CN103195514A - 涡轮转子边缘密封件轴向固持组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涡轮转子边缘密封件轴向固持组件。一种用于将沿轴向加载到第二旋转机器构件上的第一旋转机器构件保持在固定轴向位置上的固持装置，包括锁定块，锁定块在尺寸上设置成和构造成在第一旋转机器构件和第二旋转机器构件中的第一对准凹口和第二对准凹口之间移动。对准凹口成形为阻止锁定块旋转，并且锁定块具有延伸通过其中的带螺纹孔。促动器可通过螺纹安装在孔中，使得在使用中，促动器的旋转将使锁定块从第一对准凹口至少部分地移动到第二对准凹口中。

Description

涡轮转子边缘密封件轴向固持组件

技术领域

本发明大体涉及涡轮转子，并且更具体而言，涉及用于沿轴向固持安装在涡轮转子间隔盘上的涡轮转子边缘密封件的***。

背景技术

涡轮转子间隔盘设有呈弧形密封节段的形式的多个边缘密封件，在安装后，它们形成360°密封。各个密封节段(或者简单地，密封件或边缘密封件)借助于匹配的鸠尾榫表面特征固定到间隔盘上，鸠尾榫表面特征构造成使边缘密封件能够沿轴向加载到间隔盘上。一旦边缘密封件安装在间隔盘上，对于鸠尾榫区域仅存在有限的通路。但是同时，必须沿轴向固持边缘密封件，以阻止滑动，特别是在发动机装运/运行期间。因为有限的通路的原因，不能采用传统的轴向固持方案。

因此仍然需要简单的低成本但有效的布置，以将周向的整个一组边缘密封件单独地和共同固持在转子间隔盘上，以便阻止任何一个或多个密封件的不合需要的轴向偏移。

发明内容

在第一示例性但非限制性实施例中，提供了一种固持装置，用于将沿轴向加载到第二旋转机器构件上的第一旋转机器构件保持在固定轴向位置上，固持装置包括：块，其在尺寸上设置成和构造成在第一旋转机器构件和第二旋转机器构件中的第一对准凹口和第二对准凹口之间移动，对准凹口成形为阻止块旋转，块具有延伸通过其中的带螺纹孔；以及促动器，其可通过螺纹安装在孔中，使得在使用中，促动器的旋转将使块从第一对准凹口至少部分地移动到第二对准凹口中。

在另一个方面，本发明涉及一种轴向固持***，用于沿轴向加载到转子间隔盘上的多个边缘密封件，轴向固持***包括：剪切键，其适于***转子间隔盘中的环形周向凹槽和形成于边缘密封件的周向端面中的径向缺口之间；以及锁定块，其在尺寸上设置成和构造成在边缘密封件沿轴向加载到转子间隔盘上时，在分别形成于转子间隔盘和所述边缘密封件中的第一凹口和第二凹口之间移动，锁定块设有促动器，促动器适于使锁定块移动到跨骑第一凹口和第二凹口的位置上。

在又一个示例性但非限制性实施例中，本发明涉及一种轴向固持***，用于沿轴向加载到转子间隔盘上的多个边缘密封件，轴向固持***包括：用于最终安装的锁定密封件以外的各个边缘密封件的剪切键，其适于***间隔盘中的环形周向凹槽和形成于边缘密封件的端面中的径向缺口之间；以及后备止动销，其从端面延伸，并且可接收在形成于紧邻的边缘密封件的端面中的缺口中。

现在将结合下面提到的附图来更详细地描述本发明。

附图说明

图1是示出转子间隔盘边缘密封件以及选择性地采用的轴向移动阻止装置的示意图，边缘密封件围绕间隔盘而安装；

图2是从图1得到的放大细节；

图3是具有使用图1中显示的三个固持构件中两个安装的边缘密封件的涡轮间隔盘的局部透视图；

图4是分开地示出形成于图3中显示的边缘密封件的端面中的止动键缺口的局部透视图；

图5是从图3得到的止动键的透视图；

图6是显示止动销对接合在形成于相邻边缘密封件中的缺口内的一个边缘密封件的作用的局部透视图；

图7是示出形成于边缘密封件中的、接收图6中显示的止动销的缺口的局部透视图；

图8是示出形成于间隔盘中的锁定圆盘(puck)凹口的局部透视图；

图9是从不同的有利位置示出部分地接收在图8中显示的凹口内的锁定圆盘的透视图；

10是显示图9的锁定圆盘以及安装在间隔盘上的边缘密封件的截面图；

图11是示出位于边缘密封件和间隔盘之间的锁定圆盘的局部透视图；

图12示出根据另一个示例性实施例的螺栓促动器；

图13示出附连有锁定圆盘的图12的螺栓；以及

图14示出根据备选示例性实施例采用的轴向移动阻止装置，边缘密封件围绕间隔盘而安装。

部件列表

10边缘密封件

12转子间隔盘

14、16涡轮构件

18剪切键

20后备销

22锁定圆盘或锁定块

24边缘密封件端面

26沿径向定向的缺口

27间隔盘槽口

28底表面

30凸缘部分

32边缘密封件鸠尾榫

34环形凹槽

36干

38剪切键18的成角度角

40缺口26的成角度角

42支腿或基部

44孔口

46盲孔

48鸠尾榫凹槽

50开口缺口

52端面

54密封件

56缺口壁

58最终密封件

60、62盘12和密封件58中的凹口

64上表面

66间隔盘柱

68径向内表面

70密封件凸缘部分

72带螺纹孔

74螺柱或螺杆

76孔

78表面特征

80螺栓

82带螺纹端

84凹槽

86螺栓杆

88易碎垫片

90容座部分。

具体实施方式

在示例性但非限制性实施例中，用于转子间隔盘边缘密封件的轴向固持***由三个构件构成。如下面将更详细地阐述的那样，未对每一个边缘密封件使用所有构件。在这方面，将理解到，边缘密封件沿轴向加载到间隔盘上。以按顺序的方式进行组装，并且对于最终安装的边缘密封件以外的所有边缘密封件，本文公开的***利用至少两个构件。对最终安装的密封件(也称为“锁定密封件”)采用第三构件，以有效地将整个密封件阵列锁定到间隔盘上。

因而初始参照图1和2，以示意形式显示沿轴向加载到转子间隔盘12上的边缘密封件10。边缘密封件10与相邻涡轮构件14、16对接，如本领域所普遍理解的那样。如示出的那样，加载或安装方向是从右到左。根据示例性但非限制性实施例的三个轴向固持构件包括剪切键18、后备销20和锁定“圆盘”(本文也称为锁定块)22。为了方便和易于理解，图1和2意图显示在安装期间使用的构件，但是对于加载到间隔盘12上的一个边缘密封件10以外的边缘密封件，仅使用了剪切键18和后备销20。安装在间隔盘上的最后的边缘密封件或锁定密封件10使用锁定圆盘22，但是未使用剪切键18或后备销20，如下面进一步阐述的那样。

现在还参照图3和4，边缘密封件10的一个周向端面24在间隔盘槽口27的入口端附近形成有沿径向定向的缺口26，其从边缘密封件的凸缘部分30的底表面28以及从端面24开口。缺口26另外沿周向方向和轴向方向被封闭。在安装边缘密封件10(本文中有时简单地称为“密封件10”)之后，缺口26定位成沿径向与形成于间隔盘12中的间断环形凹槽34对准。将理解到，凹槽34和缺口26可定位成进一步远离盘槽口27的入口端，如果期望的话。

L形剪切键18(也见图5)位于凹槽34和缺口26中，如图3中最佳地看到的那样。剪切键18的尺寸和形状使得其仅能沿一个定向定位，从而使得安装非常简单。更具体而言，L形剪切键的沿径向向外延伸的支腿或干36形成有成角度角38，这与缺口26的对应地成形的成角度角40匹配。L形剪切键18的水平(或周向)支腿或基部42承坐在凹槽34中。将理解到，在密封件10沿轴向加载到间隔盘12上之后，剪切键18能位于凹槽34和缺口26中，或者备选地剪切键18能沿横向远离密封件10而位于凹槽34中，并且在安装密封件10之后移动成接合缺口26。

注意，孔口44也形成于剪切键18的基部42中。这允许使用适当的工具(未显示)来容易地移除剪切键。但是，未必将剪切键18安装或固定在缺口26和/或凹槽34内。因为紧邻的边缘密封件抵靠边缘密封件10且覆盖键18的基部42，所以阻止了剪切键的进一步移动。剪切键18因而阻止边缘密封件10沿任一轴向方向移动，并且剪切键本身由紧邻的密封件锁定就位。

在面24的与剪切键18相对的端部处，密封件10的周向端面24还形成有盲孔46(图6)。孔46经由按压配合或通过其它适当的手段接收后备止动销20(在示例实施例中为圆柱形)，使销20的一部分暴露。类似于剪切键18，止动销20沿至少一个轴向方向阻止边缘密封件10的轴向移动，如下面进一步描述的那样，从而在安装密封件期间意外遗漏剪切键18的情况下提供后备功能。

特别参照图3和6，将理解，紧邻的密封件能沿着其形成于间隔盘中的鸠尾榫凹槽48而沿轴向滑动，经过(且经由)剪切键18的基部42且当轴向止动销20接合在形成于紧邻的密封件54的周向端面52中的开口缺口50(图6、7)内时停止。缺口壁56因而用作紧邻的密封件的沿一个方向的轴向安装移动的止动限制，并且接下来安装的剪切键然后还阻止沿安装方向和相反方向两者的任何轴向移动。

现在参照图8-11，为了将最终密封件58锁定就位，使用了第三固持构件。长圆性或椭圆形锁定“圆盘”22成形为和在尺寸上设置成配合在分别形成于间隔盘12和密封件58中的沿竖向相邻的凹口60、62中或配合在它们之间。更具体而言，长圆形或椭圆形凹口60形成于间隔盘柱66(图8)的上(径向外)表面64中。凹口62(图10-11)形成于密封件凸缘部分70的径向内表面68中，当密封件58加载到间隔盘12中时，凹口60和62沿竖向(或沿径向)对准。

带螺纹孔72沿竖向或沿径向延伸通过圆盘22，并且带螺纹的调节螺柱或螺杆74延伸通过圆盘22。孔76可形成于密封件中，并且沿径向向外延伸到工具可***的通路位置。工具设计成接合形成于螺柱或螺杆74的端部中的表面特征78(例如，通用(ALLEN)扳手凹口)。当螺柱74被工具旋转时，圆盘22沿着螺柱移动，因为圆盘被保持在非圆形凹口中。因而，螺柱74沿顺时针方向旋转会使圆盘22沿径向向外移动到图9-11中显示的位置，其中圆盘部分地接合在凹口60、62两者中。锁定圆盘22因而将最终密封件58锁定就位，并且在这样做时，结合剪切键和后备销来锁定所有边缘密封件，以防在间隔盘12内有任何轴向移动。注意，在这方面，如果遗漏了所有这个剪切键，则最终安装的密封件以外的所有密封件都将仅沿一个轴向方向锁定，因为后备销仅沿一个方向阻止轴向移动。

还注意，对于最终边缘密封件58，剪切键18和后备销20都未使用。

备选地，具有带螺纹端82的伸长螺栓80(图12、13)可用来接合圆盘22。螺栓80将延伸通过孔76，并且螺栓的旋转将使圆盘22沿着带螺纹端82沿轴向(并且相对于间隔盘沿径向)移动，基本如上面描述的那样。呈凹槽84的形式的失效点或弱点可在带螺纹端82附近设置在螺栓杆86中，以促进螺栓杆在安装之后的断裂和移除，如果期望的话。

在另一个备选布置中，易碎垫片88结合在盘中的设置在凹口60的径向内侧的延伸的容座部分90一体地附连到带螺纹杆74的下部部分上，如图14中显示的那样。这允许杆74沿径向打进容座部分90中，从而使圆盘22落回转子盘中，从而对释放边缘密封件提供备选的技术，以进行轴向移动。

对于上面描述的布置，所有构件，即剪切键36、锁定圆盘22和止动销20都封闭在边缘密封件/间隔盘内，使得在失效的情况下，基本阻止构件落到转子的内部轮空间中。

还将理解，锁定圆盘22可用于三构件***中，如上面描述的那样，或者备选地，用作结合任何一个或所有边缘密封件而使用的独立的固持装置。此外，锁定圆盘22能用于其中期望将一个构件固持在形成于第二构件中的槽口中的任何其它应用中。

虽然结合目前认为的最实际和优选的实施例来描述本发明，但是要理解，本发明不限于公开的实施例，而是相反，意图涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (20)

1. 一种固持装置，用于将沿轴向加载到第二旋转机器构件上的第一旋转机器构件保持在固定轴向位置上，所述固持装置包括：

块，其在尺寸上设置成和构造成在所述第一旋转机器构件和第二旋转机器构件中的第一对准凹口和第二对准凹口之间移动，所述对准凹口成形为阻止所述块旋转，所述块具有至少部分地延伸通过其中的带螺纹孔；以及

促动器，其能够通过螺纹安装在所述孔中，使得在使用中，所述促动器的旋转将使所述块从所述第一对准凹口至少部分地移动到所述第二对准凹口中。

2. 根据权利要求1所述的固持装置，其特征在于，所述促动器包括能够由工具接合的螺柱。

3. 根据权利要求1所述的固持装置，其特征在于，所述促动器包括伸长螺栓，所述伸长螺栓具有适于接收在所述孔中的带螺纹端。

4. 根据权利要求1所述的固持装置，其特征在于，所述块是长圆形或椭圆形。

5. 根据权利要求1所述的固持装置，其特征在于，所述第一旋转构件包括转子间隔盘边缘密封件，并且所述第二旋转构件包括转子间隔盘。

6. 一种轴向固持***，用于沿轴向加载到转子间隔盘上的多个边缘密封件，所述轴向固持***包括：

剪切键，其适于***所述转子间隔盘中的环形周向凹槽和形成于所述边缘密封件的端面中的径向缺口之间；

锁定块，其在尺寸上设置成和构造成在所述边缘密封件沿轴向加载到所述间隔盘上时，在分别形成于所述转子间隔盘和所述边缘密封件中的第一凹口和第二凹口之间移动，所述锁定块设有促动器，所述促动器适于使所述锁定块移动到跨骑所述第一凹口和第二凹口的位置上。

7. 根据权利要求6所述的轴向固持***，其特征在于，所述轴向固持***进一步包括后备止动销，所述后备止动销从所述端面延伸，并且能够接收在形成于紧邻的边缘密封件的端面中的缺口中。

8. 根据权利要求6所述的轴向固持***，其特征在于，所述剪切键基本为L形，基部部分接收在所述周向凹槽中，并且竖立的干部分接收在所述径向缺口中。

9. 根据权利要求6所述的轴向固持***，其特征在于，所述第一凹口和第二凹口以及所述锁定块成形为阻止所述锁定块旋转。

10. 根据权利要求9所述的轴向固持***，其特征在于，所述锁定块形成有至少部分地延伸通过其中的带螺纹孔。

11. 根据权利要求10所述的固持装置，其特征在于，所述促动器包括能够由工具接合的螺柱。

12. 根据权利要求10所述的固持装置，其特征在于，所述促动器包括伸长螺栓，所述伸长螺栓具有适于接收在所述孔中的带螺纹端。

13. 根据权利要求9所述的固持装置，其特征在于，所述块为长圆形或椭圆形。

14. 一种轴向固持***，用于沿轴向加载到转子间隔盘上的多个边缘密封件，所述轴向固持***包括：

用于最终安装的锁定密封件以外的各个边缘密封件的剪切键，其适于***所述转子间隔盘中的环形周向凹槽和形成于所述边缘密封件的端面中的径向缺口之间；以及

后备止动销，其从所述端面延伸，并且能够接收在形成于紧邻的边缘密封件的端面中的缺口中。

15. 根据权利要求14所述的轴向固持，其特征在于，所述最终安装的锁定密封件还设有锁定块，所述锁定块在尺寸上设置成和构造成在所述最终安装的边缘密封件沿轴向加载到所述间隔盘上时，在分别形成于所述间隔盘和所述边缘密封件中的第一凹口和第二凹口之间移动，所述锁定块设有促动器，所述促动器适于使所述锁定块移动到跨骑所述第一凹口和第二凹口的位置上，从而将所述边缘密封件锁定到所述间隔盘上。

16. 根据权利要求15所述的轴向固持***，其特征在于，所述第一凹口和第二凹口以及所述锁定块成形为阻止所述锁定块旋转。

17. 根据权利要求16所述的轴向固持***，其特征在于，所述锁定块形成有至少部分地延伸通过其中的带螺纹孔，以接收所述促动器。

18. 根据权利要求17所述的固持装置，其特征在于，所述促动器包括能够由工具接合的螺柱。

19. 根据权利要求17所述的固持装置，其特征在于，所述促动器包括伸长螺栓，所述伸长螺栓具有适于接收在所述带螺纹孔中的带螺纹端。

20. 根据权利要求18所述的固持装置，其特征在于，所述间隔盘中的所述第一凹口设有由易碎垫片覆盖的延伸的容座部分，所述延伸的容座适于接收所述螺柱，以从而容许所述锁定块从跨骑所述第一凹口和第二凹口的位置移动到所述锁定块完全承坐在所述第二凹口内的释放位置。

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