開(kāi)口。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的渦輪，其特征在于，所述銷(xiāo)還包括內(nèi)銷(xiāo)和外銷(xiāo)，所述內(nèi)銷(xiāo)限定所述開(kāi)口，所述外銷(xiāo)配置成容納所述內(nèi)銷(xiāo)的至少一部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的渦輪，其特征在于，所述外銷(xiāo)配置成圍繞所述內(nèi)銷(xiāo)的一部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的渦輪，其特征在于，所述外銷(xiāo)限定開(kāi)口，所述開(kāi)口具有至少為由所述內(nèi)銷(xiāo)限定的開(kāi)口的直徑的長(zhǎng)度。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的渦輪，其特征在于，所述外銷(xiāo)能夠相對(duì)于所述內(nèi)銷(xiāo)旋轉(zhuǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的渦輪，其特征在于，所述內(nèi)銷(xiāo)還包括接觸所述外銷(xiāo)的接觸墊。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的渦輪，其特征在于，所述外銷(xiāo)還包括接觸墊，所述外銷(xiāo)接觸墊大體上與所述內(nèi)銷(xiāo)接觸墊對(duì)準(zhǔn),所述外銷(xiāo)接觸墊接觸所述渦輪殼體。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的渦輪，其特征在于，所述內(nèi)殼包括沿著凸緣接合在一起的第一內(nèi)殼和第二內(nèi)殼。
17.一種用于組裝渦輪殼體的方法，包括a.利用銷(xiāo)將內(nèi)殼和外殼接合在一起，所述銷(xiāo)包括限定了穿過(guò)其的開(kāi)口的區(qū)段，所述銷(xiāo)延伸穿過(guò)所述內(nèi)殼和所述外殼且相對(duì)于所述外殼支撐所述內(nèi)殼；b.利用螺栓將第一外殼段和第二外殼段接合在一起，所述螺栓穿過(guò)由所述銷(xiāo)限定的開(kāi)口 ；以及c.利用所述外殼圍繞所述內(nèi)殼。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述銷(xiāo)還包括內(nèi)銷(xiāo)和外銷(xiāo)，所述內(nèi)銷(xiāo)限定所述開(kāi)口，所述外銷(xiāo)配置成容納所述內(nèi)銷(xiāo)的至少一部分。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述外銷(xiāo)配置成圍繞所述內(nèi)銷(xiāo)的一部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述外銷(xiāo)限定開(kāi)口，所述開(kāi)口具有至少為由所述內(nèi)銷(xiāo)限定的開(kāi)口的直徑的長(zhǎng)度。
全文摘要
本發(fā)明涉及渦輪殼體組件安裝銷(xiāo)。在本公開(kāi)的某些實(shí)施例中，描述了一種渦輪殼體組件。該渦輪殼體組件包括內(nèi)殼以及圍繞該內(nèi)殼的外殼。外殼具有沿著凸緣接合在一起的第一外殼段和第二外殼段。螺栓延伸穿過(guò)凸緣并將第一外殼段和第二外殼段接合在一起。渦輪殼體組件還包括銷(xiāo)。該銷(xiāo)具有限定穿過(guò)其的開(kāi)口的區(qū)段。該銷(xiāo)延伸穿過(guò)內(nèi)殼和外殼且相對(duì)于外殼支撐內(nèi)殼。螺栓穿過(guò)由銷(xiāo)限定的開(kāi)口。
文檔編號(hào)F01D25/24GK102996188SQ20121032803
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者M.S.卡薩文特, K.D.布萊克 申請(qǐng)人:通用電氣公司