專利名稱：渦輪機(jī)葉片的減振裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸流式渦輪機(jī)葉片減振裝置，其中，旋轉(zhuǎn)葉片的端部相對(duì)渦輪和殼體的氣流分界壁密封。
在渦輪機(jī)中，旋轉(zhuǎn)葉片被設(shè)計(jì)成能提供無(wú)共振的確定的工作條件場(chǎng)。通過(guò)改變工作條件，例如改變流體工作介質(zhì)的體積流或在確定的閾值范圍內(nèi)的反壓工作方式，葉片將產(chǎn)生隨機(jī)的振動(dòng)。在共振的情況下，這樣的機(jī)械負(fù)載將使葉片出現(xiàn)故障。
為了減少這種振動(dòng)，人們已開發(fā)了各種裝置，在這些裝置中，各葉片相互靠近連接，以此來(lái)減小振動(dòng)。著名的方案是采用，例如阻尼金屬線、阻尼栓、葉片蓋板，以及煅接的帶有銷釘?shù)耐馆?。DE-B-1299004和US-3185411公開以這樣的用于減小葉片振動(dòng)的裝置。其中，所建議的阻尼方式的使用范圍是有限的。用于安裝阻尼金屬線或阻尼栓的鉆孔將影響葉片的強(qiáng)度，并且阻尼金屬線和阻尼栓本身將使流態(tài)的工作介質(zhì)的流動(dòng)特性變壞。
用葉片蓋板來(lái)進(jìn)行減振，由于其蓋板的重量較大，使之產(chǎn)生較高離心力，該離心力是有害的，該蓋板與葉片的頂端彼此靠近連接成一個(gè)整體的環(huán)，其通過(guò)摩擦進(jìn)行減振。由于要求較高的尺寸精確性，這種葉片蓋板的操作和加工，以及帶有蓋板的葉片安裝是費(fèi)時(shí)的及成本高的。
此外，這種減振裝置是基于相鄰葉片的摩擦進(jìn)行減振的，其摩擦由接觸面的磨損實(shí)現(xiàn)，因此，所要求的減振效果受到影響，由此有改進(jìn)的必要。
本發(fā)明的目的提供一種用于上述渦輪機(jī)的葉片減振裝置，其中，葉片的振動(dòng)可被特別有效地及無(wú)磨損地減小。
本發(fā)明的解決方案是，在徑向相對(duì)于葉片端部的渦輪機(jī)殼體的氣流分界壁上設(shè)置一個(gè)由永磁性材料制成的環(huán)，該環(huán)由至少一個(gè)或多個(gè)磁極相同或不相同的分度環(huán)組成，并且在每個(gè)葉片端部上裝有一個(gè)蓋板，該蓋板由導(dǎo)電性好的材料制造。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，各葉片在彼此靠近的摩擦減振裝置上，諸如在蓋板、阻尼金屬線或阻尼栓上不進(jìn)行連接。在所建議的減振裝置中，葉片的振動(dòng)被無(wú)摩擦，因此也就無(wú)磨損地，而且是特別有效地被減小。
本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)在于，獨(dú)立的葉片在渦輪內(nèi)的軸向安裝被簡(jiǎn)化，因?yàn)闆](méi)有相互重疊的葉片減振結(jié)構(gòu)。
特別適合于本發(fā)明的目的解決方案是，當(dāng)葉片蓋板由鋁制造時(shí)，在其材料選擇時(shí)，應(yīng)與比重較小的導(dǎo)電特性的材料結(jié)合。此外，本發(fā)明的離心力與現(xiàn)有蓋板減振裝置中的離心力一樣大。在本發(fā)明中，由于蓋板結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上很小，并且由此使其重量較輕，從而使該離心力被減小。這就意味著，對(duì)于渦輪葉片，僅需要較小的機(jī)械負(fù)載。
在附圖中簡(jiǎn)要地表示了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中

圖1是一葉片端部連同與該葉片端部在徑向上相對(duì)設(shè)置的磁環(huán)的局部縱剖面圖；圖2是沿圖1中II-II剖線的剖面圖。
為了便于理解本發(fā)明，在附圖中僅表示了一些重要的部件。
在附圖中沒(méi)有示出渦輪葉片的根部及葉片在渦輪中的裝配關(guān)系。
在圖1中僅表示了渦輪殼體1的一部分，該部分與渦輪葉片2的葉片端8徑向相對(duì)設(shè)置。與圖2所示的公知超聲葉片形狀一樣，所示的葉片涉及一種渦輪，例如低壓汽輪機(jī)的端部葉片。在未被示出的渦輪機(jī)的渦輪殼體1的所示位置，沿切線方向安裝一個(gè)由永磁性材料制成的環(huán)4。該磁性環(huán)4由多個(gè)分度環(huán)6構(gòu)成，這些分度環(huán)6安裝在一由奧氏體鋼制殼體5內(nèi)，并借助該殼體5使磁性環(huán)4被固定在渦輪殼體1內(nèi)。其中，磁性環(huán)4由相互交替的磁極7a、7b和7c分成三個(gè)分度環(huán)6，由此形成SNS的磁極方式。與磁性環(huán)4在徑向上相對(duì)設(shè)置的渦輪葉片2在其葉片端8有一個(gè)蓋板3，如圖2所示。該蓋板3從徑向視圖上看具有大約為菱形的形狀，其銳角的一邊與渦輪葉片2的旋轉(zhuǎn)方向9平行。各葉片2是可松動(dòng)安裝的，也就是說(shuō)，鄰近葉片2的蓋板3被如此安排，即，它們的切線不重疊并且相互不接觸。
當(dāng)未被示出的渦輪機(jī)以旋轉(zhuǎn)方向9的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，由永磁環(huán)4產(chǎn)生的磁場(chǎng)10對(duì)于葉片蓋板3保持恒定，以使葉片2無(wú)振動(dòng)地轉(zhuǎn)動(dòng)。然而，隨著葉片2的振動(dòng)，在葉片蓋板3上的磁通量也將改變。該隨時(shí)間變化的磁通量在葉片蓋板3內(nèi)將感應(yīng)出渦流電，該電流進(jìn)而產(chǎn)生焦耳氏(Joule′Scher)熱。這樣的能量散逸能減小葉片的振動(dòng)。通過(guò)提高蓋板材料的導(dǎo)電性，可提高焦耳氏(Joule′Scher)熱，以及由此產(chǎn)生的減振效果。
制永磁環(huán)4的優(yōu)選合金是鈷-釤(Co-Sm)合金。
葉片蓋板3用鋁來(lái)制造是有益的，因?yàn)殂U的導(dǎo)電性好并且比重紙。
低比重有利于蓋板3的運(yùn)轉(zhuǎn)，該蓋板3在葉片2上承受離心力。導(dǎo)電性好的鉛有利于旋流電的產(chǎn)生，并且由此有利于振動(dòng)的降低。
顯而易見(jiàn)，本發(fā)明并不僅局限于所示及所描述的實(shí)施例。因此，構(gòu)成磁性環(huán)4的分度環(huán)6的總數(shù)及其磁極7a，7B和7c也可以是其它可以想到的形式，磁性材料也可以是除Co-Sm磁性材料以外的其它材料。
此外，分度環(huán)6也可以通電的環(huán)狀磁心線圈。
根據(jù)本發(fā)明，葉片蓋板3還可以用除鋁以外的其它材料。大比重的鐵磁性金屬及其合金材料也同樣適合于制造蓋板，這種材料的磁特性是突出的，這意味著在蓋板和殼體壁之間的磁間隙可被顯著地減小。因此，通過(guò)提高在蓋板中的磁通量，可有助于振動(dòng)能量的吸收。
顯而易見(jiàn)，本發(fā)明還可以裝配在附加的蒸氣式圍帶束縛的葉輪中。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明1 渦輪機(jī)殼體2 葉片3 葉片蓋板4 由永磁性材料制成的環(huán)5 奧氏體鋼制殼體6 永磁性分度環(huán)7a、c分度環(huán)的S極7b 分度環(huán)的N極
8 葉片端9 在徑向視圖中的渦輪葉片旋轉(zhuǎn)方向10 永磁環(huán)的磁場(chǎng)
權(quán)利要求
1.一種用于減小軸流式渦輪機(jī)葉片振動(dòng)的裝置，其中，旋轉(zhuǎn)葉片(2)的端部(8)相對(duì)渦輪機(jī)殼體(1)的氣流分界壁密封，其特征在于，在徑向相對(duì)于葉片端部(8)的渦輪機(jī)殼體(1)的氣流分界壁上設(shè)置一個(gè)由永磁性材料制成的環(huán)(4)，該環(huán)(4)由至少一個(gè)或多個(gè)磁極(7a，7b)相同或不相同的分度環(huán)(6)組成；在每個(gè)葉片端部(8)上裝有一個(gè)蓋板(3)，該蓋板(3)由導(dǎo)電性好的材料制造。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于永磁環(huán)(4)由三個(gè)磁極方式為NSN或SNS的分度環(huán)(6)組成；該永磁環(huán)(4)由一個(gè)沒(méi)有磁性的殼體(5)所包圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，葉片(2)的相鄰蓋板(3)相互之間不接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，葉片(2)的蓋板(3)由鋁制造。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，葉片(2)的蓋板(3)由鐵磁性材料制造。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置應(yīng)用在具有松動(dòng)安裝葉片(2)的渦輪機(jī)上。
全文摘要
一種用于減小軸流式渦輪機(jī)葉片振動(dòng)的裝置，其中旋轉(zhuǎn)葉片的端部相對(duì)渦輪機(jī)殼體的氣流分界壁密封。在該徑向上其相對(duì)于葉片端部的渦輪機(jī)殼體的氣流分界壁上設(shè)置一個(gè)由永磁性材料制成的環(huán)。該環(huán)由至少一個(gè)或多個(gè)磁級(jí)相同或不相同的分度環(huán)組成。在每個(gè)葉片端部上裝有一個(gè)蓋板，該蓋板由導(dǎo)電性好的材料制成。
文檔編號(hào)F01D5/26GK1140230SQ9610141
公開日1997年1月15日 申請(qǐng)日期1996年2月14日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月17日
發(fā)明者P·厄恩斯特, J·萊納 申請(qǐng)人:Abb研究有限公司