[发明专利]用于涡轮机的扇形分配器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于诸如涡轮喷气发动机或涡轮螺旋桨发动机这样的涡轮机的扇形分配器。

背景技术

涡轮机包括涡轮级，每个涡轮级包括转子推进器和分配器，每个分配器为扇形，即由多个沿周向端到端布置的分配器扇区形成。

每个分配器扇区包括两个共轴的环形平台，这两个平台延伸到彼此的内部并通过大致径向的叶片相连。外平台包括用于紧固在涡轮外壳上的机构。内平台与大致径向的环形隔离部为一体，隔离部承载由耐磨材料制成的构件，沿径向位于分配器内平台之内。由耐磨材料制成的构件与通过涡轮转子承载的环形唇接合以形成迷宫型密封。

在由耐磨材料制成的构件显著磨损的情况下，有必要在维护操作过程中将其更换为新构件。通过现有技术，这些构件通过硬焊固定在分配器内平台的环形隔离部上。更换由耐磨材料制成的构件需要完全拆卸分配器扇区，机加工每个分配器扇区以移除磨损的耐磨构件，并将新的耐磨构件硬焊在环形隔离部上。然后，有必要将抗氧化剂保护涂层沉积在每个分配器扇区上。因此，这种更换分配器耐磨构件的操作耗时且昂贵。

而且，分配器扇区沿周向以小间隙相互分离，以使其平台在工作过程中可热膨胀。另外，分配器扇区在工作过程中还承受振动和相对较大的动态应力，这可能导致这些扇区的静态移动和变形。

已经提出，使用以下机构强化分配器：用于在分配器内平台扇区上形成的轴向支承的机构，用于支承意在与形成在相邻内平台扇区上的对应机构接合的平台扇区的机构，以限制分配器在工作过程中的变形。

通过现有技术，这些用于支承的机构包括被称为“硬质合金”的极硬材料，其通过激光焊接方法(硬质合金化)实现沉积，其耗时、昂贵、难以实施，且具有使分配器扇区恶化的风险。而且，这种技术不能在具有过于复杂(被称为3D平台)形式的平台的特定分配器上实施。

发明内容

本发明的目的特别是针对现有技术的问题提供一种简单、有效和经济的解决方案，其中，通过简化对分配器的由耐磨材料制成的构件的更换并通过减少此分配器的扇区的硬质合金化而实现。

为实现这种效果，提出一种用于涡轮机的扇形分配器，由多个扇区形成，所述扇区包括两个共轴的环形平台，分别为内平台和外平台，所述内平台和外平台通过大致径向的叶片相连，所述内平台与大致径向的环形隔离部为一体，所述环形隔离部承载由耐磨材料制成的构件，所述由耐磨材料制成的构件固定在扇形环形安装部上，所述扇形环形安装部包括朝向外部沿径向延出的环形槽，并沿径向接合和保持所述环形隔离部的内周边，每个安装部扇区在其一个周向端处包括一开口，用于接合和安装在一个或多个分配器扇区的环形隔离部上，所述安装通过在此隔离部上沿周向移位所述安装部扇区而实现，在所述安装部扇区的另一周向端处包括沿周向形成止动部并与所述分配器扇区或所述分配器扇区中的一个的环形隔离部接合的机构，以确保相对于所述安装部扇区的沿所述环形隔离部的周向一方向的限制。

以简单方式，内平台的环形隔离部容纳于设置在耐磨构件的安装部上的紧固机构中，且安装部可在此隔离部上滑动。与现有技术不同的是，耐磨构件的安装部以可移除方式安装在隔离部上，这有利于更换磨损的耐磨构件。实际上，这足以拆卸隔离部的环形安装部并执行前述的直接在此安装部上进行的机加工和硬焊操作，或简单地以承载新耐磨构件的新安装部更换此承载磨损耐磨构件的安装部。而且，将安装部重新安装到隔离部上相对比较简单和快速。

本发明进一步可简化通过铸造获得的每个分配器扇区的制造，这是因为现在耐磨元件独立于这些扇区而安装。

环形安装部当其在多个分配器扇区上延伸时可进一步强化分配器扇区，以限制其在工作过程中的震动和静态移动，而同时仍然使其可沿周向膨胀。因此，不再需要通过硬质合金化在用于沿轴向支承分配器扇区的机构上沉积硬材料，这可消除这种费时且昂贵的操作，并降低分配器扇区在这种精细操作过程中恶化的风险。

环形安装部为扇形，每个安装部扇区在其一个周向端处包括一开口，用于接合和安装在分配器扇区的隔离部上，所述安装通过在分配器扇区上沿周向滑动而沿周向移动所述安装部扇区而实现。每个安装部扇区在其另一周向端处包括沿周向形成止动部并与相邻分配器扇区的隔离部接合的机构，以提供分配器扇区相对于所述安装部扇区的沿周向一方向的限制。

根据本发明的另一特征，所述安装部为轨道形式并由金属片制成，这特别是可基本相对于现有技术使分配器减轻。