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用于涡轮机的转子的工作轮以及转子和带有这种工作轮的涡轮机

阅读：1070发布：2020-08-30

IPRDB可以提供用于涡轮机的转子的工作轮以及转子和带有这种工作轮的涡轮机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且用于涡轮机(1)的转子(10)的工作轮(20)以及转子和带有这种工作轮的涡轮机，工作轮具有：轮盘(30)，其可设置在转子处且具有多个槽口(32)，槽口沿着轮盘的周围(31)来布置且在轮盘的厚度方向上延伸，其中，在每个槽口的两个侧部处相应成型有齿廓(33)；多个工作叶片(40)，其相应具有带有两个侧部的根部(41)，在侧部处相应成型有齿廓(43)，其中，在形成叶片－槽口－组合部的情况下，每个叶片插入到槽口中，从而根部和槽口的齿廓相接合，并且其中，每个组合部具有固定装置(50)，其在轮盘的厚度方向和径向方向(RR)上将叶片固定在槽口中。为了可快速地装配/拆卸叶片且可利用所限定的径向的夹紧将叶片固定在槽口中，每个固定装置具有在两侧封闭的、在叶片的面向槽口底部(32a)的下侧(44)中的凹部(51)和插销(52)，其可运动地容纳在槽口底部中，从而插销(52)可沿径向在解锁位置和锁定位置之间来调整，从而插销沿径向向外推压叶片，其中，在解锁位置中，插销未接合到凹部中，在锁定位置中，插销接合到凹部中。，下面是用于涡轮机的转子的工作轮以及转子和带有这种工作轮的涡轮机专利的具体信息内容。

权利要求

1. 一种用于涡轮机(1)的转子(10)的工作轮(20)，具有：

轮盘(30)，其可设置在所述转子(10)的转子轴处且具有多个槽口(32)，槽口沿着所述轮盘(30)的外围(31)分布地布置且相应在所述轮盘(30)的沿转子轴的轴向伸延的厚度方向上延伸，其中，在每个槽口的平行于厚度方向伸延的彼此相对而置的两个槽口侧部(32)处相应构造有齿廓(33)，

多个工作叶片(40)，其中的每个工作叶片(40)具有叶片根部(41)，其带有彼此背对的、平行于厚度方向伸延的两个叶片根侧，在其处相应构造有齿廓(43)，其中，在构造工作叶片－槽口－组合部的情况下，每个工作叶片(40)利用其叶片根部(41)插入到所述槽口(32)中的相应一个中，从而叶片根侧的齿廓(43)与槽口侧部的齿廓(33)相接合，并且其中，每个工作叶片－槽口－组合部具有固定装置(50)，其设立成不仅在所述轮盘(30)的厚度方向上而且在径向方向(RR)上将所述工作叶片(40)固定在槽口(32)中以防运动，其特征在于，每个固定装置(50)具有至少在厚度方向上在两侧封闭的、在所述工作叶片(40)的面向所述槽口(32)的底部(32a)的下侧(44)中的凹部(51)和插销(52)，插销(52)可运动地容纳在所述槽口(32)的底部(32a)中，从而所述插销(52)可在径向方向(RR)上在解锁位置与锁定位置之间受控地来调整，从而插销(52)以预定的力沿径向向外推压所述工作叶片(40)，其中，在解锁位置中，所述插销(52)并未接合到所述工作叶片(40)的凹部(51)中，而在锁定位置中，所述插销(52)沿径向接合到所述工作叶片(40)的凹部(51)中。

2. 根据权利要求1所述的工作轮(20)，其特征在于，所述凹部(51)以在所有侧由所述工作叶片(40)的材料环绕的洼部的形式形成在所述工作叶片(40)的下侧(44)中，并且其中，所述插销(52)的设置成用于接合在所述凹部(51)中的沿径向最外部的端部(52a)构造成与所述凹部(51)互补。

3. 根据权利要求2所述的工作轮(20)，其特征在于，所述凹部(51)构造为球形帽的外轮廓的相反部，并且其中，所述插销(52)的沿径向最外部的端部(52a)具有相应于球形帽的外轮廓的形状。

4. 根据权利要求1至3中任一项所述的工作轮(20)，其特征在于，在所述轮盘(30)中的每个固定装置(50)具有在径向方向(RR)上伸延的第一通道(53)，第一通道(53)在其第一纵向端(53a)处通到所述槽口(32)中，并且所述插销(52)配合到第一通道(53)中。

5. 根据权利要求4所述的工作轮(20)，其特征在于，每个固定装置(50)具有调整装置(60)，其在所述第一通道(53)的第二纵向端(53b)处布置成用于受控地调整所述插销(52)，并且其中，所述调整装置(60)设立成使得其可从所述轮盘(30)的在厚度方向上指向的侧向的侧部(30a)来操控以用于调整所述插销(52)。

6. 根据权利要求5所述的工作轮(20)，其特征在于，所述调整装置(60)具有：第二通道(61)，其在所述轮盘(30)的厚度方向上伸延地在其中构造有内螺纹，从而所述第一通道(53)利用其第二纵向端(53b)通到所述第二通道(61)中，而所述第二通道(61)的第一纵向端(61a)通到所述轮盘(30)的侧向的侧部(30a)中；和螺钉元件(62)，其从所述轮盘(30)的侧向的侧部(30a)拧入到所述第二通道(61)中且与所述插销(52)的沿径向最内部的端部(52b)处于有效连接中，从而所述螺钉元件(62)在所述轮盘(30)的厚度方向上的移位引起所述插销(52)在径向方向上的移位。

7. 根据权利要求6所述的工作轮(20)，其特征在于，所述螺钉元件(62)的设置成用于接触所述插销(52)的纵向端(62a)构造成带有第一锥形形状，并且其中，所述插销(52)的沿径向最内部的端部(52b)构造成带有第二锥形形状，从而在所述第一锥形形状和所述第二锥形形状的相应的侧面之间实现线接触。

8. 根据权利要求7所述的工作轮20，其特征在于，所述第一锥形形状具有约20度的锥角(α)。

9. 一种用于涡轮机1的转子(10)，其中，所述转子(10)具有根据权利要求1至8中任一项所述的至少一个工作轮(20)。

10. 一种带有转子(10)的涡轮机(1)，转子(10)具有根据权利要求1至8中任一项所述的至少一个工作轮(20)。

说明书全文

用于涡轮机的转子的工作轮以及转子和带有这种工作轮的

涡轮机

技术领域

[0001] 本发明涉及根据权利要求1的前序部分构造的用于涡轮机的转子的工作轮、配备有这种工作轮的用于涡轮机的转子以及带有配备有这种工作轮的转子的涡轮机。

背景技术

[0002] 相应由文献DE 196 03 388 C1已知开头所提及的类型的工作轮、转子和涡轮机。对于在该文献中说明的工作轮，工作叶片相应借助于铆钉不仅沿轴向而且沿径向固定在其相应的轴向槽口中。这种铆钉在装配相应的工作叶片时需要使铆钉的铆钉镦头扩开以及在拆卸相应的工作叶片时需要将铆钉镦头除去(例如钻孔)。该操作方法很费时且在装配时仅有条件地实现将工作叶片受限定地沿径向夹紧在其相应的轴向槽口中。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种根据权利要求1的前序部分所述的工作轮，使得其工作叶片可利用更小的时间花费来装配和拆卸且可利用受限定的沿径向的夹紧固定在其相应的轴向槽口中。此外，本发明的目的在于提供配备有这种工作轮的用于涡轮机的转子以及带有配备有这种工作轮的转子的涡轮机。

[0004] 上述目的利用根据权利要求1的工作轮、根据权利要求9的转子和根据权利要求10的涡轮机来实现。

[0005] 在从属权利要求中限定了根据本发明的工作轮的改进方案。

[0006] 根据本发明的第一方面，提供了用于涡轮机的转子的工作轮，其中，工作轮具有：轮盘，其可设置在转子的转子轴处且具有多个槽口，槽口沿着轮盘的外围分布地布置且相应在轮盘的沿转子轴的轴向伸延的厚度方向上延伸;其中，在每个槽口的平行于厚度方向伸延的彼此相对而置的两个槽口侧部处相应构造有齿廓；多个工作叶片，其中的每个具有叶片根部，其带有彼此背对的、平行于厚度方向伸延的两个叶片根侧，在其处相应构造有齿廓；其中，在构造工作叶片－槽口－组合部的情况下，每个工作叶片利用其叶片根部插入到槽口的相应一个中，从而叶片根侧的齿廓与槽口侧部的齿廓相接合；并且其中，每个工作叶片－槽口－组合部具有固定装置，其设立成不仅在轮盘的厚度方向上而且在径向方向上将工作叶片固定在槽口中以防运动。根据本发明的工作轮的特征在于，每个固定装置具有至少在厚度方向上在两侧封闭的、在工作叶片的面向槽口的底部的下侧中的凹部和插销，插销可运动地容纳在槽口的底部中，从而插销可在径向方向上在解锁位置(在其中，插销并未接合到工作叶片的凹部中)与锁定位置(在其中，插销沿径向接合到工作叶片的凹部中)之间受控地来调整，从而插销以预定的力沿径向向外推压工作叶片。

[0007] 由于凹部至少在厚度方向上在两侧利用侧壁封闭，插销在锁定位置中针对凹部的侧壁在厚度方向上提供两侧的止挡，从而工作叶片在厚度方向上被固定以防运动。

[0008] 由于插销在锁定位置中以预定的力沿径向向外推压工作叶片，将消耗(aufgebraucht)在槽口侧部和叶片根侧的齿廓中设置成用于将工作叶片装配在槽口中和在其中进行拆卸的间隙且由此在在径向方向上(沿径向向外)施加预定的预紧力的情况下在该方向上固定工作叶片以防运动。通过受控地调整插销可沿径向向外以简单且可重复的方式预定预定的力或预定的预紧力(径向的夹紧)。

[0009] 由于插销可下沉到其解锁位置中，在其中，插销与工作叶片的凹部脱离接合，可再次释放在槽口侧部和叶片根侧的齿廓中的间隙，从而工作叶片不仅在其装配在轮盘处时而且在其从轮盘拆卸时可简单且快速地沿轴向移动到槽口中或从槽口移出。

[0010] 按照根据本发明的工作轮的一实施方式，凹部以在所有侧由工作叶片的材料环绕的洼部的形式形成在工作叶片的下侧中，其中，插销的设置成用于接合在凹部中的沿径向最外部的端部构造成与凹部互补。

[0011] 利用工作轮的根据本发明的设计方案有利地附加地实现将工作叶片固定在槽口中以防在轮盘的周向方向上的可能的运动。

[0012] 按照根据本发明的工作轮的另一实施方式，凹部构造为球形帽(Kugelkalotte)的外轮廓的相反部(Negative)，其中，插销的沿径向最外部的端部具有相应于球形帽的外轮廓的形状。

[0013] 利用工作轮的根据本发明的设计方案有利地实现插销在凹部中的自定中心且由此实现工作叶片的更精确的固定和插销更容易地引入到凹部中。

[0014] 按照根据本发明的工作轮的又一实施方式，在轮盘中的每个固定装置具有在径向方向上伸延的第一通道，第一通道在其第一纵向端处通到槽口中，且插销优选利用间隙配合配合到第一通道中。

[0015] 第一通道以简单且坚固的方式提供用于插销的移动的滑动引导部。优选地，第一通道实施为可简单地制成的孔。

[0016] 按照根据本发明的工作轮的又一其他的实施方式，每个固定装置具有调整装置，其在第一通道的第二纵向端处布置成用于受控地调整插销，其中，调整装置设立成使得其可从轮盘的在厚度方向上指向的侧向的侧部来操控以用于调整插销。

[0017] 由于调整装置可从轮盘的侧向的侧部来操控，操控位置对于装配或拆卸人员来说可容易地接近，由此进一步降低相应的时间花费且进一步改善实施精度。

[0018] 按照根据本发明的工作轮的一实施方式，调整装置具有：第二通道，其在轮盘的厚度方向上伸延地在其中构造有内螺纹，从而第一通道以其第二纵向端通到第二通道中，而第二通道的第一纵向端通到轮盘的侧向的侧部中；和螺钉元件，其从轮盘的侧向的侧部拧入到第二通道中且与插销的沿径向最内部的端部相接触，从而螺钉元件在轮盘的厚度方向上的移位引起插销在径向方向上的移位。

[0019] 调整装置的带有拧入到优选构造为可简单制造的孔的第二通道中的螺钉元件的实现方案特别简单和耐用，从而用于调整装置的制造成本相对很低且其寿命和可靠性很高。

[0020] 按照根据本发明的工作轮的另一实施方式，螺钉元件的设置成用于接触插销的纵向端构造成带有第一锥形形状，其中，插销的沿径向最内部的端部构造成带有第二锥形形状，从而在第一锥形形状与第二锥形形状的相应的侧面之间实现线接触。

[0021] 工作轮的根据本发明的该设计方案提供有楔形滑块组件，其以特别简单和耐用的方式实现调整运动的方向改变。

[0022] 按照根据本发明的工作轮的又一实施方式，第一锥形形状具有约20的锥角。

[0023] 锥角的大小在调整装置的自动制动、调整力和调整路径之间提供特别有利的折衷。

[0024] 根据本发明的第二方面，提供有用于涡轮机的转子，其中，转子以任何可想到的组合的方式具有根据本发明的一个、多个或所有的上面说明的实施方式的至少一个工作轮。

[0025] 根据本发明的第三方面，提供有带有转子的涡轮机，其以任何可想到的组合的方式具有根据本发明的一个、多个或所有的上面说明的实施方式的至少一个工作轮。

[0026] 本发明还明确地延伸到这样的实施方式上，其并未通过明确回引权利要求的特征组合得到，由此可任意地彼此组合本发明的公开的特征，只要其在技术上是有意义的。

附图说明

[0027] 下面借助优选的实施方式且参考附图更详细地说明本发明。其中，图1在转子的轴向方向上来看显示了根据本发明的一实施方式的涡轮机的转子的工作轮的剖切的部分视图；图2作为沿着图1中的截面线A－A的截面显示了图1的工作轮的视图。

具体实施方式

[0028] 图1和图2显示了根据本发明的一实施方式的涡轮机1的转子10的工作轮20的剖切的部分视图。

[0029] 转子10具有转子轴(未示出)，在转子轴处在转子轴的轴向方向AR上相继布置有例如在图1和图2中显示的多个工作轮20。具有转子10的涡轮机1优选构造为涡轮，例如蒸汽涡轮，或者构造为涡轮压缩机。此外，涡轮机1优选构造为轴流式机械。

[0030] 如在图1和图2中显示的那样，每个工作轮20具有轮盘30、多个工作叶片40(仅显示出一个)和多个固定装置50(仅显示出一个)。

[0031] 轮盘30或者集成地与转子轴构造在一起或者作为单独的部件抗扭地布置在转子10的转子轴处，且具有多个槽口32(仅显示出一个)，其沿着轮盘30的外围31均匀分布地布置且相应在轮盘30的沿转子轴轴向伸延的厚度方向(其相应于轴向方向AR)上延伸。

[0032] 在每个槽口32的平行于厚度方向或轴向方向AR伸延的彼此相对而置的两个槽口侧部处相应构造有齿廓33。

[0033] 每个工作叶片40具有叶片根部41，其带有彼此背对的、平行于厚度方向或轴向方向AR伸延的两个叶片根侧，在叶片根侧处相应构造有齿廓43。

[0034] 在构造工作叶片－槽口－组合部的情况下，每个工作叶片40利用其叶片根部41插入到槽口32中的相应一个中，从而叶片根侧的齿廓43与槽口侧部的齿廓33相接合。以这种方式将工作叶片40在轮盘30或转子轴的径向方向RR上可靠地保持在轮盘30处。

[0035] 如由图1可见的那样，槽口侧部和叶片根侧的齿廓33、43优选构造为多齿的齿廓。还要更优选地，相应的工作叶片40的叶片根部41相应在专业上还作为杉树状根部构造成已知的叶片根部41。相应地，轮盘30的槽口32在其形状方面更优选地构造为包裹轮廓或杉树状根部的形状的相反部。

[0036] 槽口32和配合在其中的工作叶片40的每个组合部具有固定装置50中的一个。每个固定装置50设立成将相关的工作叶片40不仅在轮盘30的厚度方向或轴向方向AR上而且在径向方向RR上固定在相关的槽口32中以防运动。

[0037] 为此目的，每个固定装置50具有至少在厚度方向或轴向方向AR上在两侧封闭的、在工作叶片40的面向槽口32的底部32a的下侧44中的凹部51和优选以圆柱销的形式构造的插销52，其可运动或可移动地容纳在槽口32的底部32a中。

[0038] 此外，每个固定装置50在轮盘30中具有在径向方向RR上伸延的第一通道53，第一通道53在其第一纵向端53a处在底部32a处通到槽口32中，且插销52利用间隙配合配合到第一通道53中。

[0039] 此外，每个固定装置50具有调整装置60，其布置在第一通道53的第二纵向端53b处以用于受控地调整插销52。调整装置60设立成使得其可从轮盘30的在厚度方向或轴向方向AR上指向的侧向的侧部30a来操控以用于调整插销52。

[0040] 在所显示的实施方式中，调整装置60具有第二通道61，第二通道61在轮盘30的厚度方向或轴向方向AR上伸延地在其中构造有内螺纹(未示出)，从而第一通道53利用其第二纵向端53b通到第二通道61中，而第二通道61的第一纵向端61a通到轮盘30的侧向的侧部30a中。

[0041] 此外，在所显示的实施方式中，调整装置60具有构造成呈带有内六角形(未示出)的埋头螺钉的形式的螺钉元件62，其从轮盘30的侧向的侧部30a拧入到第二通道61中且与插销的沿径向最内部的端部52b处于滑动的触碰接触中，从而螺钉元件62在轮盘30的厚度方向或轴向方向AR上的移位引起插销52在径向方向RR上的移位。

[0042] 更具体地说，螺钉元件62的设置成用于接触插销52的纵向端62a构造成带有第一锥形形状，其中，插销52的沿径向最内部的端部52b构造成带有第二锥形形状，从而在第一锥形形状与第二锥形形状的相应的侧面之间实现线接触。优选地，第一锥形形状具有约20度的锥角α。相应地，第二锥形形状优选具有约70度的锥角(未示出)。

[0043] 通过上面说明的结构，插销52可径向方向RR上在解锁位置(在图1和2中未示出，在其中，插销52并未接合到工作叶片40的凹部51中)与锁定位置(如在图1和2中显示的那样，在其中，插销52沿径向接合到工作叶片40的凹部51中)之间受控地来调节，从而插销以预定的力沿径向向外推压工作叶片40。

[0044] 由于凹部51至少在厚度方向或轴向方向AR上在两侧利用侧壁封闭，插销52在锁定位置中针对凹部51的侧壁在厚度方向或轴向方向AR上提供两侧的止挡，从而工作叶片40在厚度方向或轴向方向AR上被固定以防运动。

[0045] 由于插销52在锁定位置中以预定的力沿径向向外推压工作叶片40，在槽口侧部和叶片根侧的齿廓33、43中设置成用于将工作叶片40装配在槽口32中和在其中进行拆卸的间隙被消耗，且由此工作叶片在在径向方向RR上(沿径向向外)施加预定的预紧力的情况下在该方向上被固定以防运动。

[0046] 通过调整装置60的所说明的设计方案可沿径向向外以简单和可重复的方式例如借助于用于操纵螺钉元件62的力矩扳手预定预定的力或预定的预紧力(径向的夹紧)。

[0047] 由于插销52可下沉到其解锁位置中，在其中其与工作叶片40的凹部51脱离接合，可再次释放在槽口侧部和叶片根侧的齿廓33、43中的间隙，从而工作叶片40不仅在其装配时而且在其从轮盘30拆卸时简单且快速地沿轴向移动到槽口32中或从槽口32中移出。

[0048] 如结合图1和2可看出的那样，凹部51优选地以在所有侧由工作叶片40的材料或由侧壁包围的洼部的形式形成在工作叶片40的下侧44中，其中，插销52的设置成用于接合在凹部51中的沿径向最外部的端部52a在其形状方面构造成互补于凹部51的形状。在本发明的所显示的实施方式中，凹部51构造为包裹轮廓或球形帽(或球形元件或球形区段)的外轮廓的相反部，其中，插销52的沿径向最外部的端部52a具有相应于球形帽的外轮廓的形状。换句话说，凹部51构造为用于插销52的近似半球形的沿径向最外部的端部
52a的球形支座。

[0049] 最后，根据本发明的工作轮20如此配置，即，工作轮20的工作叶片40可以更少的时间花费来装配和拆卸，且可在所限定的径向的夹紧的情况下固定在其相应的沿轴向伸延的槽口32中。

[0050] 参考标号列表1 涡轮机
10 转子
20 工作轮
30 轮盘
30a 侧向的侧部
31 外围
32 槽口
32a 底部
33 齿廓
40 工作叶片
41 叶片根部
43 齿廓
44 下侧
50 固定装置
51 凹部
52 插销
52a 沿径向最外部的端部
52b 沿径向最内部的端部
53 第一通道
53a 第一纵向端
53b 第二纵向端
60 调整装置
61 第二通道
61a 第一纵向端
62 螺钉元件
62a 纵向端
α 锥角
AR 轴向方向
RR 径向方向。

标题	发布/更新时间	阅读量
涡轮机-专利编号CN101821481A	2020-05-13	669
涡轮清洁-专利编号CN103314186A	2020-05-12	306
涡轮机-专利编号CN101709667A	2020-05-13	262
涡轮清洁-专利编号CN103314186B	2020-05-12	732
涡轮机-专利编号CN101821481B	2020-05-13	419
涡轮-专利编号CN101617102A	2020-05-11	973
涡轮机的涡轮环-专利编号CN105189937A	2020-05-12	740
涡轮-专利编号CN101166890B	2020-05-11	1017
涡轮-专利编号CN101166890A	2020-05-11	377
涡轮-专利编号CN101617102B	2020-05-11	164

用于涡轮机的转子的工作轮以及转子和带有这种工作轮的涡轮机

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