CN114945733A - 具有磨损元件的导向叶片环 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种导向叶片环(1)，所述导向叶片环分为上半导向叶片环和下半导向叶片环，所述导向叶片环具有：至少被分为两部分的内环(2)，所述内环具有基本上U形的横截面，并且形成在环周方向上延伸的、径向向外敞开的流动通道(9)，所述流动通道由内环底壁(10)和两个内环侧壁(11)限界；以及容纳导向叶片(4)的、沿着内环(2)的外环周设置的多个叶片平台(5)，叶片平台分别具有径向向内突出的、在轴向方向上彼此间隔开的保持接片(8)，保持接片从外部包围内环侧壁(11)，其中在存在于保持接片(8)与直接相邻设置的内环侧壁(11)之间的间隙中置入有磨损元件(12)。

Description

具有磨损元件的导向叶片环
技术领域
本发明涉及一种导向叶片环，所述导向叶片环分为上半导向叶片环和下半导向叶片环，所述导向叶片环具有：至少两部分的内环，所述内环具有基本上U形的横截面，并且形成在环周方向上延伸的、径向向外敞开的流动通道，所述流动通道由内环底壁和两个内环侧壁限界；以及容纳导向叶片的、沿着内环的外环周设置的多个叶片平台，叶片平台分别具有径向向内突出的、在轴向方向上彼此间隔开的保持接片，保持接片从外部包围内环侧壁。
背景技术
导向叶片在轴流式涡轮机中使用。因此，设置在定子处的导向叶片环与设置在转子处的转子叶片环共同形成涡轮机的级。导向叶片的目的在于，将穿流涡轮机的介质尽可能有效地引导至相关联的转子叶片。导向叶片环通常具有内环、外环以及在内环与外环之间延伸的多个导向叶片。由于装配的原因，导向叶片环分为下半导向叶片环和上半导向叶片环，因此内环和外环也实施成至少两部分。导向叶片包括外叶片平台和内叶片平台，叶片在外叶片平台和内叶片平台之间延伸。外叶片平台经由径向向外突出的叶片根部紧固在外环上。在一种导向叶片环结构类型中，至少上半导向叶片环的内叶片平台具有径向向内突出的、在轴向方向上彼此间隔开的保持接片，保持接片从外部包围内环。在组装上半导向叶片环和下半导向叶片环时，这些保持接片从上方以通常大约为2mm至3mm的小的间隙被推到内环上，使得这些保持接片在其间容纳内环。内环具有基本上U形的横截面并且形成在环周方向上延伸的、径向向外敞开的流动通道，所述流动通道由内环底壁和两个内环侧壁限界。在涡轮机运行期间，从导向叶片的叶片流出的冷却介质被引入到所述流动通道中，以便然后将冷却介质朝向转子叶片转送以用于冷却转子叶片。用作冷却介质分配器的内环在实践中也经常被称为预旋流器(Preswirler)。
在涡轮机运行期间，涡轮机部件磨损，并且必须在维护工作的范围内进行翻新或替换。这也适用于内环。因此，例如，内环侧壁的指向导向叶片的保持接片的外面区域由于在运行期间出现的变形和/或载荷而经常显示出磨损迹象，其维修与高的耗费相关联并导致维护时间显著延长。
发明内容
从这种现有技术出发，本发明的目的是实现一种具有替选构造的导向叶片环，利用所述导向叶片环至少部分地消除上述问题。
为了实现所述目的，本发明提出一种开头提及类型的导向叶片环，其特征在于，在存在于保持接片与直接相邻设置的内环侧壁之间的间隙中置入有磨损元件。这种磨损元件补偿存在于保持接片与直接相邻设置的内环侧壁之间的间隙，并防止保持接片与内环侧壁之间的直接接触，在没有这种磨损元件的情况下，可能由于在涡轮机运行期间激发的单个部件的振动而发生所述直接接触。一方面，通过使用根据本发明的磨损元件减少磨损。另一方面，磨损的主要是磨损元件，在维护工作的范围内，可以快速、简单且有利地替换磨损元件。借此，完全不需要或非常轻微地修复保持接片的区域内的内环。
磨损元件优选地构成为板状，以便以这种方式将出现的机械载荷分布在尽可能大的面上，由此进一步减少内环的磨损和损伤。
有利地，磨损元件由制成内环的材料制造，或者由更软的材料制造，以便将磨损主要集中在磨损元件上。
根据本发明的一个设计方案，每个磨损元件与保持接片或内环侧壁可松开地连接。对应地，在维护工作的范围内可以快速且简单地更换磨损元件。
每个磨损元件优选地在使用螺纹连接件的情况下紧固在保持接片上或内环侧壁上。以这种方式实现简单的可松开的连接。为此，每个磨损元件有利地具有至少一个焊接的螺栓，所述焊接的螺栓例如可以被引导穿过保持接片或内环侧壁的开口并且在其另一侧上利用螺母固定。
在保持接片的内面处和/或至少一个内环侧壁的外面处可以设置有容纳磨损元件的凹部，以便确保磨损元件在其安装的情况下的限定定位。
根据本发明的一个方面，磨损元件置入在存在于保持接片引导突起部与直接相邻设置的内环侧壁之间的间隙中，其中保持接片引导突起部分别径向向内突出。由于这种引导突起部，导向叶片环的组装明显变得容易。
附图说明
本发明的其它特征和优点根据以下参照附图对根据本发明的导向叶片环的实施方式的描述变得清楚。在附图中示出：
图1示出根据本发明的一个实施方式的上半导向叶片环的示意性前视图；
图2示出在图1中示出的导向叶片环在部分组装状态下的立体示意局部视图，其示出根据本发明的第一变型方案构成的磨损元件；
图3示出在图2中示出的磨损元件的立体示意前视图；
图4示出在图2中示出的磨损元件的立体示意后视图；
图5示出在图1中示出的导向叶片环的立体示意剖视图，其示出根据本发明的第二变型方案构成的磨损元件；
图6示出在图5中示出的磨损元件的立体示意前视图；
图7示出在图5中示出的磨损元件的立体示意后视图；以及
图8示出在图5中示出的设置的内环的立体示意局部图。
在下文中，相同的附图标记表示相同或相似的部件或部件部段。
具体实施方式
图1示意性地示出根据本发明的一个实施方式的被分成上半部和下半部的导向叶片环1的上半部，所述导向叶片环涉及用于涡轮机的导向叶片环。
导向叶片环1当前具有两部分的内环2、两部分的外环3和在内环2与外环3之间延伸的多个导向叶片4。
导向叶片包括外叶片平台5和内叶片平台5，在外叶片平台和内叶片平台之间延伸有叶片6。内叶片平台5和外叶片平台5当前分别在它们之间容纳两个叶片6，其中在两个叶片平台5之间延伸的叶片6的数量可以变化。外叶片平台5经由径向向外突出的叶片根部7紧固在外环3上。
至少上半导向叶片环的内叶片平台5具有径向向内突出的、在轴向方向上彼此间隔开的保持接片8，保持接片8从外部包围内环2。这些保持接片8在组装上半导向叶片环和下半导向叶片环时从上方以通常大约为2mm至3mm小的间隙被推到内环2上，使得这些保持接片在其间容纳内环2。如在图2中示出的那样，在实践中也被称为预旋流器的内环2具有基本上U形的横截面，并且形成在环周方向U上延伸的、径向向外敞开的流动通道9，流动通道9由内环底壁10和两个内环侧壁11限界。在涡轮机运行期间，从导向叶片4的叶片6径向向内流出的冷却介质被引入到所述流动通道9中，以便然后将冷却介质朝向转子叶片转送以用于冷却转子叶片。
在存在于保持接片8与直接相邻设置的内环侧壁11之间的间隙中置入有磨损元件12，如已经提到的那样，间隙通常分别具有大约2mm至3mm的间隙宽度。更准确地说，磨损元件12当前分别置入在保持接片8的径向向内突出的保持接片引导突起部13与直接相邻设置的内环侧壁11之间延伸的间隙中。在所示出的实施例中，内叶片平台5的保持接片8分别包括两个在环周方向U上彼此间隔设置的保持接片引导突起部，其中，该数量原则上可以变化。
其中一个在图3和图4中示出的磨损元件12分别构造成板状的，并且具有遵循内环2的形状的环区段状的外轮廓。磨损元件由也制成内环2的材料制造。
替选地，与内环2相比，磨损元件12也可以具有更软的材料。
每个磨损元件12当前与内环侧壁11可松开地连接。为此，每个磨损元件12在背侧设有两个焊接的螺栓14，螺栓延伸穿过内环2的孔15并利用未详细示出的螺母固定在背侧。
图5至图8示出根据本发明的另一实施方式的导向叶片环1，其与上述实施方式的区别主要在于所使用的磨损元件12的类型。
在此，对于每个保持接片8使用两个磨损元件12，磨损元件分别定位在保持接片引导突起部13中的一个保持接片引导突起部与直接相邻设置的内环侧壁11之间。每个磨损元件12的前面的轮廓遵循相关联的保持接片引导突起部13的朝向的面的轮廓。每个磨损元件8在背侧设有焊接的或以其他方式紧固的螺栓14。内环侧壁11分别设有形状配合地容纳磨损元件12的凹部16，在凹部16中分别定位有用于容纳螺栓14的通孔15。
此外，图5至图8中示出的导向叶片环1的构造对应于先前参照图1至图4描述的构造。
根据本发明的磨损元件12补偿存在于保持接片8与直接相邻设置的内环侧壁11之间的间隙，并且防止保持接片8与内环侧壁11之间的直接接触，在没有这种磨损元件12的情况下，可能由于在涡轮机运行期间激发的单个部件的振动而发生直接接触。
一方面，通过使用根据本发明的磨损元件12减少磨损。另一方面，主要是磨损元件12磨损，在维护工作的范围内，可以快速、简单且有利地替换磨损元件。借此，完全不需要或非常轻微地修复保持接片8的区域内的内环2。
在新制造导向叶片环1时可以设置磨损元件12。在维护工作或维修工作的范围内，磨损元件12同样可以被添加到现有的导向叶片环1中。
尽管已经通过优选的实施例详细地说明和描述了本发明，但是本发明不受所公开的示例的限制，并且本领域技术人员可以在不脱离本发明的范围的情况下从中推导出其他变型方案。

Claims (8)

1.一种导向叶片环(1)，
所述导向叶片环(1)分为上半导向叶片环和下半导向叶片环，
所述导向叶片环具有：
至少被分为两部分的内环(2)，
所述内环(2)具有基本上U形的横截面并且
形成在环周方向上延伸的、径向向外敞开的流动通道(9)，
所述流动通道(9)由内环底壁(10)和两个内环侧壁(11)限界；
以及容纳导向叶片(4)的、沿着所述内环(2)的外环周设置的多个叶片平台(5)，所述叶片平台(5)分别具有径向向内突出的、在轴向方向上彼此间隔开的保持接片(8)，
所述保持接片(8)从外部包围所述内环侧壁(11)，
其特征在于，
在存在于所述保持接片(8)与直接相邻设置的内环侧壁(11)之间的间隙中置入有磨损元件(12)。
2.根据权利要求1所述的导向叶片环(1)，
其特征在于，
所述磨损元件(12)构成为板状的。
3.根据权利要求1或2所述的导向叶片环(1)，
其特征在于，
所述磨损元件(12)由制成所述内环的材料制造，或者由更软的材料制造。
4.根据上述权利要求中任一项所述的导向叶片环(1)，
其特征在于，
每个磨损元件(12)与所述保持接片(8)或所述内环侧壁(11)可松开地连接。
5.根据权利要求4所述的导向叶片环(1)，
其特征在于，
每个磨损元件(12)在使用螺纹连接件的情况下紧固在保持接片(8)上或内环侧壁(11)上。
6.根据权利要求5所述的导向叶片环(1)，
其特征在于，
每个磨损元件(12)具有至少一个焊接的螺栓(14)。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的导向叶片环(1)，
其特征在于，
在保持接片(8)的内面处和/或在至少一个内环侧壁(11)的外面处设置有容纳所述磨损元件(12)的凹部(16)。
8.根据上述权利要求中任一项所述的导向叶片环(1)，
其特征在于，
磨损元件(12)置入在存在于保持接片引导突起部(13)与直接相邻设置的内环侧壁(11)之间的间隙中，其中所述保持接片引导突起部(13)分别径向向内突出。
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