[发明专利]用于轴流涡轮机压缩机的共同注射的复合壳体

说明书

技术领域

本发明涉及轴流涡轮机定子壳体或定子套圈领域。更具体地，本发明涉及由复合材料制成的分段壳体领域，特别地，所述复合材料包括聚合物。本发明涉及所述壳体的段，涉及所述壳体并且涉及壳段的制造方法。

背景技术

专利EP2196629A1公开了一种轴流涡轮机压缩机的分段式内壳或套圈。该内壳具有以下的特性：构成该内壳的壳段的末端具有与叶片轮廓对应的外形，以在压缩机上的壳体的组装过程中在壳段之间的结合处与叶片结合。叶片与这些轮廓之间的连接是通过手动涂覆弹性材料来提供的。这也是用于连接叶片和缺口的方法，所述缺口沿所述壳段分布并且用于容纳所述叶片。因此，在压缩机的组装期间，所述需要费时的手动参与。壳体组装之后，耐磨材料被喷涂在所述壳体的内面上，以为压缩机转子的唇式密封提供密封。需要提前打磨所述壳体的表面并且涂覆底漆，以确保耐磨材料满意地结合至所述壳体。这也是费时的。

美国专利US4655682中公开了一种轴流涡轮机压缩机的内壳。该内壳由复合材料制成，并包括单一的环以及支撑在该环上的壳段。叶片的端部与壳段上的对应外壳之间涂覆有硅树脂。如前所述，手动涂覆硅树脂的操作是费时的。所述环是包括多层聚酰胺纤维的层压结构，所述聚酰胺纤维浸渍有环氧树脂。如前所述，需要提前打磨所述环的表面以及涂覆底漆来确保耐磨材料和所述环之间的满意的结合。

发明内容

技术问题

本发明旨在提供针对上述缺点中的至少一个的解决方案。更具体地，本发明旨在提供由非金属材料制成的涡轮机定子壳体，该壳体是经济的并且易于组装的。

技术方案

本发明涉及轴流涡轮机的叶片定子壳段，包括具有弧形横截面的主体并且主要由聚合物材料制成；所述主体的至少一个工作面用于直接或间接地与涡轮机的部件配套和/或协作；其中，所述工作面或至少一个工作面是由与第一种材料共同注射的第二种聚合物材料制成的。

第一材料可以是热塑性的或热硬化的。特别地，所述第一种材料可包括聚乙烯亚胺(PEI)或聚酰胺酰亚胺(PAI)。所述第二材料可以是热塑性的或热硬化的。所述第二种材料可包括硅树脂和/或特氟纶(Teflon)。优选地，所述第二材料是弹性的。

根据本发明的有利实施例，第二种聚合物材料具有比第一种聚合物材料更低的硬度，优选低于第一材料的硬度的80％。

根据本发明的另一个有利实施例，所述工作面或至少一个工作面对应于所述壳体内面，并且制成所述工作面的第二种聚合物材料主要包括硅树脂。

有利地，壳体是环形带并且壳段形成了所述带的部分。有利地，所述壳体和壳段的横截面大体是U形的，具有指向壳体中心的U形臂。于是，所述U形的中空形成了用于保持耐磨材料的空间。

根据本发明的另一个有利实施例，所述工作面或至少一个工作面与所述壳体的侧面配合，并且形成该工作面的第二种聚合物材料主要包括特氟纶。

优选地，所述侧面是前侧面和/或后侧面(取决于涡轮机中的流体流的方向)。所述侧面可以是环形的，和/或在大体正交于涡轮机的旋转轴线的平面内。

根据本发明的又一个有利实施例，所述工作面或至少一个工作面是与定子叶片的轮廓匹配的表面，并且制成该工作面的第二种聚合物材料能够提供与所述叶片的紧密配合，所述第二材料优选包括硅树脂。换句话说，所述工作面对应于叶片与壳段之间的结合面。

根据本发明的又一个有利实施例，工作表面具有横向的唇形轮廓，在所述壳体组件期间当该工作面与叶片接触时，该工作面可发生变形。

根据本发明的又一个有利实施例，所述工作表面或至少一个工作面是沿壳段的弧形轮廓在壳段末端的表面，该述工作面与叶片轮廓匹配。

根据本发明的又一个有利实施例，所述壳段至少包括一个用于沿大体径向方向容纳定子导叶的缺口，所述工作面或至少一个工作面与叶片表面面对面地位于所述缺口中。换句话说，所述工作面对应于叶片和壳段之间的结合面。

根据本发明的又一个有利实施例，所述壳段包括多个沿所述壳段的弧形轮廓分布的缺口，所述缺口中的每一个都适于沿大致径向方向容纳定子叶片。所述壳段可包括至少3个，优选至少4个，更优选至少5个缺口。

本发明还涉及轴流涡轮机的分段式定子叶片壳，其中所述壳段与本发明一致。所述壳体可包括至少2个，优选至少4个，更优选至少8个壳段。

本发明还涉及用于制造轴流涡轮机的叶片定子壳段的方法，其中，所述壳段与本发明一致。