涡轮叶片平台密封组件验证

申请号 CN201580004358.4 申请日 2015-01-15 公开(公告)号 CN105899784B 公开(公告)日 2017-10-31
申请人 索拉透平公司; 发明人 A·V·马拉斯科; O·J·L·拉弥科;
摘要 公开了一种用于具有 涡轮 机盘(422)和多个 涡轮机 叶片 (460)的燃气涡轮 发动机 (100)的平台密封组件(438)。平台密封组件(438)包括平台 密封件 (430)和验证标签(401)。平台密封件(430)包括第一端(432)、与第一端(432)相对并且在第一端(432)远侧的第二端(433)以及在第一端(432)与第二端(433)之间延伸的主体(431)。验证标签(401)包括贴附至平台密封件(430)的附接部分(402)以及从附接部分(402)延伸的可观察指示器部分(403)。
权利要求

1.一种用于具有涡轮机盘(422)和多个涡轮机叶片(460)的燃气涡轮发动机(100)的平台密封组件(438),所述平台密封组件(438)包括:
平台密封件(430),其包括
第一端(432),
第二端(433),其与所述第一端(432)相对并且在所述第一端(432)远侧,以及主体(431),其在所述第一端(432)与所述第二端(433)之间延伸;以及验证标签(401),其包括
附接部分(402),其贴附至所述平台密封件(430),以及
可观察指示器部分(403),其从所述附接部分(402)延伸;并且
其中,所述平台密封件装配在由相邻涡轮机叶片形成的密封狭槽中,并且所述平台密封件被组装在所述密封狭槽内,其中所述验证标签被贴附至所述平台密封件且所述可观察指示器部分可见。
2.根据权利要求1所述的平台密封组件(438),其中所述可观察指示器部分(403)包括验证码(404)。
3.根据权利要求2所述的平台密封组件(438),其中所述验证码(404)是平台密封件验证码、涡轮机叶片验证码或发动机验证码。
4.根据权利要求3所述的平台密封组件(438),其中所述验证码(404)是零件编号、字母数字码或机器可读码。
5.根据权利要求1所述的平台密封组件(438),其中所述可观察指示器部分(403)进行颜色编码至所述燃气涡轮发动机(100)的特定配置或模型。
6.一种包括根据权利要求1所述的平台密封件(430)的涡轮机叶片组件(455),所述涡轮机叶片组件(455)进一步包括:
涡轮机叶片(460),其包括
翼面(461),其在第一方向上延伸,所述翼面(461)包括
前缘(458),
后缘(459),
侧(471),其横跨在所述前缘(458)与所述后缘(459)之间,以及
吸力侧(481),其横跨在所述前缘(458)与所述后缘(459)之间,
叶片根部(462),其在与所述第一方向相反的第二方向上延伸,以及
平台(463),其位于所述翼面(461)与所述叶片根部(462)之间,所述平台(463)包括前端(466),其邻近于所述前缘(458),
后端(467),其邻近于所述后缘(459),
压力侧斜面(472),其在所述平台(463)的压力侧上,从所述前端(466)延伸至所述后端(467),
压力侧密封狭槽(474),其邻近于所述压力侧斜面(472),
吸力侧斜面(482),其在所述平台(463)的吸力侧上,从所述前端(466)延伸至所述后端(467),以及
吸力侧密封狭槽(484),其邻近于所述吸力侧斜面(482);
其中所述平台密封件(430)被贴附至所述涡轮机叶片(460)且位于所述压力侧密封狭槽(474)或所述吸力侧密封狭槽(484)中。
7.一种包括根据权利要求6所述的涡轮机叶片组件(455)的燃气涡轮发动机(100),其中所述涡轮机叶片组件(455)被组装至涡轮机盘(422)邻近于第二涡轮机叶片(460),从而在所述平台(463)与所述第二涡轮机叶片(460)的相邻平台(463)之间形成斜面间隙(497),且其中所述可观察指示器部分(403)从所述附接部分(402)延伸穿过所述斜面间隙(497)。
8.一种用于组装燃气涡轮发动机(100)的涡轮机盘组件的方法,所述涡轮机盘组件包括涡轮机盘(422)、多个涡轮机叶片(460)和多个平台密封件(430),所述方法包括:
将包括附接部分(402)和可观察指示器部分(403)的验证标签(401)贴附至所述多个平台密封件(430)中的平台密封件(430);
将包括所述验证标签(401)的所述平台密封件(430)贴附至所述多个涡轮机叶片(460)中的涡轮机叶片(460);
将所述多个涡轮机叶片(460)组装至所述涡轮机盘(422),其中所述可观察指示器部分(403)延伸穿过所述多个涡轮机叶片(460)中的所述涡轮机叶片(460)与相邻涡轮机叶片(460)之间的斜面间隙(497),位于相对于所述涡轮机盘(422)的向外径向位置中;
检查所述可观察指示器部分(403)以证实所述平台密封件(430)的恰当安装;以及将所述验证标签(401)从所述平台密封件(430)中去除。
9.根据权利要求8所述的方法,其中所述可观察指示器部分(403)包括验证码(404),且检查所述可观察指示器部分(403)以证实所述平台密封件(430)的恰当安装包括核查所述验证标签(401)的可视存在、核查所述可观察指示器部分(403)相对于所述涡轮机叶片(460)的平台(463)的位置和方向以及检查所述验证码(404)。
10.根据权利要求8所述的方法,其中将所述验证标签(401)从所述平台密封件(430)中去除包括在所述燃气涡轮发动机(100)的操作期间燃烧所述验证标签(401)的至少一部分。

说明书全文

涡轮叶片平台密封组件验证

技术领域

[0001] 本发明大体上涉及燃气涡轮发动机,更具体地涉及涡轮机叶片平台密封组件验证。

背景技术

[0002] 燃气涡轮发动机包括压缩机燃烧器和涡轮机部分。涡轮机部分包括具有相邻斜面的涡轮机叶片。来自燃烧器的热空气或气体可以穿过斜面之间的间隙,从而增加涡轮机部件的操作温度
[0003] H.Kim的美国专利号8,137,072公开了一种涡轮机叶片。涡轮机叶片可具有从涡轮机平台的第一表面延伸的翼面。涡轮机叶片可进一步具有涡轮机平台的第一侧凹腔,其配置成基本上完全地容纳第一侧凹腔的前壁和第一侧凹腔的后壁之间的第一可移动密封件。第一侧凹腔可具有在前壁和后壁之间延伸的凸面,以及凹面。涡轮机叶片还可具有涡轮机平台的第二侧凹腔,其配置成接收第二可移动密封件的一部分。
[0004] 本发明旨在克服发明人发现的一个或多个问题。

发明内容

[0005] 公开了一种用于具有涡轮机盘和多个涡轮机叶片的燃气涡轮发动机的平台密封组件。在一个实施例中,该平台密封组件包括平台密封件和验证标签。平台密封件包括第一端、与第一端相对并且在第一端远侧的第二端以及在第一端与第二端之间延伸的主体。验证标签包括贴附至平台密封件的附接部分以及从该附接部分延伸的可观察指示器部分。
[0006] 还公开了一种用于组装用于燃气涡轮发动机的涡轮机盘组件的方法。涡轮机盘组件包括涡轮机盘、多个涡轮机叶片和多个平台密封件。在一个实施例中,该方法包括将验证标签贴附至多个平台密封件中的平台密封件。该方法还包括将包括验证标签的平台密封件贴附至多个涡轮机叶片中的涡轮机叶片。该方法进一步包括将多个涡轮机叶片组装至涡轮机盘,其中可观察指示器部分延伸穿过多个涡轮机叶片中的该涡轮机叶片与相邻涡轮机叶片之间的斜面间隙,位于相对于涡轮机盘的向外径向位置中。该方法又进一步包括检查可观察指示器部分以证实平台密封件的恰当安装。该方法进一步包括将每个验证标签从平台密封件去除。附图说明
[0007] 图1是示例性燃气涡轮发动机的示意图。
[0008] 图2是用于图1的燃气涡轮发动机的涡轮机盘组件的一部分的剖视图。
[0009] 图3是图2的涡轮机叶片的一部分的压侧的透视图。
[0010] 图4是图2的涡轮机叶片的一部分的吸力侧的透视图。
[0011] 图5是围绕平台密封组件的图2的剖视图的一部分的详图。
[0012] 图6是包括图4的涡轮机叶片的一部分和平台密封组件的涡轮机叶片组件的吸力侧的透视图。
[0013] 图7是图2、图5和图6的平台密封组件的侧视图。
[0014] 图8是图7的平台密封组件的替代实施例的侧视图。
[0015] 图9是图7和图8的平台密封组件的替代实施例的透视图。
[0016] 图10是用于组装包括平台密封件的涡轮机盘组件的方法的流程图

具体实施方式

[0017] 本文公开的系统和方法包括涡轮机盘组件。在实施例中,涡轮机盘组件包括涡轮机盘、涡轮机叶片和平台密封件。每个涡轮机叶片包括在压力侧平台下方的压力侧密封狭槽以及在吸力侧平台下方的吸力侧密封狭槽。第一涡轮机叶片的压力侧密封狭槽以及邻近第一涡轮机叶片的第二涡轮机叶片的吸力侧密封狭槽组合起来形成密封狭槽。平台密封件被保持在每个密封狭槽中并被配置成在燃气涡轮发动机的操作期间接触压力侧平台的压力侧密封表面以及相邻涡轮机叶片的吸力侧平台的吸力侧密封表面。将相邻涡轮机叶片与密封狭槽中的平台密封件组装在一起可以为阻挡组件并不可容易地被验证/检查。平台密封件可包括附接到平台密封件主体的验证标签,其配置成径向向外延伸通过斜面间隙,并突出超过压力侧平台和吸力侧平台。验证标签可提供这样的验证:平台密封件被恰当地安装在密封狭槽中,且平台密封件与正确的涡轮机叶片以及与正确的涡轮发动机安装在一起。
[0018] 图1是示例性燃气涡轮发动机的示意图。为了清楚并便于说明,一些表面已被省略或放大(在这里以及在其它附图中)。而且,本发明还参照前向和后向。通常,对“前”和“后”的所有参照与主要空气(例如,用于燃烧过程的空气)的流动方向相关联,除非另外说明。例如,前向为相对于主要空气流的“上游”,后向为相对于主要空气流的“下游”。
[0019] 此外,本发明可通常参照燃气涡轮发动机的旋转的中心轴线95,其可通常由其轴120(由多个轴承组件150支撑)的纵向轴线限定。中心轴线95可以是与各种其它发动机同心部件共用的或者共享的。对径向、轴向和周向方向和测量的所有参照指的是中心轴线95,除非另外说明,且术语如“内部”和“外部”通常表示较小或较大径向距离,其中径向线96可以处于垂直中心轴线95并从中心轴线95向外发射的任何方向。
[0020] 燃气涡轮发动机100包括入口110、轴120、燃气发生器或“压缩机”200、燃烧器300、涡轮机400、排气器500和功率输出耦合600。燃气涡轮发动机100可具有单轴或双轴配置。
[0021] 压缩机200包括压缩机转子组件210、压缩机固定轮叶(“定子”)250和入口引导轮叶255。压缩机转子组件210机械地耦合至轴120。如图所示,压缩机转子组件210为轴向流动转子组件。压缩机转子组件210包括一个或多个压缩机盘组件220。每个压缩机盘组件220包括周向地装有压缩机转子叶片的压缩机转子盘。定子250轴向地跟随压缩机盘组件220中的每一个。与跟随压缩机盘组件220的相邻定子250成对的每个压缩机盘组件220被看做压缩机级。压缩机200包括多个压缩机级。入口引导轮叶255轴向地在第一压缩机级之前。
[0022] 燃烧器300包括一个或多个喷射器310并包括一个或多个燃烧室390。
[0023] 涡轮机400包括涡轮机转子组件410和涡轮机喷嘴450。涡轮机转子组件410机械地耦合至轴120。如图所示,涡轮机转子组件410为轴向流动转子组件。涡轮机转子组件410包括一个或多个涡轮机盘组件420。每个涡轮机盘组件420包括涡轮机盘422(示于图2),其周向地装有涡轮机叶片460(示于图2至图5)。涡轮机喷嘴450轴向地在涡轮机盘组件420中的每一个之前。与在涡轮机盘组件420之前的相邻涡轮机喷嘴450成对的每个涡轮机盘组件420被看作涡轮机级。涡轮机400包括多个涡轮机级。
[0024] 排气器500包括排气扩压器510和排气收集器520。
[0025] 图2是用于图1的燃气涡轮发动机的涡轮机盘组件420的一部分的剖视图。涡轮机盘组件420包括涡轮机盘422、涡轮机叶片460(两个示于图2)、阻尼器425(一个示于图2)和平台密封件430(一个示于图2)。涡轮机盘422可以为圆柱形形状且可以包括径向向外延伸的盘支柱424。相邻盘支柱424可形成涡轮机盘狭槽423。每个涡轮机盘狭槽423可具有杉树形或燕尾形并且被配置成接收涡轮机叶片460。
[0026] 每个涡轮机叶片460包括平台463、翼面461和叶片根部462。翼面461沿第一方向从平台463向外延伸,从而形成前缘458(见图3)、后缘459(见图3)、压力侧471和吸力侧481。当涡轮机叶片460被安装在涡轮机盘422中时,翼面461从平台463向外延伸。压力侧471横跨在前缘458和后缘459之间,且具有凹入形状。吸力侧481为与压力侧471相对的一侧,横跨在前缘458和后缘459之间,且具有凸出形状。
[0027] 叶片根部462沿着与翼面461相对或者与第一方向相对的方向的第二方向从平台463向内延伸。当涡轮机叶片460被安装在涡轮机盘422中时,叶片根部462沿着径向向内方向从平台463延伸。叶片根部462为父部件附接件并被配置成插入涡轮机盘狭槽423中。叶片根部462可具有杉树形或燕尾形。
[0028] 平台463包括从压力侧471延伸出的压力侧平台473以及沿着与压力侧平台473相对的方向从吸力侧481延伸出的吸力侧平台483。当涡轮机叶片460被安装在涡轮机盘422中时,压力侧平台473沿着第一周向方向相对于涡轮机盘422的轴线延伸,且吸力侧平台483沿着与第一周向方向相对的第二周向方向相对于涡轮机盘422延伸。
[0029] 压力侧平台473包括压力侧斜面472。压力侧斜面472为在压力侧平台473的端部的表面,并在翼面461远侧。压力侧斜面472可以相对于压力侧平台473延伸的方向成度。在一个实施例中,压力侧斜面472垂直于压力侧平台473的方向。在另一个实施例中,压力侧斜面472从垂直于压力侧平台473的方向的方向成介于零至四十五度的角度。
[0030] 吸力侧平台483包括吸力侧斜面482。吸力侧斜面482为在吸力侧平台483的端部的表面,并在翼面461远侧。吸力侧斜面482可以相对于吸力侧平台483延伸的方向成角度。在一个实施例中,吸力侧斜面482垂直于吸力侧平台483的方向。在另一个实施例中,吸力侧斜面482从垂直于吸力侧平台483的方向的方向成介于零至四十五度的角度。
[0031] 当相邻涡轮机叶片460被安装到涡轮机盘422上时,第一涡轮机叶片的压力侧斜面472邻近于第二涡轮机叶片的吸力侧斜面482。压力侧斜面472可以平行于吸力侧斜面482。
第一涡轮机叶片的压力侧斜面472和第二涡轮机叶片的吸力侧斜面482被配置成在其间形成斜面间隙497。
[0032] 涡轮机盘组件420被配置成包括在每个斜面间隙497之下和邻近每个斜面间隙497的密封狭槽464。平台密封组件438被安装到每个密封狭槽464中。每个平台密封组件438包括平台密封件430和验证标签401,该验证标签401沿着与翼面461相同的方向延伸通过斜面间隙497并超出斜面间隙497。平台密封件430被配置成装配在由相邻涡轮机叶片460形成的密封狭槽464中。平台密封件430的宽度被配置成大于斜面间隙497。
[0033] 图3是图2的涡轮机叶片460的一部分的压力侧471的透视图。参照图3,包括压力侧平台473的平台463横跨在前端466与后端467之间。前缘458从平台463延伸出来与前端466相邻且后缘459从平台463延伸出来与后端467相邻。
[0034] 参照图2和图3,涡轮机叶片460可包括前压力侧阻尼器支墩476和后压力侧阻尼器支墩477。前压力侧阻尼器支墩476从压力侧平台473延伸与前端466相邻且向下延伸与叶片根部462相邻。后压力侧阻尼器支墩477从压力侧平台473延伸与后端467相邻且向下延伸与叶片根部462相邻。
[0035] 压力侧平台473、前压力侧阻尼器支墩476以及后压力侧阻尼器支墩477可被配置为形成压力侧平台下凹腔475。压力侧平台473可包括与压力侧平台下凹腔475相邻的压力侧平台下表面498,前压力侧阻尼器支墩476可包括与压力侧平台下凹腔475相邻的前压力阻尼器表面491,以及后压力侧阻尼器支墩477可包括与压力侧平台下凹腔475相邻的后压力阻尼器表面492。后压力阻尼器表面492可平行于前压力阻尼器表面491且垂直于压力侧平台下表面498。后压力阻尼器表面492面向前压力阻尼器表面491,且前压力阻尼器表面491面向后压力阻尼器表面492。
[0036] 图4是图2的涡轮机叶片的一部分的吸力侧481的透视图。参照图4,包括吸力侧平台483的涡轮机平台463横跨在前端466与后端467之间。参照图2和图4,涡轮机叶片460还可包括前吸力侧阻尼器支墩486和后吸力侧阻尼器支墩487。前吸力侧阻尼器支墩486从吸力侧平台483延伸与前端466相邻且向下延伸与叶片根部462相邻。后吸力侧阻尼器支墩487从吸力侧平台483延伸与后端467相邻且向下延伸与叶片根部462相邻。
[0037] 吸力侧平台483、前吸力侧阻尼器支墩486以及后吸力侧阻尼器支墩487可被配置为形成吸力侧平台下凹腔485。吸力侧平台483可包括与吸力侧平台下凹腔485相邻的吸力侧平台下表面499,前吸力侧阻尼器支墩486可包括与吸力侧平台下凹腔485相邻的前吸力阻尼器表面493,以及后吸力侧阻尼器支墩487可包括与吸力侧平台下凹腔485相邻的后吸力阻尼器表面494。后吸力阻尼器表面494可平行于前吸力阻尼器表面493且垂直于吸力侧平台下表面499。后吸力阻尼器表面494面向前吸力阻尼器表面493,且前吸力阻尼器表面493面向后吸力阻尼器表面494。
[0038] 参照图2,包括后压力侧阻尼器支墩477和后吸力侧阻尼器支墩487的阻尼器支墩被配置为保持阻尼器425。每个阻尼器425从两个涡轮机叶片460之间的每个盘支柱424径向向外且与其相邻以及从这两个涡轮机叶片460的相邻的压力侧平台473和吸力侧平台483径向向内地安装。相邻的涡轮机叶片460的压力侧平台下凹腔475和吸力侧平台下凹腔485被配置为形成平台下凹腔465。
[0039] 每个涡轮机叶片460包括在压力侧平台473下方的压力侧密封狭槽474以及在吸力侧平台483下方的吸力侧密封狭槽484。相邻的涡轮机叶片460还被配置为形成具有第一涡轮机叶片的压力侧密封狭槽474和相邻的第二涡轮机叶片的吸力侧密封狭槽484的密封狭槽464。参照图3,压力侧密封狭槽474可包括前压力侧狭槽478、后压力侧狭槽479以及压力侧密封表面495。前压力侧狭槽478可从压力侧斜面472延伸到压力侧平台473中,在前缘458下方、与前压力侧阻尼器支墩476相邻,且在前压力侧阻尼器支墩476上方。前压力侧狭槽478可包括前压力侧表面441。前压力侧表面441可具有平坦的或圆形的表面,并且可以成为前压力侧狭槽478的凹形形状。前压力侧表面441可位于前缘458的前方,与后缘459的方向相反,且当涡轮机叶片460被安装到涡轮机盘422上时轴向地位于前缘458的前方。前压力侧狭槽478可具有凹形形状且可从压力侧平台下凹腔475横跨到前压力侧表面441,超出前缘
458。
[0040] 后压力侧狭槽479可从压力侧斜面472延伸到压力侧平台473中,在后缘459下方、与后压力侧阻尼器支墩477相邻,且在后压力侧阻尼器支墩477上方。后压力侧狭槽479可包括后压力侧表面442。后压力侧表面442可在前缘458远侧且可以为最远离前缘458的压力侧密封狭槽474的端部表面。后压力侧表面442可具有平坦的或圆形的表面,并且可以成为后压力侧狭槽479的凹形形状。后压力侧狭槽479可具有凹形形状且从压力侧平台下凹腔475横跨到后压力侧表面442。
[0041] 压力侧密封表面495可横跨在前压力侧表面441与后压力侧表面442之间,横跨压力侧密封狭槽474的长度。压力侧密封表面495可以为从压力侧斜面472倾斜到压力侧平台473中的平坦表面。前压力侧狭槽478可包括压力侧密封表面495的前部。后压力侧狭槽479可包括压力侧密封表面495的后部。在前压力侧狭槽478与后压力侧狭槽479之间的压力侧密封表面495的部分可倾斜到压力侧平台473中到压力侧平台下凹腔475。
[0042] 压力侧密封狭槽474可以沿着压力侧斜面472以某一角度横跨,其中前压力侧狭槽478朝向前端466且在叶片根部462从平台463延伸的方向上成角度,且其中后压力侧狭槽
479朝向后端467且在翼面461从平台463延伸的方向上成角度。压力侧密封狭槽474可相对于参考轴线成角度。参考轴线在涡轮机叶片460被安装到涡轮机盘422上时与涡轮机盘422的轴线同轴并且在涡轮机叶片460被安装在燃气涡轮发动机100内时与燃气涡轮发动机100的中心线,即中心轴线95(图1中示出)同轴。关于参考轴线的描述在涡轮机叶片460被安装到涡轮机盘422上时适用于涡轮机盘422的轴线并且在涡轮机叶片460被安装在燃气涡轮发动机100内时适用于中心轴线95。参考轴线包括在涡轮机叶片460被安装在燃气涡轮发动机
100内时朝向压缩机200延伸的前向和在涡轮机叶片460被安装在燃气涡轮发动机100内时远离压缩机200延伸的后向。
[0043] 压力侧密封狭槽474可相对于参考轴线在径向方向上成角度,其中前压力侧狭槽478比后压力侧狭槽479更靠近参考轴线。角度87为压力侧密封狭槽474相对于参考轴线的角度。参考线85被示出以说明角度87。参考线85平行于参考轴线并且从参考轴线径向向外偏移。在一个实施例中,压力侧密封狭槽474在径向方向上相对于参考轴线成零到十度的角度。在另一个实施例中,压力侧密封狭槽474在径向方向上相对于参考轴线成四到六度的角度。在又一个实施例中,压力侧密封狭槽474在径向方向上相对于参考轴线成五度、大约五度或在五度的预定公差内的角度。
[0044] 压力侧密封表面495沿着压力侧斜面472以某一角度横跨,其中压力侧密封表面495的前部分朝向前端466且在叶片根部462从平台463延伸的方向上成角度,且其中压力侧密封表面495的后部分朝向后端467且在翼面461从平台463延伸的方向上成角度。
[0045] 压力侧密封表面495可相对于参考轴线成角度。角度87还示出了压力侧密封表面495相对于参考轴线的角度。压力侧密封表面495可相对于参考轴线在径向方向上成角度,其中压力侧密封表面495的前部比压力侧密封表面495的后部更靠近参考轴线。在一个实施例中,压力侧密封表面495在径向方向上相对于参考轴线成零到十度的角度。在另一个实施例中,压力侧密封表面495在径向方向上相对于参考轴线成四到六度的角度。在又一个实施例中,压力侧密封表面495在径向方向上相对于参考轴线成五度、大约五度或在五度的预定公差内的角度。
[0046] 在所示的实施例中,压力侧密封表面495为压力侧密封狭槽474相对于参考轴线的径向外部部分。
[0047] 参照图4,吸力侧密封狭槽484可包括前吸力侧狭槽488、后吸力侧狭槽489以及吸力侧密封表面496。前吸力侧狭槽488可吸力侧斜面482延伸到吸力侧平台483中,在从前缘458下方、与前吸力侧阻尼器支墩486相邻,且在前吸力侧阻尼器支墩448上方。前吸力侧狭槽488可包括前吸力侧表面443。前吸力侧表面443可具有平坦的或圆形的表面,并且可以成为前吸力侧狭槽488的凹形形状。前吸力侧表面443可位于前缘458的前方,与后缘459的方向相反,且当涡轮机叶片460被安装到涡轮机盘422上时轴向地位于前缘458的前方。前吸力侧狭槽488可具有凹形形状且从吸力侧平台下凹腔485横跨到前吸力侧表面443,超出前缘
458。
[0048] 后吸力侧狭槽489可从吸力侧斜面482延伸到吸力侧平台483中,在后缘459下方、与后吸力侧阻尼器支墩487相邻,且在后吸力侧阻尼器支墩487上方。后吸力侧狭槽489可包括后吸力侧表面444。后吸力侧表面444可在前缘458远侧且可以为最远离前缘458的吸力侧密封狭槽484的端部表面。后吸力侧表面444可具有平坦的或圆形的表面,并且可以成为后吸力侧狭槽489的凹形形状。后吸力侧狭槽489可具有凹形形状且从吸力侧平台下凹腔485横跨到后吸力侧表面444。
[0049] 吸力侧密封表面496可横跨在前吸力侧表面443与后吸力侧表面444之间,横跨吸力侧密封狭槽484的长度。吸力侧密封表面496可以为从吸力侧斜面482倾斜到吸力侧平台483中的平坦表面。前吸力侧狭槽488可包括吸力侧密封表面496的前部。后吸力侧狭槽489可包括吸力侧密封表面496的后部。前吸力侧狭槽488与后吸力侧狭槽489之间的吸力侧密封表面496的部分可倾斜到吸力侧平台483中到吸力侧平台下凹腔485。
[0050] 吸力侧密封狭槽484可以沿着吸力侧斜面482以某一角度横跨,其中前吸力侧狭槽488朝向前端466且在叶片根部462从平台463延伸的方向上成角度,且其中后吸力侧狭槽
489朝向后端467且在翼面461从平台463延伸的方向上成角度。吸力侧密封狭槽484可相对于参考轴线成角度。
[0051] 吸力侧密封狭槽484可以在参考轴线的径向方向上成角度,其中前吸力侧狭槽488比后吸力侧狭槽489更靠近参考轴线。角度88是吸力侧密封狭槽484相对于参考轴线的角度。参考线85被示出以说明角度88。在一个实施例中,吸力侧密封狭槽484相对于参考轴线在径向方向上成零至十度的角度。在另一个实施例中,吸力侧密封狭槽484相对于参考轴线在径向方向上成四至六度的角度。在又一个实施例中,吸力侧密封狭槽484相对于参考轴线在径向方向上成五度、约五度,或在五度的预定公差之内的角度。吸力侧密封狭槽484和压力侧密封狭槽474相对于涡轮机盘422的参考轴线在径向方向上的角度相等或在预定公差之内。
[0052] 吸力侧密封表面496可以沿着吸力侧斜面482以某一角度横跨,其中吸力侧密封表面496的前部朝向前端466且在叶片根部462从平台463延伸的方向上成角度,且其中吸力侧密封表面496的后部朝向后端467且在翼面461从平台463延伸的方向上成角度。吸力侧密封表面496可以相对于参考轴线成角度。
[0053] 吸力侧密封表面496可以相对于参考轴线在径向方向上成角度,其中吸力侧密封表面496的前部比吸力侧密封表面496的后部更靠近参考轴线。角度88还示出了吸力侧密封表面496相对于参考轴线的角度。在一个实施例中,吸力侧密封表面496相对于参考轴线在径向方向上成零至十度的角度。在另一个实施例中,吸力侧密封表面496相对于参考轴线在径向方向上成四至六度的角度。在又一个实施例中,吸力侧密封表面496相对于参考轴线在径向方向上成五度、约五度,或在五度的预定公差之内的角度。吸力侧密封表面496和压力侧密封表面495相对于参考轴线在径向方向上的角度相等或在预定公差之内。
[0054] 在所示实施例中,吸力侧密封表面496是吸力侧密封狭槽484相对于参考轴线的径向外部部分。
[0055] 图5是围绕平台密封组件438的图2的剖视图的一部分的详图。参照图2和图5,压力侧密封表面495可以从压力侧斜面472延伸至压力侧平台下表面498。
[0056] 压力侧密封表面495可以是从压力侧斜面472倾斜进压力侧平台473的平坦表面。压力侧密封表面495可以从压力侧斜面472朝着叶片根部462在与压力侧平台473延伸方向的相反方向上且在与叶片根部462延伸方向的相同方向上成角度。吸力侧密封表面496可以是从吸力侧斜面482倾斜进吸力侧平台483的平坦表面。吸力侧密封表面496可以从吸力侧斜面482朝着叶片根部462在与吸力侧平台483延伸方向的相反方向上且在与叶片根部462延伸方向的相同方向上成角度。
[0057] 压力侧密封表面495和吸力侧密封表面496可以在密封狭槽464顶部形成顶盖。角度83是压力侧密封表面495和吸力侧密封表面496之间的角度。在一个实施例中,压力侧密封表面495和吸力侧密封表面496之间的角度83介于九十五度和一百一十五度之间。在另一个实施例中,压力侧密封表面495和吸力侧密封表面496之间的角度83介于一百度和一百一十度之间。在又一个实施例中,压力侧密封表面495和吸力侧密封表面496之间的角度83为一百零五度或约为一百零五度。
[0058] 图6是包括图4的涡轮机叶片460的一部分和平台密封组件438的涡轮机叶片组件455的吸力侧481的透视图。在将涡轮机叶片460安装到涡轮机盘422作为涡轮机盘组件420的一部分之前,平台密封组件438被贴附至每个涡轮机叶片460。在所示实施例中,平台密封组件438被贴附至涡轮机叶片460并且位于吸力侧密封狭槽484内以适于从涡轮机盘422的后侧轴向地安装涡轮机叶片460。在其它实施例中,平台密封组件438可以被贴附至密封狭槽464中并且位于压力侧密封狭槽474或吸力侧密封狭槽484中。平台密封组件438可以利用诸如胶胶带粘合剂470被贴附至涡轮机叶片460,或可以通过其它方法被贴附至涡轮机叶片460。
[0059] 在所示实施例中,平台密封组件438包括平台密封件430和验证标签401。平台密封件430包括第一端432、第二端433和在其间延伸的主体431。验证标签401被贴附至平台密封件430。在所示实施例中,验证标签401被贴附至主体431。验证标签401还可以被贴附至第一端432或第二端433。验证标签401可以以多种方式成形,诸如矩形、三角形、圆形、梯形等。
[0060] 参照图5和图6,验证标签401可以包括附接部分402和可观察指示器部分403。附接部分402被配置成将验证标签401附接至平台密封件430。附接部分402可以通过任何方式将验证标签401附接至平台密封件430以将验证标签401充分地固定至平台密封件430。附接部分402可以包括诸如胶水或胶带的粘合剂470以将附接部分402贴附至平台密封件430。在所示实施例中,附接部分402在主体431处完全包裹在平台密封件430周围。在其它实施例中,附接部分402并未完全包裹在平台密封件430周围,而是附接至主体431的一部分、第一端432和/或第二端433。例如,附接部分402可以包括矩形形状,其长度小于主体431的长度,诸如为一英寸,且宽度小于主体431的周长。
[0061] 可观察指示器部分403从附接部分402延伸。可观察指示器部分403可以垂直于主体431从附接部分402延伸。可观察指示器部分403还可以被配置成从附接部分402延伸且延伸通过斜面间隙497。可观察指示器部分403包括一个或多个验证码,诸如第一验证码404、第二验证码405和第三验证码406。第一验证码404、第二验证码405和第三验证码406中的每个可以为平台密封件验证码、涡轮机叶片验证码或发动机验证码。
[0062] 平台密封件验证码是用于标识安装在特定涡轮机叶片组件455内且附接至特定涡轮机叶片460的特定平台密封件430的码。平台密封件验证码可以是用于特定平台密封件430的零件编号,或者可以是与用于特定平台密封件430的零件编号相关联的码,诸如字母数字码、机器可读码或色码。
[0063] 涡轮机叶片验证码是用于标识特定平台密封件430应该被贴附至其上的特定涡轮机叶片460的码。涡轮机叶片验证码可以是用于特定涡轮机叶片460的零件编号,或者可以是与用于特定涡轮机叶片460的零件编号相关联的码,诸如字母数字码、机器可读码或色码。
[0064] 发动机验证码是用于标识涡轮机叶片460和平台密封件430可以安装在其中的特定燃气涡轮发动机100的码。发动机验证码可以是用于特定燃气涡轮发动机100的零件编号,或者可以是与用于特定燃气涡轮发动机100的零件编号相关联的码,诸如字母数字码、机器可读码或色码。在一些实施例中,整个验证标签401被颜色编码至燃气涡轮发动机100的特定配置或模型。在其它实施例中,验证标签401的一部分被颜色编码至燃气涡轮发动机100的特定配置或模型。
[0065] 平台密封件430被组装在密封狭槽464内,其中验证标签401被贴附至平台密封件430且可观察指示器部分403可见。平台密封组件438可以被贴附至密封狭槽464使得可观察指示器部分403从平台463的叶片根部462侧上的平台密封件430延伸超出平台463的翼面
461侧上的平台463,使得每个验证码在平台463的翼面461侧上可见。
[0066] 平台密封件430可以被配置成从前吸力侧狭槽488延伸至后吸力侧狭槽489。当平台密封件430与前吸力侧表面443接触时,平台密封件430可以被配置成延伸超出后吸力阻尼器表面494且进入后吸力侧狭槽489,与后吸力侧阻尼器支墩487重叠。当平台密封件430与后吸力侧表面444接触时,平台密封件430可以被配置成延伸超出前吸力阻尼器表面493且进入前吸力侧狭槽488,与前吸力侧阻尼器支墩486重叠。在一些实施例中,当平台密封件430与后吸力侧表面444接触时,平台密封件430还可以被配置成在参考轴线的轴向方向上延伸超出前缘458。
[0067] 平台密封件430可以以如上所述平台密封件430与吸力侧密封狭槽484、前吸力侧狭槽488、后吸力侧狭槽489、前吸力侧阻尼器支墩486、后吸力侧阻尼器支墩487、前吸力侧表面443、后吸力侧表面444、前吸力阻尼器表面493和后吸力阻尼器表面494相互作用的方式相同或类似的方式与压力侧密封狭槽474、前压力侧狭槽478、后压力侧狭槽479、前压力侧阻尼器支墩476、后压力侧阻尼器支墩477、前压力侧表面441、后压力侧表面442、前压力阻尼器表面491和后压力阻尼器表面492相互作用。
[0068] 图7是图2、图5和图6的平台密封组件438的侧视图。在图7所示的实施例中,主体431具有从第一端432延伸至第二端433的圆柱形形状。主体431可以是圆柱体,诸如正圆柱体。在所示实施例中,第一端432是半球或包括半球形状,且第二端433是半球或包括半球形状。第一端432和第二端433在主体431的相对端处。在其它实施例中,第一端432和第二端
433是主体431每端处的圆形基部;主体431和第一端432之间的边缘以及主体431和第二端
433之间的边缘可以是圆形的。
[0069] 在一个实施例中,平台密封件430的直径为从2.362mm(0.093英寸)至2.464mm(0.097英寸)。在另一个实施例中,平台密封件430的直径为2.413mm(0.095英寸)或在2.413mm(0.095英寸)的预定公差之内。
[0070] 在一个实施例中,平台密封件430的长度为从42.037mm(1.655英寸)至42.291mm(1.665英寸)。在另一个实施例中,平台密封件430的长度为42.164mm(1.660英寸)或在42.164mm(1.660英寸)的预定公差之内。
[0071] 在第一端432和第二端433之间延伸的验证标签401的宽度可以足够大以匹配任何验证码的零件编号或字母数字码。延伸远离主体431的验证标签401的长度可以足够长使得当平台密封件430安装在涡轮机盘组件420内时每个验证码在平台463上可见。
[0072] 图8是图7的平台密封组件438的替代实施例的侧视图。在本实施例中,主体431为从第一端432延伸到第二端433的圆柱体。在如图8所示的实施例中,平台密封件430包括第一平面436、第二平面435和成角度平面434。第一平面436邻近第一端432并可以平行于主体431的轴线。第二平面435邻近第二端433,可平行于第一平面436,并可以平行于主体431的轴线。成角度平面434邻近第二端433并沿朝着第一端432的方向从第二平面435以一定角度延伸。在一个实施例中,成角度平面434相对于第二平面435成五十度至六十度的角度。
[0073] 图9是图7和图8的平台密封组件438的替代实施例的透视图。在如图9所示的实施例中,主体431为在第一端432和第二端433之间延伸的板。主体431可包括平行六面体形状并且可包括邻近第二端433的弯曲部分437。平行六面体形状的侧部和基部可以是圆形的。在一个实施例中,主体431的横截面为体育场形状,即具有圆形加帽端的矩形。在其它实施例中,主体431的横截面为具有圆角边缘的矩形。
[0074] 参照图2和图5,在燃气涡轮发动机100的操作期间,平台密封件430邻近压力侧密封表面495和吸力侧密封表面496设置并配置成接触压力侧密封表面495和吸力侧密封表面496。在一些实施例中,平台密封件430在燃气涡轮发动机100的操作期间相对于中心轴线95在径向方向上成零至十度的角度。在其它实施例中,平台密封件430在燃气涡轮发动机100的操作期间相对于中心轴线95在径向方向上成四至六度的角度。
[0075] 当燃气涡轮发动机100未在操作中时,密封狭槽464保持平台密封件430。前吸力侧狭槽488(在图2和图5中未示出)和后吸力侧狭槽489的凹面被配置成包括存储腔490以保持平台密封件430。在一些实施例中,当平台密封件430被存储腔490保持时,平台密封件430不会延伸超过吸力侧斜面482。
[0076] 前压力侧狭槽478(在图2和图5中未示出)和后压力侧狭槽479的凹面被配置成当离心力克服重力时将平台密封件430引导进入由压力侧密封表面495和吸力侧密封表面496形成的顶盖以及当重力克服离心力时将平台密封件430引导至存储腔490;前吸力侧狭槽488和后吸力侧狭槽489类似地配置。
[0077] 以上部件(或它们的子部件)中的一个或多个可由不锈和/或被称为“超合金”的耐用高温材料制成。超合金或高性能合金为在高温下展示出良好机械强度和耐蠕变性,好的表面稳定性以及耐腐蚀和抗化性的合金。超合金可包括诸如哈氏合金(HASTELLOY)、因科内尔铬镍合金(INCONEL)、沃斯帕洛伊合金(WASPALOY)、雷内(RENE)合金、海恩斯(HAYNES)合金、因科镍铬不锈钢(INCOLOY)、MP98T、TMS合金和CMSX单晶合金等材料。在实施例中,平台密封件430由海恩斯25制成,涡轮机盘422由沃斯帕洛伊合金制成。验证标签401可由可燃材料制成,诸如纸,塑料等,在燃气涡轮发动机的第一发动机熄灯期间,该可燃材料将完全燃烧。
[0079] 燃气涡轮发动机可适用于多种工业应用,诸如油气工业(包括石油和天然气的传输、采集、存储、回收和升举)、发电工业、废热发电、航空和其它运输工业的各个方面。
[0080] 参照图1,气体(通常为空气10)进入入口110作为“工作流体”,并被压缩机200压缩。在压缩机200中,工作流体通过一系列压缩机盘组件220在环形流动路径115中被压缩。特别地,空气10在编号“级”中被压缩,这些级与每一个压缩机盘组件220相关联。例如,“第四级空气”可以与在下游或“后”向的第四压缩机盘组件220相关联,从入口110朝向排气器
500流动。同样地,每个涡轮机盘组件420可以与编号级相关联。
[0081] 一旦压缩空气10离开压缩机200,其进入燃烧器300,在其中,其被扩散并添加燃料。空气10和燃料经由喷射器350喷射进入燃烧室390并被燃烧。经由涡轮机400通过一系列涡轮机盘组件420的每个级从燃烧反应吸取能量。排气90然后可在排气扩压器510中扩散,被收集和再次引导。排气90经由排气收集器520离开系统,且可以进一步被处理(例如以降低有害排放,和/或以回收来自排气90的热量)。
[0082] 参照图1和图2,空气10通过燃烧反应被加热并被引导通过涡轮机400。一些加热空气可以穿过涡轮机叶片460之间的斜面间隙497,可以撞击到盘立柱424和阻尼器425上,并可以增加涡轮机叶片460的部分的温度。在燃气涡轮发动机100的操作期间,离心力可将平台密封件430紧靠相邻涡轮机叶片460的压力侧密封表面495和吸力侧密封表面496定位,这可以阻止或阻碍加热空气流动通过斜面间隙497,并阻止盘立柱424和阻尼器425上的撞击。阻止或阻碍加热空气流动通过斜面间隙497可以降低这些部件的温度,这可以增加这些部件的蠕变寿命和使用寿命。
[0083] 平台密封件430位于涡轮机盘组件420中的相邻涡轮机叶片460之间,这可能创建阻挡组件,正确地安装该阻挡组件可能很费时间并可能难以验证和检查。通过斜面间隙497可能无法看到平台密封件430。附接至平台密封件430的验证标签401(其中验证标签401的可观察指示器部分403径向延伸通过斜面间隙497)可以提供涡轮机盘组件420的快速验证和检查以证实每个密封狭槽464包括平台密封件430。验证标签401相对于平台463的位置和方向可以确认平台密封件430在密封狭槽464中被正确定向。
[0084] 各种燃气涡轮发动机可使用不同的平台密封件430(其可以是相似的,但几何形状不同)。这些平台密封件430可能被错误地安装入错误的涡轮机盘组件420。验证码,比如平台密封件验证码、涡轮机叶片验证码和发动机验证码可提供快速确认:平台密封件430为待贴附到特定涡轮机叶片460的正确的平台密封件430以及平台密封件430为在涡轮机叶片460的安装之前和之后安装在给定燃气涡轮发动机100的恰当涡轮机盘组件420内的正确的平台密封件430。
[0085] 证实正确的平台密封件430被贴附到涡轮机叶片460并位于恰当位置可以在涡轮机叶片460被安装时通过消除涡轮机叶片460的潜在阻挡而缩短涡轮机叶片460的安装时间,并可在平衡期间涡轮机叶片被改变/移动时消除潜在阻挡。这种阻挡可以自平面密封件430被贴附到涡轮机叶片460的错误位置或者自错误的平台密封件430被贴附到涡轮机叶片
460而发生。
[0086] 图10是用于组装包括平台密封件430的涡轮机盘组件420的方法的流程图。该方法包括在步骤710将验证标签401贴附于平台密封件430。验证标签401可包括一个或多个验证码,诸如第一验证码404、第二验证码405和第三验证码406。验证标签401可以颜色编码至用于验证码中的一个或多个的发动机。
[0087] 该方法还包括在步骤720将包括验证标签401的平台密封件430贴附至涡轮机叶片460。平台密封件430可以贴附至涡轮机叶片460使得验证标签401的每个验证码位于平台
463的翼面460侧。步骤720可包括将平台密封件430贴附到密封狭槽464内。在一些实施例中,平台密封件430位于吸力侧密封狭槽484内。在其它实施例中,平台密封件430位于压力侧密封狭槽474内。涡轮机盘组件的每个涡轮机叶片460可具有平台密封件430,其中验证标签401贴附至该平台密封件430。
[0088] 该方法进一步包括在步骤730将涡轮机叶片460组装到涡轮机盘422,其中可观察指示器部分403在相对于涡轮机盘422的向外径向位置中。每个可观察指示器部分403从平台密封件430向外延伸通过涡轮机叶片460和相邻涡轮机叶片460之间的斜面间隙497。在可观察指示器部分403包括一个或多个验证码的实施例中,其中一个或多个验证码从平台463径向向外定位。
[0089] 将涡轮机叶片460组装到涡轮机盘422可包括在步骤735平衡涡轮机盘组件420。平衡涡轮机盘组件420可包括从涡轮机盘组件420添加/去除重量,且还可包括通过将一些涡轮机叶片460移动到其它涡轮机盘狭槽423而再分配涡轮机盘组件420的重量。
[0090] 步骤730之后是在步骤740检查可观察指示器部分403以证实平台密封件430的恰当安装。检查可观察指示器部分403以证实平台密封件430的恰当安装可包括核查验证标签401的可视存在、核查可观察指示器部分403相对于平台463的位置和定向以及检查验证码。
核查验证标签401的可视存在可确保平台密封件430存在于平台463之间。核查可观察指示器部分403相对于平台463的位置和方向可以确保平台密封件430在密封狭槽464中被正确定向。检查验证码可证实正确的平台密封件430被安装。
[0091] 步骤740之后是在步骤750将验证标签401从平台密封件430去除。当不再需要验证之后,验证标签401可以在将涡轮机叶片460安装到涡轮机盘422以形成涡轮机盘组件420之后从平台密封件430去除。在一个实施例中,验证标签401由在燃气涡轮发动机100的操作期间会烧掉的材料(诸如纸)制成。验证标签401可通过在燃气涡轮发动机100的操作期间,诸如第一发动机熄灯期间,燃烧所有的或至少一部分验证标签401而去除。在另一个实施例中,验证标签401被配置成在形成涡轮机盘组件420之后通过相对于涡轮机盘组件420将径向力施加到验证标签401而从主体431去除。在又一实施例中,包括验证码的验证标签401的一部分通过将力施加到验证标签401而去除,而其余的通过在第一发动机熄灯期间燃烧被去除。包括验证码的所去除的验证标签401的一部分可以提供关于平台密封件430被安装在涡轮机盘组件420内的历史记录。验证标签401的部分或全部去除还可防止任何下游制造过程的阻碍。
[0092] 前述具体实施方式在本质上仅仅是示例性的,并且并非意图限制本发明或本发明的应用和用途。所描述实施例不限于结合特定类型的燃气涡轮发动机使用。因此,虽然本发明为了便于解释而描绘并且描述了特定的涡轮机叶片和平台密封件,但是将明白,根据本发明的涡轮机叶片和平台密封件可以各种其它配置实施、可结合各种其它类型的燃气涡轮发动机使用,且可在其它类型的机器中使用。另外,并非意图受前文的背景技术或具体实施方式中展示的任何理论的限制。还应当理解,除非特别如此说明,否则所述说明可包括夸大的尺寸以更好地说明所示的参考项,并且不考虑限制。
QQ群二维码
意见反馈