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技术摘要:
本发明涉及一种用于涡轮机的组件(1),该组件包括:‑包括第一叶片(20)的第一转子模块(2);‑连接到第一转子模块(2)并且包括比第一叶片(20)短的第二叶片的第二转子模块(3);以及‑按照至少一个部件沿涡轮机的纵向轴线(X‑X)延伸的阻尼装置(4),其特征在于,阻尼装置(4) 全部
背景技术:
涡轮机转子模块通常包括一个或多个级,每个级包括定心在涡轮机纵向轴线上的 圆盘,该涡轮机纵向轴线对应于转子模块的旋转轴线。圆盘的旋转通常由旋转轴确保,该圆 盘例如借助于转子模块耳轴而被整体地连接到该旋转轴,该旋转轴沿着涡轮机纵向轴线延 伸。叶片安装在圆盘的外周,并围绕纵向轴线以规则的方式周向地分布。每个叶片从圆盘延 伸,并且还包括翼型件、平台、支撑件和根部。根部嵌入到圆盘的为此目的而构造的凹部中, 翼型件被穿过涡轮机的流扫过,并且平台形成流路的内表面的一部分。 转子模块的运行范围是有限的,特别是由于气动弹性现象。现代涡轮机的具有高 的气动载荷和减少的叶片数量的转子模块对这种现象更加敏感。特别是,它们减小了没有 不稳定的运行区域与不稳定区域之间的余地。然而,必须保证在稳定范围和不稳定范围之 间有足够的余地,或者必须证明转子模块能够在不稳定区域内运行,而不会超过其耐久性 极限。这使得可以保证在转子模块的整个使用寿命和涡轮机的整个运行范围内无风险运 行。 在不稳定区域中运行的特征在于流体与结构之间的联接,流体向结构施加能量, 并且结构以其自然模式响应的水平可能超过构成叶片的材料的耐久性极限。这会产生振动 不稳定性,从而加剧转子模块的磨损并缩短其使用寿命。 为了限制这些现象,已知的是实施一种对叶片的动态响应进行阻尼的系统,以保 证无论转子模块的运行点如何,该动态响应都不超过材料的耐久性极限。然而,现有技术的 大多数已知系统专用于对相移为非零并且特征是叶片对空气动力的异步响应的振动模式 进行阻尼。以申请人的名义的文献FR 2 949 142、EP 1 985 810和FR 2 923 557中例如已 描述了这种系统。这些系统均被构造成在平台和每个叶片的根部之间被容纳在由两个接续 的叶片的相应支撑件界定出的凹部中。而且,当两个连续的叶片平台相对于彼此移动时,这 种系统例如通过摩擦耗散振动能量来运行。 然而,这些系统对于阻尼涉及叶片和转子线路(即该转子的旋转轴)的相移为零的 振动模式完全无效。这种模式的特征是转子叶片弯曲,叶片间相移为零,这意味着旋转轴上 的力矩为非零。此外,这是叶片、圆盘和旋转轴之间的联接模式。更准确地,例如由涡轮转子 和压缩机转子之间的反作用力引起的转子模块内的扭转导致叶片相对于将其附接至圆盘 的附接部发生弯曲运动。叶片越长,附接部的柔韧性越大,则这些运动越大。 因此,需要一种用于涡轮机转子的阻尼系统,该阻尼系统使得能够限制由如先前 所述的所有振动模式产生的不稳定性。 4 CN 111615584 A 说 明 书 2/7 页
技术实现要素:
本发明的一个目的是阻尼所有类型的涡轮机转子模块的相移为零的振动模式。 本发明的另一个目的是影响对所有类型的涡轮机转子模块的相移为非零的振动 模式的阻尼。 本发明的另一个目的是提出一种简单且易于实施的阻尼解决方案。 本发明特别是提出了一种涡轮机组件,该涡轮机组件包括: ·第一转子模块,该第一转子模块包括第一叶片, ·第二转子模块,该第二转子模块连接到第一转子模块并且包括长度小于第一叶 片的第二叶片,以及 ·阻尼装置,该阻尼装置按照至少一个部件沿涡轮机纵向轴线延伸, 其特征在于,该阻尼装置是环形的,同时围绕涡轮机纵向轴线周向地延伸,并且该 阻尼装置包括第一径向外表面以及第二径向外表面,该第一径向外表面凭借摩擦力支撑在 第一模块上,并且第二径向外表面凭借摩擦力支撑在第二模块上,以便使模块联接来阻尼 在运行期间它们各自的振动运动。 第一转子模块和第二转子模块之间的机械联接能够增加这两个转子之间的连接 的切向刚度,同时仍然能够使阻尼装置具有一定的轴向和径向柔韧性,以便使组件的不同 元件之间的接触最大化。这样就可以限制与相移为零的振动模式有关的不稳定性,而且还 可以参与对相移为非零的振动模式的阻尼。此外,这种组件的优点在于,无论是在制造期间 还是在维护期间,都可以容易地将该组件整合到现有涡轮机中。实际上,阻尼装置的环形性 质使得能够减小其在两个发动机模块之间的体积。 根据本发明的组件还可以包括以下被单独地采用或结合地采用的特征: -阻尼装置是环形凸片,其横截面的形状为V形,V形的第一分支的一个外表面形成 第一径向外表面,该第一径向外表面凭借摩擦力支撑在第一转子模块上,V形的第二分支的 一个外表面形成第二径向外表面,该第二径向外表面凭借摩擦力支撑在第二转子模块上, -在该组件中: ○第一转子模块包括定心在涡轮机纵向轴线上的圆盘,第一叶片被安装在圆盘的 外周上并且从圆盘的外周延伸,该第一叶片还包括翼型件、平台、支撑件和根部,该根部嵌 入到圆盘的凹部中,并且 ○第二模块包括套圈,该套圈包括朝向第一叶片的平台延伸的周向延伸部, 阻尼装置的第一径向外表面凭借摩擦力支撑在第一叶片的平台的径向内表面上, 阻尼装置的第二径向外表面凭借摩擦力支撑在套圈上, -附接套圈被收缩装配到周向延伸部,阻尼装置的第二径向外表面凭借摩擦力支 撑在附接套圈上, -延伸部带有径向的密封唇部,阻尼装置的第二径向外表面凭借摩擦力支撑在密 封唇部上, -例如通过碳-碳沉积对阻尼装置的支撑表面以及对平台的和径向密封唇部的表 面进行处理,以保证表面的各自的支撑, -阻尼装置包括耗散类型的涂层,该涂层限定出支撑表面, -阻尼装置包括粘弹性类型的涂层, 5 CN 111615584 A 说 明 书 3/7 页 -阻尼装置包括孔,该孔用于减轻阻尼装置的重量, -阻尼装置包括例如为金属类型的插入件,该插入件用于增加阻尼装置的重量, -第一模块是风扇,并且第二模块是压缩机,例如低压压缩机,并且 -阻尼装置被分开,以限定出彼此面对的两个端部。 本发明还涉及一种包括如前所述的组件的涡轮机。 本发明还涉及一种环形的阻尼装置,该环形的阻尼装置围绕涡轮机纵向轴线沿周 向延伸,并且该阻尼装置包括第一径向外表面以及第二径向外表面,该第一径向外表面被 构造成凭借摩擦力支撑在第一转子模块上,并且该第二径向外表面被构造成凭借摩擦力支 撑在如前所述的组件的第二转子模块上,以便使模块联接来阻尼在运行期间它们各自的振 动运动。 最后,本发明涉及一种用于组装如前所述的组件的方法,该方法包括以下步骤: ·将阻尼装置布置在第一转子模块和第二转子模块之间,使得阻尼装置的第一径 向外表面凭借摩擦力支撑在第一模块上,并且使阻尼装置的第二径向外表面凭借摩擦力支 撑在第二模块上,以及 ·将阻尼装置预加载在模块上,以便将模块联接来阻尼在运行期间它们各自的振 动运动。 附图说明 通过阅读以下的详细描述并参照以非限制性示例的方式给出的附图,本发明的其 他特征、目的和优点将显现,在附图中: -图1是根据本发明的组件的示例性实施例的示意性截面图, -图2是承受切向振动的转子模块的正视图,该切向振动的弯曲模式的相移为零, -图3a示意性地示出了涡轮机转子模块的切向运动随所述模块沿涡轮机轴线的位 置的变化, -图3b是两个涡轮机转子模块之间的接口的示意性透视图的放大图,其示出了该 接口相对于所述转子模块的切向运动, -图4示意性地示出了根据本发明的阻尼装置的第一示例性实施例, -图5示意性地示出了根据本发明的阻尼装置的第二示例性实施例的放大图, -图6示意性地示出了根据本发明的组件的另一示例性实施例的一部分,以及 -图7是详细示出根据本发明的组装方法的示例性实施例的流程图。