[发明专利]涡轮机构件的制造方法和用该方法制造的装置

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮机构件的制造方法，特别涉及包括外环形壳体和环形轨道 (annular track)的组件，该外环形壳体承载着静子叶片级，该环形轨道由耐磨材料 制成，转子级的动叶片的端部朝着该耐磨材料的环形轨道移动。本发明特别涉及一 项改进技术，其既可以简化耐磨材料的轨道的成型工艺，又能缩小轴向体积并降低 构件的整体重量。

背景技术

涡轮机级(如压气机中的压缩级)是设置在外环形壳体和内环形壳体之间，两 个壳体为同轴。固定的静子叶片在两个壳体之间延伸。动叶片在外环形壳体内被带 动旋转，使这些叶片的端部朝着耐磨材料的轨道移动，该耐磨材料涂敷在静子叶片 上游的外环形壳体内表面上。

在本发明如下说明中，术语“上游”和“下游”用来表示结构部件相互之间的定位， 以外环形壳体内流体的流动方向为参考方向。

图1表示已知的组件，其包括外环形壳体11、静子叶片13和耐磨材料的轨道 15。根据该设置形式，外环形壳体11具有内加强筋17，后者将耐磨材料的轨道15 所在的上游部分19与安装有静子叶片13的下游部分21相分开。每个叶片具有嵌入 到外环形壳体的环形槽25内的平台23。内加强筋17构成了该环形槽的上游边界。 在所述示例中，固定叶片13通过螺栓27连接到外环形壳体11上。外环形壳体内侧 的最后形状一般采用机加工来形成。环形壳体一般由金属(例如铝、钛或钢合金) 制成。耐磨材料通常都是热态(等离子)或冷态涂敷的铝和树脂的混合物，或“RTV” 硅。

发明内容

本发明的其中一个目的是，简化外环形壳体11的结构，特别是不再使用内加强 筋17。

本发明的基本思想是使用静子叶片的平台来形成固持装置的一部分，从而可以 将耐磨材料置于壳体的内表面上。

具体地，本发明涉及一种涡轮机构件的制造方法，其包括外环形壳体，该外环 形壳体包括第一部分和第二部分，该第一部分的内部设有耐磨材料的轨道，该第二 部分连接设有平台的静子叶片，其特征在于，静子叶片连接到该壳体上，以使所述 平台形成在所述外环形壳体内呈基本上连续的环形边缘，而且，耐磨材料涂敷在所 述第一部分内，并用该边缘限定所述耐磨材料的轨道的边界。

在该示例中，所述第一部分为上游，而所述第二部分为下游。

这样，就可以缩短外环形壳体的长度，因为内加强筋17被省略不用了。本发明 还可以使用碳纤维或玻璃纤维基复合材料来制造外环形壳体，因为在壳体长度的最 大部分上可以获得基本上恒定不变的壳体厚度。

根据本发明的一个有利特性，耐磨材料以有限尺寸喷入。这种喷入类型是目前 人们公知的，可以避免任何后续机加工。

例如，耐磨材料是一种硅基复合物。在这些条件下，耐磨材料可以与静子叶片 平台的边界相接触。在耐磨材料的轨道和平台之间无需提供空隙。相反，因为硅的 原因还降低了振动。

显然，本发明并不排除涂敷其它类型的耐磨材料(热等离子涂敷)或者甚至以 非限定尺寸喷入硅基材料。

本发明还涉及一种涡轮机构件，其包括外环形壳体，该外环形壳体包括第一部 分和第二部分，该第一部分的内部设有耐磨材料的轨道，该第二部分连接设有平台 的静子叶片，其特征在于，所述耐磨材料的轨道的下游边界与所述静子叶片平台的 所有上游边界并置。

如前所述，外环形壳体可以用碳纤维或玻璃纤维基的复合材料制成。

本发明还涉及包括根据前面定义的至少一个部件的任何涡轮机。其特别适用于 喷气发动机的低压压气机。

附图说明

下面仅通过示例并结合附图介绍本发明说明，可以更好地理解本发明，本发明 的其它优点就会清楚地显现出来，附图如下：

图1为根据现有技术的涡轮机构件的局部轴向剖面图；

图2示出了根据本发明的类似的涡轮机构件，并更具体地示出了根据本发明的 方法的一个阶段；以及

图3为类似图2的示意图，示出了完成后的涡轮机构件。

具体实施方式

如图2所示的涡轮机构件构成了压气机压缩级的一部分。其包括外环形壳体11， 后者由上游部分19和下游部分21组成，该上游部分19内部设有耐磨材料的轨道 15，而静子叶片13固定在下游部分21。