用于軸流渦輪機(jī)壓縮機(jī)的帶有耐磨密封件的殼體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軸流渦輪機(jī)定子。更精確地說，本發(fā)明涉及一種用于軸流渦輪機(jī)的配備有耐磨密封件的壓縮機(jī)殼體。本發(fā)明還涉及一種軸流渦輪機(jī)。
[0002]應(yīng)當(dāng)指出的是，術(shù)語“耐磨”通常用于表示能夠保證一定密封性的易碎(crumbly)材料，具有相對(duì)于該材料可移動(dòng)的表面。這種材料可以具有多種組成、結(jié)構(gòu)和形式。例如，經(jīng)由設(shè)有一層這種材料的軸流渦輪機(jī)壓縮機(jī)的壁(可能是外壁)使得能夠與所述壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)葉片的端部確保旋轉(zhuǎn)密封性。這使得能夠保持組件的完整性，盡管渦輪機(jī)存在固有的變形(即使這些變形很小)，特別是因離心力造成的葉片伸長的形式的變形。通過盡量減小可動(dòng)葉片和流體流的殼體之間的間隙，渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的效力和性能得以提高。
【背景技術(shù)】
[0003]為了增加渦輪機(jī)的性能，壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、以及渦輪機(jī)都配備有密封件。由耐磨材料制成的密封件設(shè)置在定子表面上，并且與轉(zhuǎn)子配合。特別是，由耐磨物質(zhì)制成的密封件設(shè)置在低壓壓縮機(jī)的殼體的內(nèi)表面上，并且與壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)葉片確保密封性。
[0004]為了減少殼體的重量，已知的是，由具有有機(jī)基質(zhì)的復(fù)合材料和由碳纖維制造所述殼體。耐磨材料和殼體的復(fù)合材料之間的粘附因不同的膨脹而削弱。為了抵消這種效果，金屬條插在殼體和耐磨物質(zhì)之間。因?yàn)樵摋l被粘到復(fù)合殼體，所以所述條的表面被穿多孔，以便提高膠粘劑錨固至條。
[0005]文獻(xiàn)EP 2 418 387 Al公開了一種軸流渦輪機(jī)壓縮機(jī)的復(fù)合殼體。所述殼體包括多個(gè)環(huán)形排葉片、設(shè)置在各排葉片之間的金屬條、以及施加到該條的內(nèi)表面的耐磨材料層。為了固定其，該條被粘接到殼體的壁的內(nèi)表面。膠粘劑的粘附受到限制。此固定需要額外的組裝操作。此外，膠粘劑在其被使用時(shí)必須脫氣，這就要求該條的某些適應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]摶術(shù)問題
[0007]本發(fā)明的一個(gè)目的是克服由現(xiàn)有技術(shù)提出的技術(shù)問題中的至少一個(gè)，以及可能保持所確定的優(yōu)點(diǎn)中的至少一個(gè)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是改進(jìn)接收軸流渦輪機(jī)定子的耐磨物質(zhì)層的圓形帶的保持。
[0008]技術(shù)解決方案
[0009]本發(fā)明涉及一種軸流渦輪機(jī)定子，包括:具有內(nèi)表面的大致圓形壁；至少一個(gè)環(huán)形排定子葉片，其從所述壁沿徑向向內(nèi)延伸；圓形帶，其布置成抵靠著所述壁的內(nèi)表面并且包括內(nèi)表面和外表面；所述帶的內(nèi)表面上的耐磨材料層，所述耐磨材料層能夠通過研磨與所述渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片配合；值得注意的是，所述定子葉片中的至少一個(gè)包括平臺(tái)，其覆蓋所述帶的邊緣，以便保持所述帶。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，每個(gè)葉片平臺(tái)包括減小厚度的部分，其覆蓋所述帶的邊緣的內(nèi)表面，以便徑向地保持所述帶，所述部分優(yōu)選地是連接的并且形成向內(nèi)裝配在所述圓形帶的管狀支承。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，減小厚度的至少一個(gè)或每個(gè)平臺(tái)部分與耐磨物質(zhì)層軸向接觸，優(yōu)選的是具有的厚度基本上等于耐磨物質(zhì)層的厚度。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所述帶包括圓形上游邊緣和圓形下游邊緣，所述或每個(gè)葉片平臺(tái)包括徑向肩部，其與所述帶的圓形邊緣之一配合，以便軸向地保持所述帶，每個(gè)肩部的徑向高度可能基本上小于所述帶的厚度。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所述耐磨物質(zhì)層和所述葉片平臺(tái)覆蓋所述帶的整個(gè)內(nèi)表面，并且優(yōu)選的是沿著所述壁的內(nèi)表面所述帶的大部分外表面、更優(yōu)選的是沿著所述壁的內(nèi)表面所述帶的整個(gè)外表面。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所述帶在軸向上比所述耐磨物質(zhì)層更長，并且在其中的上游和下游，所述帶優(yōu)選地沿軸向延伸超過所述耐磨物質(zhì)層。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所述帶比每個(gè)平臺(tái)更薄，優(yōu)選的是至少薄五倍，更優(yōu)選的是至少薄十倍。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，至少一個(gè)或每個(gè)平臺(tái)通過接觸在比所述帶的厚度更大的軸向長度上與所述帶的內(nèi)表面配合，該接觸的軸向長度優(yōu)選地表示在所述帶的厚度的五至五十倍之間。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，每個(gè)平臺(tái)包括使得能夠固定在所述壁上的夾緊裝置，并且由每個(gè)平臺(tái)覆蓋的帶的內(nèi)表面的區(qū)域可能通過加工硬化(work hardening)而變形。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所述壁和每個(gè)平臺(tái)形成鉤，其空腔的內(nèi)部容積被所述帶占據(jù)了大部分，優(yōu)選地是全部。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所述定子葉片每個(gè)都包括前緣和后緣，所述帶從葉片的前緣或后緣從覆蓋所述帶的平臺(tái)沿軸向向外延伸；并且/或者每個(gè)平臺(tái)包括上游邊緣和下游邊緣，所述帶從所述平臺(tái)的上游邊緣或下游邊緣從覆蓋所述帶的平臺(tái)沿軸向向外延伸。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所述排定子葉片是第一排，所述壁還包括第二環(huán)形排定子葉片，所述排是連續(xù)的定子排，所述帶布置在它們之間，所述定子優(yōu)選地包括多個(gè)環(huán)形排定子葉片和多個(gè)圓形帶，所述排定子葉片和所述帶交替布置。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所述帶包括以多個(gè)環(huán)形排穿孔布置的至少一系列穿孔，每個(gè)平臺(tái)在至少五排穿孔上、優(yōu)選的是在至少十排穿孔上覆蓋所述帶的內(nèi)表面。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，每個(gè)平臺(tái)包括鈦；所述帶是由鋼或鈦或鐵鎳合金制成的金屬條；所述壁由復(fù)合材料制成，優(yōu)選的是具有纖維預(yù)成形和有機(jī)基質(zhì)；所述耐磨層包括Al-Si聚酯型的耐磨材料。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所述壁和/或所述帶大致為管狀。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所述帶的內(nèi)表面與外表面在相反的方向上徑向定向。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所述Al-Si聚酯型的耐磨材料通過等離子體投影。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所述壁包括固定裝置，比如孔，其與每個(gè)平臺(tái)的夾緊裝置配合。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所述鉤是環(huán)形鉤。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所述平臺(tái)在所述帶的軸向長度的1%至20%之間、優(yōu)選的是3%至8%之間的軸向長度上覆蓋所述帶的內(nèi)表面。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所述葉片僅固定到所述壁。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所述帶在所述壁的軸向長度的2%至50%之間、優(yōu)選的是4%至30%之間、更優(yōu)選的是6%至15%之間上軸向延伸。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所述壁具有大致恒定的厚度。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所述帶的旋轉(zhuǎn)輪廓相對(duì)于渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸線傾斜的角度大于2°，優(yōu)選的是大于5°，更優(yōu)選的是大于10°。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所述圓形帶具有的恒定厚度為0.05毫米至2.00毫米；優(yōu)選的是0.10毫米至0.60毫米；更優(yōu)選的是0.15毫米至0.25毫米。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所述壁形成為單件，可能的是所述壁和至少一個(gè)定子凸緣形成為單件。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所述穿孔形成至少一個(gè)穿孔的環(huán)形區(qū)域，所述平臺(tái)在所述至少一個(gè)穿孔區(qū)域之一的軸向長度的大部分上軸向延伸。
[0036]本發(fā)明還涉及一種配備有軸流渦輪機(jī)定子的軸流渦輪機(jī)壓縮機(jī)，值得注意的是，所述定子根據(jù)本發(fā)明形成，所述壁在壓縮機(jī)的長度的大部分上優(yōu)選地軸向延伸。
[0037]本發(fā)明還涉及一種包括定子的軸向渦輪機(jī)，值得注意的是，所述定子根據(jù)本發(fā)明形成，所述渦輪機(jī)優(yōu)選地包括至少一個(gè)渦輪和/或至少一個(gè)壓縮機(jī)，所述壁是渦輪的壁并且在所述渦輪的軸向長度的大部分上延伸，或者所述壁是所述壓縮機(jī)的壁并且在所述壓縮機(jī)的軸向長度的大部分上延伸，更優(yōu)選地，所述壓縮機(jī)是低壓壓縮機(jī)。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所述渦輪機(jī)是渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0039]所提供的優(yōu)勢
[0040]本發(fā)明提出了所述帶的一種簡單而有效的固定。該固定可以形成兩個(gè)環(huán)形鉤，它們可以捏擠每個(gè)帶。所述帶被保持在其中上游和下游的圓形邊緣。該保持方案使得能夠節(jié)省膠粘劑的使用，因此消除了相關(guān)的化學(xué)問題。
[0041]本發(fā)明使用夾緊裝置，其可以是可逆的固定裝置，從而簡化了所述耐磨層和/或帶的更換。組裝起來既快速又經(jīng)濟(jì)，因?yàn)槠錅p少了組裝操作的數(shù)量。固定模式緊湊，因?yàn)槠洳辉黾铀霰诨蛩銎脚_(tái)的軸向厚度。
[0042]所述帶形成支撐和標(biāo)記，用于定子葉片的角度定向。其提供了相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線理想定向的支承圈，這對(duì)于借助于軸基本上固定到所述壁的每個(gè)葉片特別有效。所述肩部和帶之間的接觸也使得能夠軸向定位。這樣，能夠精確地定位相繼布置的兩排定子葉片，例如當(dāng)葉片通過具有機(jī)械間隙的孔被固定到所述壁時(shí)。
【附圖說明】
[0043]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的軸流渦輪機(jī)。
[0044]圖2是根據(jù)本發(fā)明的渦輪機(jī)壓縮機(jī)的圖。
[0045]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的具有兩個(gè)平臺(tái)之間的帶的渦輪機(jī)定子的一部分。
[0046]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的具有兩個(gè)帶之間的葉片平臺(tái)的定子部分。
[0047]圖5示出了從外部觀察的設(shè)置在兩個(gè)環(huán)形排葉片平臺(tái)之間的帶。
【具體實(shí)施方式】
[0048]在以下描述中，術(shù)語“內(nèi)”和“外”是指相對(duì)于軸流渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸線的定位。軸向方向是沿著渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸線的方向，徑向方向垂直于旋轉(zhuǎn)軸線。
[0049]圖1以