SE445659B - Anordning for forbindning av med varandra rotationssymmetriskt samordnade byggdelar for stromningsmaskiner - Google Patents

Description

8008937-8 2 En ytterligare olägenhet med det nämnda förslaget härleder sig frän kolvringens otillfredsställande tätningsverkan. Folvringen är nämligen ej i ständ att på ett tillfredsställande sätt utjämna framställnings- taleransskillnader, sä att eventuellt mellan kolvringens yttre periferi- yta och de angränsande väggavsnittspartierna hos den andra byggdelen spalter av olika storlek kan bildas, genom vilka läckluftmängder kan passera, vilka sedan eventuellt går förlorade för en turbinkylningspro- cess eller liknande.

Ej heller med avseende pä kompensationen av vid driften uppträdande oli- ka termiska belastningar och formändringar av de respektive båda bygg- delarna har det nämnda förslaget medfört något tillfredsställande re- saltat.

Till grund fär uppfinningen ligger uppgiften att undanröja de vid nämnda förslag uppträdande svårigheterna resp. olägenheterna och för- delaktigt vidareutveckla anordníngen av det inledningsvis nämnda slaget gentemot vad som är känt i synnerhet i det avseendet, att det vid re- lativt enkel montering och demontering av de byggdelar, som skall före- nas med varandra, samtidigt blir möjligt med optimala tätningsfärhållan- den; närmare bestämt även med hänsyn till olika termiska belastningar hos de respektive båda byggdelarna.

För lösning av denna uppgift kännetecknas uppfinningen av sär- dnagen i patentkravet 1.

Fördelaktiga utformningar av uppfinningsföremålet framgår av patentkraven 1-12.

Uppfinningen kommer i det följande att förklaras ytterligare med led- ning.av exempel och under hänvisning till ritningarna, där fig.1 visor en som axialshitt framställd byggdelsfärbindning för en ringformad led- ning i en färsta utfäringsform, fíg.2 visar en byggdelsförbindning fär 8008937-8 'å en av två hölfter fastskruvbar ringformad ledning i en andra Utförings- form, fig.3 visar en som axialsnitt framställd, av en ytterligare bygg- delsförbíndning framställd ledskovelupphöngning hos turbinen i en gas- turbínmotor, fíg.4 visar detaljer av bajonettlåsmedel enligt riktningen B i fíg.3 och fig.5 visar en som axialsnitt framställd byggdelsför- bindning för en ringformad ledning i en tredje utföringsfarm.

Fig,l visar en anordning för förbindning av med varandra rotationssym- metriskt samordnade, för olika termíska inflytande utsatta byggdelor 1,? för en gasturbinmotor. Till följd av den aktuella byggdelsförening- en skall en sig koaxialt med den beträffande motoraxeln ströckande luft- ledande kanal 3 bildas, som ör tötande gentemot den lokala omgivningen resa. gentemot andra av maskinstrukturen givna och i denna indragna mellanrum U.

Ett radialt gående vöggavsnítt 4 av den första byggdelen 1 ör utformat som integral fjöderring, som - axialt förspönd - med en avrundad be- röringsyta 5 bringas att tötande anligga mot ett radialt gående vöggav- snitt 6 hos den andra byggdelen 2. Den andra byggdelen 2 hör exempelvis till gasturbinmotarns yttre turbinhus.

Det övriga vöggavsnittet av den första byggdelen 1 korresponderar via en sig koaxialt med matoraxeln ströckande spår-fjöder-förbindning 8, som garanterar en i rummet begränsad radial- och axial-rörlig upphöngning, med det övriga vöggavsnittet 9 av den andra byggdelen 2; i övrigt skall hörvid en ej ytterligare visad börande samt som vridsökerhet i perife- ririktningen verkande centreringsförbindning vara anordnad mellan det vardera ena vöggavsnittet 4,5 eller med de vardera övriga med varandra korresponderande vöggavsnitten 7,9 av de båda byggdelarna 1,2.

För att stödja den tötande fjëderverkan genom vöggavsnittet 4 är det härvid fördelaktigt, om det i den av båda byggdelarna 1,2 bildade luftledande kanalen 3 rådande lufttrycket vid drift av motorn konstant ör högre än det utanför luftledande kanalen 3 direkt bakom vöggavsnit- tet 4 i mellanrummet U rådande luft- eller gastrycket. 15i 8008957-8 Med hänsyn till relativt stora framställningstoleranser är det absolut lämpligt, om den av de båda byggdelarna 1,2 bildade luftledande kanal- en-3 under mellankoppling av tätningar, t.ex. här en tätningsring 10 mellan de med varandra korrespanderande vöggavsnitten 7,9, ör tätad utåt gentemot den lokala omgivningen U.

Enligt»figi1 kan vidare den första och den andra byggdelen 1,2 bajonett- .låsartat fixeras till varandra resp. förbíndas sinsemellan.

För detta ändamål uppvisar det respektive ena ej fjädrande utformade väggavsnittet 7 av den första byggdelen 1 ett av sidobelägna börskulder- partier a,b omgivande períferíspår 11, i vilket det ena radíalt utskju- tande väggavsnittet 9 av den andra byggdelen 2 åtminstone delvis in- skjuter. För den bajonettlåsartade förbindningen uppvisar vöggavsnit- 12.

Mededesso ursparingar 12 är med motsvarande anpassad periferidelning för- tet-9 företrädesvis över dess omfång jämnt fördelade ursparingar sedda kuggliknande avsatser 13 hos det inre bärskulderpartíet a i vägg- avsnittet 7 samordnade på sådant sätt, att den första byggdelen 1 för monteringen med de kuggliknande avsatserna 13 kan skjutas genom urspare íngarna 12 och härefter vridas så långt i perifeririktningen, att den är säkrad mot äterfjädring på väggavsnittet 9, genom att de kuggliknande avsatserna 13 kommer att ligga mot de mellan ursparingarna 12 belägna materialpartierna av väggavsnittet 9.

Med användning av samma hänvísningsbeteckningar för i huvudsak oföränd- rade byggdelar avviker fig.2 från fig.1 i huvudsak såtillvida, att Iuftledande kanalen 3, som här skall bildas av de båda byggdelarna 1 och 2, skall sammansättas av två med varandra för förbindning avsedda halvríngartade hölfter. En förbindningsfläns härför betecknas med 14.

En bärande och samtidigt centrerande och en períferisäkring möjliggöran- de förbíndníng 15 befinner sig mellan det vänstra bärskulderpartiet b i 8008937-8 vöggavsnittet 7 och det härmed korresponderande vöggavsníttet 9 i den andra byggdelen 2. Genom att det fjädrande vöggavsnittet 4 pressas till- baka medelst en lämplig anordning, kan den aktuella hälften hos en första byggdel 1 på relativt enkelt sött uppifrån under samtidig cen- trering sättas på vüggavsnittet 9 av byggdelen 2.

För överbryggníng och tätning av de periferisidiga stötstöllena kan de beträffande hölfterna av vöggavsnitten 4 tötas medelst på dessa ställen i varandra ingripande plåtremsor.

Enligt fig.3 består den första byggdelen av två medelst en flönsartad, löstagbar förbindníng 16 sammanfogbara turbinstatordelar 17, 18. Dör- vid är den ena, 17, försedd med det fjädrande utformade vöggavsníttet 4 och den andra, 18, med det övriga, en del av bajonettlåsmedlen innehål- lande väggavsníttet 7. Över den flünsartade förbindningen 16 är vägg- avsnittet 7 vridbart i periferíriktningen och i anpassning till bajonett- låskugg- och ursparingsdelníngen vid den andra statordelen 17 fixerbart i olika periferipositíoner.

Som vidare framgår av fig.4, uppvisar vöggavsnittet 7 en rad líkformígt i perifeririktningen i förhållande till varandra i sicksack anordnade kuggliknande avsatser,19, med vilka det i en första fixerposition vid statordelen 17 uskjutes genom ursparíngar 20 i ett vid ett fotsidigt vöggavsnítt 21 hos den andra, här i övrigt som i sig sluten turbinled- skovelkrans 22 utformad byggdel, närmare bestämt mot fjöderverkan av det axíalt förspönda vöggavsnittet 4 i statorbyggdelen 17. Direkt efter den beskrivna ínskjutníngsproceduren löses flönskopplingen och stator- byggdelen 18 vrids så långt i perifeririktningen, att de kuggliknande av- satserna 19 pressas mot de kuggflankliknande partierna 19' i vöggav- snittet 21 under inverkan av vöggavsnittets 4 fjöderförspönningskraft.

I detta períferilöge fixeras statorbyggdelen 18 på nytt via flönskopp- lingen. 8008957-8 Centreríngen 13 möjliggör i övrigt en okomplicerad snabb förankring av turbínledskovelkransen 22 vid statorbyggdelen 17. Med position 21 betecknas vidare en tätningsring mellan väggavsnittet 21 och väggav- snittets 7 yttre bärskulderparti b.

Via en yttre ringkanal 25, som bildas mellan de yttre huspartíerna och den yttre skoveltäckbandutformningen 26, kan tillförd kylluft trans- porteras i pilriktningen F genom hålrummen resp. kylkanalerna hos led- skovlarna 27'in i ríngkanalen 3. På ej vidare åskådliggjort sätt kan den- na kylluft föras ut ur ringkanalen 3 via öppningar för ytterligare kylöndamål resp. för spörrluftändamål.

Med.användning av samma hänvísningsbeteckningar för gentemot fig.1 och 2 ej nämnvärt ändrade byggdelar är vid utföringsexemplet enligt figs5 för den samtidigt centrerande förbindningen 28, som garanterar vridsäkerhet i perifeririktningen samt en i rummet begränsad radial- och axialrörlig upphöngning, anordnat ett periferispår 29 vid den ytt- re änden av det övriga, ej fjädrande utformade väggavsnittet 7 av den första byggdelen ï, i vilket änden av det radialt utskjutande vägg- avsníttet 9 av den andra byggdelen 2 inskjuter uppifrån._Därvid är den, períferispåret 29 omgivande ena bärskuldran 30 vid väggavsnittet 7 försedd med företrädesvis likformígt över dess periferí fördelade ursparingar 31, i vilka ínskjuter i axial riktning avvinklade änddelar av väggavsnittet 3.

I den materialsidigt utvidgade änddelen av det fjädrande väggavsnittet 4 enligt fíg.5 befinner sig vidare en tötníngsring 32 för anlíggning mot den motsvarande däremot vända beröringsytan hos vöggavsnittet 6.

I föreliggande fall är sålunda vöggavsnittet 4 avlastat av centrering- en och kan följaktligen utföras smalt. Dessutom gynnas härigenom tät- ningsprocessen. Via rörstutsar 33 resp. 34 föres tryckluft till luft- 8008937-8 styrkanalen resp. bortledes åter från denna, Som framgår av fig.2, skulle de metalliska beröringsytorna 5 och 7' hos vöggavsnitten 4 och 7 kunna framställas mycket exakt. Under beaktan- de av framstöllningstoleranser löngs vüggavsnittens 6,9 ytor 6',9' kan det sålunda vara helt lämpligt, att av de vid driften med varandra kor- responderande beröringsytarna av vöggavsnítten 6,4 resp. 9,7 åtminstone de med 6',9' betecknade hos en byggdel 2 är försedda med inkörningsbe- läggningar. För driften väntar man sig hör, att beröringsytorna 5, 7' inarbetos olika djupt i de på ytorna 6',9' befintliga inkörningsbelögg- ningarna för att på så sött utjämna eventuella toleranshopp.

Inkörningsbelöggningar kan genom plasmasprutning påföras de metalliska ytorna och i huvudsak bestå av tre komponenter, nämligen Ni-Cr-järn, bornitrid och aluminium (skikttjocklek ca 1 mm, temperaturinsatsområde upp till ca 800 OC).

Vidare kan av i drift med varandra korresponderande beröríngsytor av de motsvarande vöggavsnittspartierna åtminstone ytorna av den ena av de båda byggdelarna förses med slitskyddsskikt, som skulle kunna påföras genom termiska sprut- och galvaniska förfaranden.

Som termiskt sprutförfarande skulle plasmasprut- eller flamchocksprut- förfarandet användas, varvid vid plasmasprutningen t.ex. kromkarbid- inböddningspulver (Cr3C2) skall anbringas på de deltagande friktions- ytorna, däremot skall vid flamchocksprutningen t.ex. wolfram-kobolt- belöggningar anbringas på friktions- resp. beröringsytorna.

För bromkarbid-inböddningspulvret skulle en skikttjocklek av ca 0,3 mm samt ett temperaturinsatsområde upp till co 800°C vara grundläggande.

De nämnda wolFram~karbad-kabolt-belöggningarna kan påföras med en 8008937-8 skíkftjocklek av 0,07 till 0,1 mm, varvid hör en maximal insafstempe- ratur upp till ca 55000 kan vara grundläggande.

På förutnömnda galvaníska vägar kan exempelvis nickel, krom eller silver som slífskyddsskikt anbringas på fríkfions- resp. beröríngsytor.

De nämnda slítskyddsskikfen skall framför allt endast komma fill använd- ning, när framställníngstolerunserna mellan de för förening avsedda .hyggdelgxna skall beräknas relativt små. I annat fall skulle en tätf ning med tötníngssnöre ges företräde.

Claims (12)

1. 9 8008937-8 P A T E N T K R A V l. Anordning för förbindning av med varandra rotations- symmetriskt samordnade, för olika termisk påverkan utsatta byggdelar (1,2) för strömningsmaskiner, i synnerhet gasturbín- motorer, vid vilken byggdelarna är rotationssymmetriskt centre- rade relativt varandra och tillsammans med axiellt på avstånd från varandra liggande och radíellt inåt respektive utåt gående första och andra väggavsnitt (H,6; 7,9) är inrättade att om- sluta en med maskinens strömningsaxel koaxiell och relativt omgivningen avtätad luftledande kanal (3), varvid det ena första.väggavsnittet (H) är inrättat att fjädrande utåt tryckas mot det andra, första väggavsnittet (6) och varvid de nämnda andra väggavsnitten (7,9) rörligt i radiell och axiell riktning íngriper med varandra via en spår-fjäderförbindning (B), k ä n n e t e c k n a d därav, att ett första vägg~ avsnitt (H) bildar en axiellt mot det andra första väggavsnittet (6) självfjädrande, integrerande del av den ena byggdelen (1) och att byggdelarna (1,2) är centrerade på nämnda första eller andra väggavsnitt (4,6, 7,9).

2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att det i den luftledande kanalen (3) rådande luftrycket vid strömningsmaskinens drift konstant är högre än det utanför kanalen (3) direkt framför respektive bakom det axiellt fjädrande väggavsnittet (H) rådande luft- eller gastrycket.

3. Anordning enligt krav l och 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att den av de båda byggdelarna (1,2) bildade luftledande kanalen (3) under mellankoppling av tätningar, t.ex. tätnings~ ringar (10) mellan de varandra samverkande ena och/eller andra väggavsnitten (7,9) utåt är tätad gentemot omgivningen. 8008957-8 'U M..

4. Anordning enligt krav l, 2 och 3, k ä n n e t e c k - n a d därav, att för en samtidigt centrerande och vridsäker- heten i perifeririktningen samt en begränsad radial- och axialrörlig upphängning åstadkommande förbindning (28) är anordnat ett períferispår (29) vid den yttre änden av det icke fjädrande väggavsnittet (7) hos den första byggdelen (1), i vilket änden av det andra radialt utskjutande andra vägg- avsnittet (9) hos den andra byggdelen (2) inskjuter uppifrån, varvid den periferispâret (29) omgivande ena bärskuldran (30) vid det andra väggavsnittet (7) på den första byggdelen (1) är försett med företrädesvis över dess periferi jämnt fördelade ursparingar (31), i vilka i axial riktning avvínklade änddelar av det andra till den andra byggdelen (2) hörande väggavsnittet (9) ínskjuter.

5. Anordning enligt krav 1-H, k ä n n e t e c k n a d därav, att den första (1) och den andra byggdelen (2) bajonett- låsartat kan fixeras vid varandra respektive förbindas sins- emellan.

6. 5. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att det ena ej fjädrande utformade väggavsnittet (7) av den första byggdelen (1) uppvisar ett av sidobelägna bärskulder- partier (a,b) omgivet periferispâr (11), i vilket det radialt utskjutande andra väggavsnittet (9) hos den andra byggdelen (2) åtminstone delvis inskjuter, varvid det sistnämnda vägg- _avsnittet (9) är försett med företrädesvis över sin periferi _jämnt fördelat anordnade ursparingar (12), med vilka med mot- svarande periferidelning försedda kuggliknande avsatser (13) hos det inre bärskulderpartiet (a) hos det ej fjädrande andra väggavsnittet (7) är samordnade på sådant sätt, att den första byggdelen (1) för montering med de kuggliknande avsatserna (13) skjutits genom ursparingarna och härefter medelst vridning 5 perifeririktningen säkrats mot återfjädring på det med ur- sparingarna försedda andra väggavsnittet (9).

7. Anordning enligt krav 5 och 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att den första byggdelen består av två medelst en _ --~ ---- - 1* 8008937-8 flänsartad, löstagbar förbindning (16) sammanfogbara stator- delar (l7,l8), av vilka den ena (17) är försedd med det fjäd- rande utformade första väggavsnittet (H), den andra (18) det med det andra första, en del av bajonettlåsmedlen inne- hållande väggavsnittet (7), som via den flänsartade förbind- ningen är vridbar i perifeririktningen och i anpassning till bajonettlåskugg- och ursparingsdelningen vid den andra stator- delen (17) är fixerbar i olika periferipositioner.

8. Anordning enligt något eller flera av kraven l~7, k ä n n e t e c k n a d därav, att den andra byggdelen (2) är beståndsdel i strömningsmaskinens resn. gasturbinmotorns turbinhus.

9. Anordning enligt något eller flera av kraven l-8, k ä n n e t e c k n a d därav, att den andra byggdelen är beståndsdel i ett i sig slutet utformat, koaxialt med ström- ningsmaskinaxeln anordnat turbinledgaller (22), vars i drift medelst kompressorluft kylda skovelhålrum respektive kylkanaler står i förbindelse med den av de båda byggdelarna sammansatta luftstyrkanalen (3).

10. Anordning enligt något eller flera av kraven l-9, k ä n n e t e c k n a d därav, att av de i drift med varandra korresponderande beröringsytorna av väggavsnitten (6,U,9,7) åtminstone ytorna (5,9) hos den ena och den andra byggdelen (1,2) är försedda med inloppsbeläggningar.

11. ll. Anordning enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d därav, att inloppsbeläggningarna är genom plasmasprutning páförda de metalliska ytorna och i huvudsak består av tre komponenter, nämligen N-Cr~järn, bornitrid och aluminium.

12. Anordning enligt något eller flera av kraven l-ll, k ä n n e t e c k n a d därav, att av i drift med varandra soos937-s Q samverkande beröringsytor hos de motsvarande väggavsnítts- partierna åtminstone ytorna hos en av de båda byggdelarna är för- sedda medtermiskt sprutade eller genom galvanískt förfarande påförda slitskyddsskíkt.