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涡轮壳体组件安装销

阅读：531发布：2021-04-10

专利汇可以提供涡轮壳体组件安装销专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及涡轮壳体组件安装销。在本公开的某些实施例中，描述了一种涡轮壳体组件。该涡轮壳体组件包括内壳以及围绕该内壳的外壳。外壳具有沿着凸缘接合在一起的第一外壳段和第二外壳段。螺栓延伸穿过凸缘并将第一外壳段和第二外壳段接合在一起。涡轮壳体组件还包括销。该销具有限定穿过其的开口的区段。该销延伸穿过内壳和外壳且相对于外壳支撑内壳。螺栓穿过由销限定的开口。，下面是涡轮壳体组件安装销专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种涡轮壳体组件，包括：
内壳；
外壳，其围绕所述内壳，其中，所述外壳包括沿着凸缘接合在一起的第一外壳段和第二外壳段；
螺栓，其延伸穿过所述凸缘并将所述第一外壳段和所述第二外壳段接合在一起；以及销，所述销包括限定穿过其的开口的区段，所述销延伸穿过所述内壳和所述外壳且相对于所述外壳支撑所述内壳，所述螺栓穿过由所述销限定的开口。
2.根据权利要求1所述的涡轮壳体组件，其特征在于，所述销还包括内销和偏心外销，所述内销限定所述开口，所述外销配置成容纳所述内销的至少一部分。
3.根据权利要求2所述的涡轮壳体组件，其特征在于，所述外销配置成围绕所述内销的一部分。
4.根据权利要求1所述的涡轮壳体组件，其特征在于，所述外销限定开口，所述开口具有至少为由所述内销限定的开口的直径的长度。
5.根据权利要求2所述的涡轮壳体组件，其特征在于，所述外销能够相对于所述内销旋转。
6.根据权利要求2所述的涡轮壳体组件，其特征在于，所述内销还包括接触所述外销的接触垫。
7.根据权利要求6所述的涡轮壳体组件，其特征在于，所述外销还包括接触垫，所述外销接触垫大体上与所述内销接触垫对准，所述外销接触垫接触所述涡轮壳体。
8.根据权利要求1所述的涡轮壳体组件，其特征在于，所述内壳包括沿着凸缘接合在一起的第一内壳和第二内壳。
9.一种涡轮，包括：
内壳，所述内壳支承喷嘴和护罩，所述护罩围绕由所述内壳内的涡轮转子支承的动叶的顶端；
外壳，其围绕所述内壳，其中，所述外壳包括沿着凸缘接合在一起的第一外壳段和第二外壳段；
螺栓，其延伸穿过所述凸缘并将所述第一外壳段和所述第二外壳段接合在一起；以及销，所述销包括限定穿过其的开口的区段，所述销延伸穿过所述内壳和所述外壳且相对于所述外壳支撑所述内壳，所述螺栓穿过由所述销限定的开口。
10. 根据权利要求9所述的涡轮，其特征在于，所述销还包括内销和外销，所述内销限定所述开口，所述外销配置成容纳所述内销的至少一部分。
11.根据权利要求10所述的涡轮，其特征在于，所述外销配置成围绕所述内销的一部分。
12.根据权利要求9所述的涡轮，其特征在于，所述外销限定开口，所述开口具有至少为由所述内销限定的开口的直径的长度。
13.根据权利要求10所述的涡轮，其特征在于，所述外销能够相对于所述内销旋转。
14.根据权利要求10所述的涡轮，其特征在于，所述内销还包括接触所述外销的接触垫。
15.根据权利要求14所述的涡轮，其特征在于，所述外销还包括接触垫，所述外销接触垫大体上与所述内销接触垫对准，所述外销接触垫接触所述涡轮壳体。
16.根据权利要求9所述的涡轮，其特征在于，所述内壳包括沿着凸缘接合在一起的第一内壳和第二内壳。
17.一种用于组装涡轮壳体的方法，包括：
a. 利用销将内壳和外壳接合在一起，所述销包括限定了穿过其的开口的区段，所述销延伸穿过所述内壳和所述外壳且相对于所述外壳支撑所述内壳；
b. 利用螺栓将第一外壳段和第二外壳段接合在一起，所述螺栓穿过由所述销限定的开口；以及
c. 利用所述外壳围绕所述内壳。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述销还包括内销和外销，所述内销限定所述开口，所述外销配置成容纳所述内销的至少一部分。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述外销配置成围绕所述内销的一部分。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述外销限定开口，所述开口具有至少为由所述内销限定的开口的直径的长度。

说明书全文

涡轮壳体组件安装销

技术领域

[0001] 本发明大体上涉及涡轮壳体组件安装销及其利用方法。在特定实施例中，安装销以这样的方式接合内壳与外壳：在传递扭矩和重力负载的同时减少内壳与外壳之间的变形和偏心。

背景技术

[0002] 常规的涡轮壳体可包括一个或更多涡轮外壳，该一个或更多涡轮外壳围绕一个或更多涡轮内壳。涡轮外壳通常分成两个半球形壳体，这两个半球形壳体由凸缘在水平面上螺栓连接在一起以便于维护和修理。通常由一个或更多轴向间隔开的周向销阵列支撑涡轮内壳通往涡轮外壳。

[0003] 通常，采用主动间隙控制(active clearance control)以使涡轮内壳和涡轮外壳在瞬时涡轮操作期间彼此径向移位。这具有控制动叶和护罩之间的顶端间隙的作用，其可能是有益的，因为减少顶端间隙会通过减少顶端泄漏而提高涡轮性能，只要防止动叶顶端瞬时地接触并因而摩擦护罩。

[0004] 在许多配置中有主动系统和被动系统两者的情况下，由于涡轮内壳和涡轮外壳各自的构件的差异热增长，在它们之间发生相对移动。用于切向地接合涡轮外壳与涡轮内壳的上述销可减小由相对移动引起的偏心。然而，如果主要的垂直支撑销放置在优选的中心线支撑配置附近并因而与外壳螺栓连接的凸缘相交，则这种销可影响外壳螺栓间隔。销接位置处更宽的螺栓间隔可导致水平接头外漏并因此导致性能下降。

[0005] 因此，存在着对于允许安装涡轮内壳与涡轮外壳而不影响涡轮外壳螺栓间隔的销的需要。与这种销相关的方法也将是有益的。

发明内容

[0006] 本发明的方面和优点在下文的描述中阐述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实施本发明来了解。

[0007] 在本公开的某些实施例中，描述了一种涡轮壳体组件。该涡轮壳体组件包括内壳以及围绕该内壳的外壳。外壳具有沿着凸缘接合在一起的第一外壳段和第二外壳段。螺栓延伸穿过凸缘并将第一外壳段和第二外壳段接合在一起。该涡轮壳体组件还包括销。该销具有限定穿过其的开口的区段。该销延伸穿过内壳和外壳且相对于外壳支撑内壳。螺栓穿过由销限定的开口。

[0008] 在本公开的其它实施例中，描述了一种涡轮。该涡轮包括内壳和外壳。内壳支承喷嘴和护罩，护罩围绕由内壳内的涡轮转子支承的动叶的顶端。外壳具有沿着凸缘接合在一起的第一外壳段和第二外壳段。螺栓延伸穿过凸缘并将第一外壳段和第二外壳段接合在一起。该涡轮壳体组件还包括销。销具有限定穿过其的开口的区段。该销延伸穿过内壳和外壳且相对于外壳支撑内壳。螺栓穿过由销限定的开口。

[0009] 在本公开的仍然其它实施例中，描述了一种用于组装涡轮的方法。该方法包括利用销将内壳和外壳接合在一起，该销具有限定穿过其的开口的区段。销延伸穿过内壳和外壳且相对于外壳支撑内壳。该方法还包括利用螺栓将第一外壳段和第二外壳段接合在一起，螺栓穿过由销限定的开口。外壳围绕内壳。

[0010] 本领域普通技术人员在阅读该说明书后将更好地理解这样的实施例的特征和方面以及其它。附图说明

[0011] 在该说明书的其余部分中更具体地阐述了本发明的完整且能够实现的公开，包括其对于本领域技术人员而言的最佳模式，说明书包括对附图的参考，在附图中：图1是根据本公开的某些实施例的涡轮的截面透视图；
图2是根据本公开的某些方面的图1中所示的涡轮壳体的截面透视图；
图3A显示根据本公开的某些方面的销组件的展开图；
图3B和图3C显示根据本公开的某些方面的销组件的透视图；
图4显示根据本公开的某些方面的围绕螺栓的销组件的透视图；以及
图5显示根据本公开的某些方面的围绕螺栓的销组件的透视图。

具体实施方式

[0012] 现在将详细地对本发明的当前实施例做出参考，在附图中示出了这些实施例的一个或更多示例。该详细描述使用数字和字母标记来表示附图中的特征。在附图和描述中使用相同或类似的标记来表示本发明的相同或类似的部分。

[0013] 每个示例以本发明的说明而非本发明的限制的方式提供。实际上，对本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中做出许多修改和变型。例如，作为一个实施例的部分所显示或描述的特征可用于另一实施例以产生更进一步的实施例。因此，本发明意图覆盖落入所附权利要求及其等同的范围内的这种修改和变型。

[0014] 参照图1，显示了涡轮壳体组件10的截面，该涡轮壳体组件10具有外结构壳体12以及由该外壳12支撑的内壳14。内壳14支承喷嘴16和喷嘴18的阵列，其分别形成涡轮的第一级和第二级的部分。内壳14还围绕可绕轴线22旋转的转子(大体上被标记为20)。转子20包括安装在轮上的周向动叶阵列，轮交替地布置有间隔件，并且轮和间隔件形成转子的本体。例如，显示了带有介入间隔件28的第一级轮24和第二级轮26，轮24和26分别安装动叶28和30。将意识到，各个级的动叶和喷嘴部分地限定穿过涡轮的环形热气通路。
转子的轮和间隔件由围绕转子彼此周向间隔开的螺栓32彼此固定。

[0015] 图 2显示了根据本公开的一个实施例的组件10的示意端视图。涡轮组件10大体上包括一个或更多内壳14以及一个或更多外壳12。一个或更多内壳14和外壳12通常由合金、超合金、涂覆的陶瓷或者能够承受与涡轮相关联的温度的其它材料制造。例如，用于燃气涡轮系统中的涡轮的壳体将由能够承受与喷嘴和护罩钩温度相关联的温度的材料制造，其由流动通过燃气涡轮系统的燃烧气体等因素驱动。

[0016] 再次参照图1，内壳14包括由轴向延伸的环状肋部40互连的前段36和后段38。前段36和后段38是环形的且分别具有径向向内引导的楔形件42和44，用于支承护罩46和48。护罩向动叶的顶端提供最小间隙。将意识到，内壳14沿着垂直于转子轴线的径向平面并在轴向位置处固定至外壳，优选地与第一和第二级动叶及护罩对准。

[0017] 外壳14大体上围绕一个或更多内壳12并且一起形成涡轮10。这样，内壳12大体上与旋转构件的外围相符，并且外壳14围绕旋转构件提供包封。

[0018] 再次参照图2，示意性地显示了涡轮10的截面图，该涡轮10包括分别的上部外壳125和下部外壳126、分别的上部内壳145和下部内壳146以及转子20。一个或更多螺栓
50将上部外壳125和下部外壳126沿着凸缘52彼此固定，凸缘52可在涡轮10的任一侧延伸跨过一段水平中线。关于螺栓50，如本文中所用的，用语“螺栓”是指诸如螺栓、螺柱、销等定位在凸缘螺栓开口中的任何结构。

[0019] 为了将内壳相对于外壳彼此连接支撑，一个或更多销组件54穿过外壳12用于与内壳14连接。例如，该销组件可穿过外壳12的凸缘52。一个或更多销组件54可沿着各个凸缘52间隔开，该凸缘52在涡轮10的任一侧延伸跨过一段水平中线。

[0020] 参照图 3A-图3C，显示了销组件54。销组件54包括内销部56和外销部58。外销的内孔偏心于外销的外径。这允许外销旋转并因此改变内销的中心线位置。偏心销经常被用于涡轮系统中，以允许内壳相对于转子的精确外部对准能力。内销部56在内销部56的径向最内端62包括扩展突出部60。突出部60可具有大体上方形的形状，该方形形状与由内壳限定的互补母接收器(在图2中示出)对接。螺栓段64从突出部60延伸并且在形状上可大体上为圆柱形。螺栓段64可包括一个或更多接触垫70，接触垫70允许关于外销部58的确定性加载(deterministic loading)。螺栓段64限定开口66以容纳位于其中的螺栓，如本文中进一步描述的那样。内销部56的最外端67可限定螺纹以接收内螺母68。

[0021] 外销部58包括具有螺栓圈72的扩大头部71，该螺栓圈72带有一个或更多周向限定的螺栓开口74。螺栓圈72还限定开口80，内销部56的最外端67可延伸穿过该开口80。螺栓开口可配置成接收一个或更多螺栓76，该一个或更多螺栓76通过摩擦抵抗销旋转，其可设定内壳和外壳的对准。对准部分78从螺栓圈72延伸并限定与螺栓圈开口80连通的开口(未示出)，该开口可接收内销部并且还允许外销在组装后在单元的对准要求内旋转。
对准部分包括接触垫84，其允许关于涡轮内壳和涡轮外壳的确定性加载并且大体上与内销部的接触垫70对准。对准部分包括一个或更多对准缺口(scallop)82，其允许销组件54位于螺栓周围，如本文中进一步描述的那样。对准缺口82由脊部85部分地限定，脊部85限定了比螺栓段64的开口66的直径更大的开口，以在单元对准期间允许外销旋转和组装后的内销偏心。这样，对准部分78不妨碍穿过开口66的螺栓并固定上部外壳和下部外壳。

[0022] 当组装好时，内销部56可与内壳段对接，并且可被接合至外销部58，该外销部58穿过外壳凸缘接触外壳。内螺母68可将内销部56固定至外销部58，并且可被固定至螺栓圈72的孔帽86覆盖。

[0023] 如图4和图5中所示，销组件54可被用于涡轮内壳(未示出)穿过涡轮外壳14的水平接合凸缘52的安装和/或对准，而不影响外壳螺栓间隔和/或泄漏。例如，如可从图5中看出的那样(图5展示了其中未显示涡轮内壳和涡轮外壳的视图)，开口66和脊部85允许销组件位于被用于固定上部外壳和下部外壳的螺栓50周围。

[0024] 本领域普通技术人员将容易意识到，前文关于图1-图5描述的结构提供了一种用于组装涡轮10的方法。该方法大体上包括利用销将内壳和外壳接合在一起，如本文中所述的那样。第一外壳段和第二外壳段利用螺栓接合在一起。外壳围绕着内壳。

[0025] 经验性试验和计算机生成的模型表明，本公开的各个实施例可具有超出现有涡轮壳体组件机构和方法的一个或更多优点。本文中所述的销组件可提供方便且可靠的结构，以确保内壳12在组装期间同心地附接至外壳14而不影响壳体螺栓间隔和/或泄漏。

[0026] 该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何包括在内的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这种其它示例包括与权利要求的字面语言没有区别的结构元件，或者如果它们包括与所附权利要求的字面语言无实质差别的等同结构元件，则这种其它示例意图在权利要求的范围内。

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