用于軸流渦輪機壓縮機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定子。更精確地說，本發(fā)明涉及一種用于軸流渦輪機的配備有耐磨密封件的壓縮機殼體。本發(fā)明還涉及一種軸流渦輪機。
[0002]應(yīng)當指出的是，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，具有相對于該材料可移動的表面。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壓縮機的壁(可能是外壁)使得能夠與所述壓縮機的旋轉(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。通過盡量減小可動葉片和流體流的殼體之間的間隙，渦輪噴氣發(fā)動機的效力和性能得以提高。
【背景技術(shù)】
[0003]為了增加渦輪機的性能，壓縮機、鼓風(fēng)機、以及渦輪機都配備有密封件。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)置在低壓壓縮機的殼體的內(nèi)表面上，并且與壓縮機的旋轉(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。因為該條被粘到復(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EP 2 418 387 Al公開了一種軸流渦輪機壓縮機的復(fù)合殼體。所述殼體包括多個環(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，以及可能保持所確定的優(yōu)點中的至少一個。本發(fā)明的另一個目的是改進接收軸流渦輪機定子的耐磨物質(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定子，包括:具有內(nèi)表面的大致圓形壁；至少一個環(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包括平臺，其覆蓋所述帶的邊緣，以便保持所述帶。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的有利實施例，每個葉片平臺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)明的有利實施例，減小厚度的至少一個或每個平臺部分與耐磨物質(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，所述或每個葉片平臺包括徑向肩部，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)明的有利實施例，所述耐磨物質(zhì)層和所述葉片平臺覆蓋所述帶的整個內(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)表面所述帶的整個外表面。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的有利實施例，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)明的有利實施例，所述帶比每個平臺更薄，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)明的有利實施例，至少一個或每個平臺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)明的有利實施例，每個平臺包括使得能夠固定在所述壁上的夾緊裝置，并且由每個平臺覆蓋的帶的內(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)明的有利實施例，所述壁和每個平臺形成鉤，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)明的有利實施例，所述定子葉片每個都包括前緣和后緣，所述帶從葉片的前緣或后緣從覆蓋所述帶的平臺沿軸向向外延伸；并且/或者每個平臺包括上游邊緣和下游邊緣，所述帶從所述平臺的上游邊緣或下游邊緣從覆蓋所述帶的平臺沿軸向向外延伸。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的有利實施例，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)選地包括多個環(huán)形排定子葉片和多個圓形帶，所述排定子葉片和所述帶交替布置。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的有利實施例，所述帶包括以多個環(huán)形排穿孔布置的至少一系列穿孔，每個平臺在至少五排穿孔上、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)明的有利實施例，每個平臺包括鈦；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)明的有利實施例，所述壁包括固定裝置，比如孔，其與每個平臺的夾緊裝置配合。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的有利實施例，所述鉤是環(huán)形鉤。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的有利實施例，所述平臺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)明的有利實施例，所述帶的旋轉(zhuǎn)輪廓相對于渦輪機的旋轉(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)明的有利實施例，所述壁形成為單件，可能的是所述壁和至少一個定子凸緣形成為單件。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的有利實施例，所述穿孔形成至少一個穿孔的環(huán)形區(qū)域，所述平臺在所述至少一個穿孔區(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定子的軸流渦輪機壓縮機，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，值得注意的是，所述定子根據(jù)本發(fā)明形成，所述渦輪機優(yōu)選地包括至少一個渦輪和/或至少一個壓縮機，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的壁并且在所述壓縮機的軸向長度的大部分上延伸，更優(yōu)選地，所述壓縮機是低壓壓縮機。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的有利實施例，所述渦輪機是渦輪噴氣發(fā)動機。
[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環(huán)形鉤，它們可以捏擠每個帶。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，因為其減少了組裝操作的數(shù)量。固定模式緊湊，因為其不增加所述壁或所述平臺的軸向厚度。
[0042]所述帶形成支撐和標記，用于定子葉片的角度定向。其提供了相對于旋轉(zhuǎn)軸線理想定向的支承圈，這對于借助于軸基本上固定到所述壁的每個葉片特別有效。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，例如當葉片通過具有機械間隙的孔被固定到所述壁時。
【附圖說明】
[0043]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的軸流渦輪機。
[0044]圖2是根據(jù)本發(fā)明的渦輪機壓縮機的圖。
[0045]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的具有兩個平臺之間的帶的渦輪機定子的一部分。
[0046]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的具有兩個帶之間的葉片平臺的定子部分。
[0047]圖5示出了從外部觀察的設(shè)置在兩個環(huán)形排葉片平臺之間的帶。
【具體實施方式】
[0048]在以下描述中，術(shù)語“內(nèi)”和“外”是指相對于軸流渦輪機的旋轉(zhuǎn)軸線的定位。軸向方向是沿著渦輪機的旋轉(zhuǎn)軸線的方向，徑向方向垂直于旋轉(zhuǎn)軸線。
[0049]圖1以