用于维护涡轮机的高压涡轮的带叶轮的方法与流程

    技术2025-06-16  21


    本发明涉及一种用于维护例如飞行器涡轮喷气式发动机或涡轮螺旋桨发动机等涡轮机的高压涡轮的带叶轮的方法。


    背景技术:

    1、图1表示双流双体涡轮机1。涡轮机的轴线表示为x。在下文中,相对于x轴定义术语“轴向”和“径向”。

    2、在涡轮机1内的气流方向上从上游到下游,涡轮机1包括风机2、低压压缩机3、高压压缩机4、燃烧室5、高压涡轮6和低压涡轮7。

    3、来自风机2的空气被分成在初级流路径8中流动的初级流a和在次级流路径9中流动的次级流b。

    4、低压压缩机3、高压压缩机4、燃烧室5、高压涡轮6和低压涡轮7布置在初级流路径8中。

    5、高压涡轮6和高压压缩机4借助于第一轴杆10旋转联接,以形成高压体。

    6、低压涡轮7、低压压缩机3和风机2借助于第二轴杆(未图示)旋转联接,以形成低压体。

    7、如图2所示,高压涡轮6常规地包括盘11,叶片12安装在所述盘上。每一叶片12包括从安装在盘11的腔15中的叶片根14径向向外延伸的翼型件13。

    8、叶片12的尖端16由叶片12的径向外端形成。在此,根14和翼型件13由径向内部平台17分开。根14具有冷杉树的大体形状,在此具有四个分支或瓣18。腔15的形状与根14的形状互补。

    9、每个冷杉树分支或瓣18搁置在盘11的相对互补表面上。彼此抵靠的根14和盘11的表面被称为支承表面19。在图4所示的实施例中,根14具有四个相对于径向中平面p对称布置的支承表面19。

    10、叶片12被环形护罩20环绕。间隙j形成在叶片12的尖端16与环绕叶片12的护罩20之间。

    11、为了使涡轮机的效率最大化,有必要限制位于叶片的尖端与护罩之间的间隙中的气体流动。

    12、在操作期间,由于两种现象,此间隙往往随着时间的推移而增加。

    13、第一种现象是叶片尖端的磨损,这是由叶片尖端与面向其的护罩之间的摩擦生成的。

    14、第二种现象是由于叶片在操作期间经受的高温而引起的叶片尖端的热侵蚀,即氧化,特别是在高压涡轮的情况下。

    15、此间隙的增加导致涡轮机的性能降低,并且因此导致燃料消耗和涡轮机的操作温度增加,从而进一步加重氧化现象。

    16、目前,当叶片在其尖端处太磨损或太氧化时,将其更换并废弃。因此,此类维护操作非常昂贵和/或由于达到性能极限而导致涡轮机的计划外的移除。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是以简单、可靠且便宜的方式弥补上述问题。

    2、为此,本发明提出一种用于维护沿着轴线延伸的涡轮机的高压涡轮的带叶轮的方法,所述带叶轮包括盘和叶片,所述盘包括腔,所述叶片径向延伸并且每个叶片包括翼型件和径向内部根,每个叶片的根安装在盘的腔中,所述根由所述盘借助于根和盘的形成支承表面的表面支撑,所述方法的特征在于,至少一个箔片在相应的支承表面处可移除地安装在至少一个叶片的根与所述盘之间,所述方法包括以下步骤:

    3、-测量至少一个叶片的尖端与涡轮机的面向带叶轮定位的护罩之间的径向间隙,所述尖端意指叶片的径向外端,

    4、-如果径向间隙大于确定值,则移除所述箔片。

    5、因此,根据本发明的方法的目的在于通过测量叶片尖端与护罩之间的径向间隙来确定高压涡轮的磨损或变形状态,并且如果前述径向间隙过大,则移除箔片。然后,移除箔片允许减小叶片尖端与护罩之间的径向间隙,以便以较低成本恢复到可接受的性能,而无需更换或修理叶片或护罩。

    6、至少一个箔片可以在相应的支承表面处安装在每个叶片的根与所述盘之间,如果所述径向间隙大于所述确定值,则移除所有箔片。

    7、以此方式,避免了由叶片尖端在涡轮机的圆周上的定位的差异形成的差别或“阶梯”的产生。此类阶梯可能生成影响涡轮机的正常运行的空气动力学扰动。

    8、箔片可以可移除地安装在叶片根上。

    9、箔片可以可移除地安装在所述盘上,例如安装在腔中或安装在盘的限定在两个邻近腔之间的齿上。

    10、箔片可以包括抵靠叶片根或盘的互补对接表面的径向对接表面。

    11、此类特征允许促进箔片的正确轴向定位,并且还使得有可能在涡轮机的操作期间将箔片轴向地保持在适当位置。

    12、箔片的厚度可以介于0.1与0.9mm之间。

    13、箔片可以由钴基合金制成。

    14、箔片例如由以参考标号mp 159已知的合金制成。

    15、叶片的根可以是具有冷杉树的大体形状的根。

    16、每个根可以具有相对于径向中平面对称的形状。

    17、单个箔片可以安装在叶片根与盘之间。此单个箔片可以插入在叶片和盘的若干个支承表面之间。

    18、若干个箔片可以可移除地安装在至少一个叶片的根与所述盘之间。

    19、在这种情况下,箔片可以相对于前述径向中平面对称地布置。

    20、也有可能在叶片根的支承表面与盘的支承表面之间布置若干个箔片的堆叠。在这种情况下,在每次维护操作期间可以移除一个或多个箔片。

    21、每个根可以具有两对支承表面,所述两对支承表面与盘腔的两对支承表面接合。因此,根可以具有带有四个分支或四个瓣的冷杉树的形状,这种形状通常在高压涡轮的带叶轮的情况中使用。当然,腔的形状与根的形状互补。

    22、箔片可以通过冲压片材金属或通过烧结金属粉末来制成。

    23、本发明还涉及一种高压涡轮的带叶轮,所述带叶轮包括:盘,所述盘包括腔;以及叶片,所述叶片各自包括翼型件和根,每个叶片的根安装在盘的腔中,所述根由所述盘借助于根和盘的形成支承表面的表面支撑,所述带叶轮的特征在于,至少一个箔片在相应的支承表面处可移除地安装在至少一个叶片的根与所述盘之间。

    24、所述带叶轮优选地是转子带叶轮。

    25、箔片由薄金属片材形成。

    26、本发明还涉及一种涡轮机,其特征在于所述涡轮机包括前述类型的带叶轮。

    27、所述涡轮机可以是飞行器涡轮喷气式发动机或涡轮螺旋桨发动机。所述飞行器可以是飞机。



    技术特征:

    1.一种用于维护沿着轴线延伸的涡轮机的高压涡轮的带叶轮(6)的方法,所述带叶轮包括盘(11)和叶片(12),所述盘(11)包括腔(15),并且所述叶片(12)径向延伸并且各自包括翼型件(13)和径向内部根(14),每个叶片(12)的所述根(14)安装在所述盘(11)的腔(15)中,所述根(14)由所述盘(11)借助于所述根(14)和所述盘(11)的形成支承表面(19)的表面支撑,所述方法的特征在于,至少一个箔片(21)在相应的支承表面(19)处可移除地安装在至少一个叶片(12)的所述根(14)与所述盘(11)之间,所述方法包括以下步骤:

    2.根据前述权利要求所述的方法,其特征在于,至少一个箔片(21)在所述相应的支承表面(19)处安装在每个叶片(12)的所述根(14)与所述盘(11)之间,如果所述径向间隙(j)大于所述确定值,则移除所有箔片(21)。

    3.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述箔片(21)可移除地安装在叶片根(14)上。

    4.根据权利要求1或2中任一项所述的方法,其特征在于,所述箔片(21)可移除地安装在所述盘(11)上,例如安装在所述腔(15)中或安装在所述盘(11)的限定在两个邻近腔(15)之间的齿上。

    5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述箔片(21)包括抵靠所述叶片(12)的所述根(14)或所述盘(11)的互补对接表面(24)的径向对接表面(23)。

    6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述箔片(21)的厚度介于0.1与0.9mm之间。

    7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述箔片(21)由钴基合金制成。

    8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,若干箔片可移除地安装在至少一个叶片(12)的所述根(14)与所述盘(11)之间。


    技术总结
    本发明涉及一种用于维护沿着轴线延伸的涡轮机的高压涡轮的带叶轮的方法,所述带叶轮包括盘(11)和叶片(12),所述盘包括腔(15),并且所述叶片(12)径向延伸并且各自包括翼型件和径向内部根(14),每个叶片(12)的所述根(14)安装在所述盘(11)的腔(15)中,所述根(14)借助于所述根(14)和所述盘(11)的形成支承表面(19)的表面支撑在所述盘(11)上,所述方法的特征在于,至少一个箔片(21)在相应的支承表面(19)处可移除地安装在至少一个叶片(12)的所述根(14)与所述盘(11)之间,所述方法包括以下步骤:测量至少一个叶片(12)的尖端与所述涡轮机的面向所述带叶轮定位的护罩之间的径向间隙,所述尖端意指所述叶片(12)的径向外端,以及如果所述径向间隙大于确定值,则移除所述箔片(21)。

    技术研发人员:坦吉·鲁蒙·布鲁斯克,文森特·吉拉德·米切尔·莫罗
    受保护的技术使用者:赛峰飞机发动机公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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