CN219733475U - 一种用于高炉煤气余压透平发电机的叶片及其加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于高炉煤气余压透平发电机的叶片及其加工装置，涉及发电机叶片技术领域。本实用新型主要为了解决现有技术中存在高炉煤气余压透平发电机(TRT)的叶片容易被腐蚀的技术问题，提出以下技术方案：其包括叶片基材，叶片基材被固定在夹紧设备中，叶片基材的表面有熔池区，叶片基材表面且位于熔池区的后端形成有凝固层，叶片基材内部且位于凝固层的下方形成有结合层，叶片基材内部且位于凝固层和结合层的下方形成有热影响区。通过在TRT叶片基材表面形成的熔池产生凝固层、结合层和热影响区，可以减缓叶片在使用过程中的腐蚀速度，提高叶片的使用寿命。

Description

一种用于高炉煤气余压透平发电机的叶片及其加工装置

技术领域

本实用新型涉及发电机叶片技术领域，具体涉及一种用于高炉煤气余压透平发电机的叶片及其加工装置。

背景技术

对于钢铁行业而言，通过回收余热余能来实现节约能源，是效率较高、成效较为显著的方法，高炉煤气余压透平发电机(以下简称TRT)，是利用高炉煤气具有的压力及热能，使煤气通过透平膨胀机做功，将其转化为机械能的装置。

TRT设备的运行原理为：在高炉正常生产情况下，利用所产生的高炉煤气强大的压力差而具有的动能，推动透平机运转，带动发电机发电，是国内外公认的冶金企业重大节能装置。

TRT叶片一般在温度为160℃以下，高炉煤气压力低于180kPa的条件下工作。TRT设备的特殊工作条件要求其叶片必须具有良好的强度、韧性、热稳定性和一定的耐腐蚀能力。然而传统的TRT叶片在此工作环境下，存在容易被腐蚀的技术问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种用于高炉煤气余压透平发电机的叶片及其加工装置，以解决现有技术中存在的在TRT叶片容易被腐蚀的技术问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种用于高炉煤气余压透平发电机的叶片，包括叶片基材，叶片基材被固定在夹紧设备中，其特征在于：叶片基材的表面有熔池区，叶片基材表面且位于熔池区的后端形成有凝固层，叶片基材内部且位于凝固层的下方形成有结合层，叶片基材内部且位于凝固层和结合层的下方形成有热影响区。

采用上述技术方案的有益效果为：通过在TRT叶片基材表面形成的熔池产生凝固层、结合层和热影响区，可以减缓叶片在TRT使用过程中的腐蚀速度，从而提高叶片的使用寿命。

一种用于高炉煤气余压透平发电机的叶片的加工装置，包括喷射送粉机构、激光熔覆机构，喷射送粉机构与激光熔覆机构分别位于叶片基材的熔池区的上方。

采用上述技术方案的有益效果为：喷射送粉机构可以喷射在TRT叶片表面形成凝固层、结合层所需要的粉末材料；激光熔覆机构可以发射在熔池区熔覆材料所需要的激光束。喷射送粉机构和激光熔覆机构整体构成了TRT叶片加工装置，使TRT叶片表面产生凝固层和结合层。由于不改变叶片本身的气动性能及结构，不影响机组效率且备件更换方便，降低机组维护成本。

进一步地，喷射送粉机构包括喷嘴，喷嘴的内部具有喷粉腔道，喷粉腔道产生喷粉气流，喷粉腔道的末端与叶片基材的熔池区相对应。

采用上述技术方案的有益效果为：喷射送粉机构设置的喷嘴可以控制喷粉的流量和速率，从而调整基体熔覆层的厚度。

进一步地，激光熔覆机构内部产生激光束，激光熔覆机构的照射末端与叶片基材的熔池区相对应。

采用上述技术方案的有益效果为：激光熔覆机构能够发射出高能激光束，辐照在叶片基材上，使叶片基材表面的粉末材料迅速熔化，再扩展产生熔池区，可以加快叶片基材表面混合材料的熔化速度。

进一步地，喷射送粉机构倾斜设置在叶片基材的熔池区的上方，且喷射送粉机构的倾斜角度与叶片基材的熔池区的弧形角度相适配。

采用上述技术方案的有益效果为：通过将喷射送粉机构倾斜设置在叶片基材熔池区的上方，并且倾斜角度与熔池区的弧形角度相适配，可以增加粉喷气流与熔池区的接触面积，使喷射的粉末与叶片基材的混合更均匀。

本实用新型具有以下有益效果：通过在TRT叶片基材表面形成的熔池产生凝固层、结合层和热影响区，可以减缓叶片在TRT使用过程中的腐蚀速度，从而提高叶片的使用寿命。由于设置的喷射送粉机构和激光熔覆机构不改变叶片本身的气动性能及结构，不影响机组效率且备件更换方便，降低机组维护成本。

附图说明

图1为本实用新型的主体结构示意图。

图1中所示附图标记分别表示为：1-叶片基材；2-喷粉气流；3-喷嘴；4-激光束；5-熔池；6-凝固层；7-结合层；8-热影响区。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参照图1，本实用新型提供一种用于高炉煤气余压透平发电机的叶片及，包括叶片基材1，叶片基材1被固定在夹紧设备中，叶片基材1的表面有熔池区5，叶片基材1表面且位于熔池区5的后端形成有凝固层6，叶片基材1内部且位于凝固层6的下方形成有结合层7，叶片基材1内部且位于凝固层6和结合层7的下方形成有热影响区8。

叶片基材1可以是铁基、钴基、镍基、钛基等多种材料构成；叶片基材1被固定的夹紧设备，可以是液压夹持机构，或者是气动夹持机构。叶片基材1表面产生的熔池5是高能量激光束照射在叶片基材1表面形成的，是用于将所要熔覆的粉末熔融的区域，熔覆粉末与叶片基材表面形成一个金属化合物层，也就是结合层7，当结合层7冷却成型后产生凝固层6。

请参照图1，本实用新型还提供一种基于用于高炉煤气余压透平机的叶片的加工装置，包括喷射送粉机构、激光熔覆机构。喷射送粉机构包括喷嘴3，喷嘴3的内部具有喷粉腔道2，喷射送粉机构产生喷粉气流，喷粉气流从喷粉腔道2喷出，喷粉腔道2的末端与叶片基材1的熔池区5相对应。激光熔覆机构内部产生激光束，激光熔覆机构的照射末端与叶片基材1的熔池区5相对应。喷射送粉机构倾斜设置在叶片基材1的熔池区5上方，且喷射送粉机构的倾斜角度与叶片基材1熔池区5的弧形角度相适配。

可通过多自由度数控机械臂精确控制激光熔覆设备，产生高能激光束辐照叶片基材1，使叶片基材1表面迅速熔化，产生熔池区5，喷射送粉机构的下端设置有喷嘴3，喷嘴的倾斜角度与叶片基材1的熔池区5的弧形角度相适配，喷嘴3内部喷射有喷粉气流2，喷粉气流2喷射的末端位于叶片基材1表面的熔池区5。通过喷射送粉机构将单种或混合粉末送入熔池5凝固，以弥补基体所缺少的高性能，同时可以通过粉末送入量和激光扫描速度调整基体熔覆层的厚度。

本实用新型的操作过程：(1)叶片基材加工成型后用夹具固定于激光熔覆设备中；(2)激光熔覆设备射出激光束，沿预设的扫描路线辐照叶片基材；(3)叶片表面迅速熔化、扩展产生熔池区；(4)喷射送粉机构内的金属粉末经喷嘴在气流的带动下进入熔池区熔化；(5)熔池中已经熔化的叶片基材金属液与金属粉末熔化后的金属液均匀混合；(6)随着激光束的移动，后方熔池迅速冷却，形成凝固层、结合层和热影响区；(7)叶片基材表面熔覆一层具有特殊性能的材料。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于高炉煤气余压透平发电机的叶片，包括叶片基材(1)，所述叶片基材(1)被固定在夹紧设备中，其特征在于：所述叶片基材(1)的表面具有熔池区(5)，所述叶片基材(1)表面且位于所述熔池区(5)的后端具有凝固层(6)，所述叶片基材(1)内部且位于所述凝固层(6)的下方具有结合层(7)，所述叶片基材(1)内部且位于所述凝固层(6)和所述结合层(7)的下方具有热影响区(8)。

2.一种用于权利要求1所述的高炉煤气余压透平发电机的叶片的加工装置，其特征在于：包括喷射送粉机构、激光熔覆机构，所述喷射送粉机构与所述激光熔覆机构分别位于所述叶片基材(1)的所述熔池区(5)的上方。

3.根据权利要求2所述的用于高炉煤气余压透平机的叶片的加工装置，其特征在于：所述喷射送粉机构包括喷嘴(3)，所述喷嘴(3)的内部具有供喷粉气流通过的喷粉腔道(2)，所述喷粉腔道(2)的末端与所述叶片基材(1)的所述熔池区(5)相对应。

4.根据权利要求2或3所述的用于高炉煤气余压透平机的叶片的加工装置，其特征在于，所述激光熔覆机构的照射末端与所述叶片基材(1)的所述熔池区(5)相对应。

5.根据权利要求2或3所述的用于高炉煤气余压透平机的叶片的加工装置，其特征在于，所述喷射送粉机构倾斜设置在所述叶片基材(1)的所述熔池区(5)的上方，且所述喷射送粉机构的倾斜角度与所述叶片基材(1)的所述熔池区(5)的弧形角度相适配。