用于修补叶片的系统及方法_2

文档序号:9656278阅读:来源:国知局
[0027]本发明的第十七技术方案是在第十六技术方案中,第二通量集中器定位于叶片的前缘附近,且第三通量集中器定位于叶片的后缘附近。
[0028]本发明的第十八技术方案是在第十七技术方案中,第二通量集中器和第三通量集中器定位于削减面的高度的至少50%处。
[0029]本发明的第十九技术方案是在第十三技术方案中,加热步骤在焊接步骤之前和焊接步骤期间执行。
[0030]本发明的第二十技术方案是在第十九技术方案中,加热步骤还包括:将平台和削减面加热至大约1,650° F到大约1,750° F之间。
【附图说明】
[0031]图1为根据本公开内容的一个实施例的燃气轮机系统的示意图;
图2示出了根据本公开内容的一个实施例的叶片的透视图;
图3示出了根据本公开内容的一个实施例的具有受损区域的叶片的透视图;
图4示出了根据本公开内容的一个实施例的用于修补叶片的系统的透视图。
[0032]图5示出了根据本公开内容的实施例的安装在夹具上的叶片和感应加热线圈的透视图。
[0033]图6示出了根据本公开内容的实施例的叶片、感应加热线圈和通量集中器的截面视图,以及加热期间的磁通量图案。
[0034]图7示出了加热期间的叶片、感应加热线圈和磁通量图案的截面视图。
[0035]图8示出了根据本公开内容的实施例的用于修补叶片的方法的流程图。
[0036]零件清单
10燃气轮机系统 12压缩机 14燃烧器 16涡轮 18轴 30叶片 32主体 34平台 36翼型件 38柄 40根部
41叶片根部凸片 42压力侧 44吸入侧 46前缘 48后缘
52压力侧面 54吸入侧面 56前缘面 58后缘面 62前部 64后部 66顶面
72压力侧削减面 74吸入侧削减面 76前面 78后面 300受损区域 400系统
410感应加热线圈 412部分 420夹具 421底座区段 422背部 423轨道 424根部孔口 431通量集中器 432通量集中器 433通量集中器 500叶片 502受损区域 564平台 572削减面 600磁通量 700磁通量 800方法 810提供步骤 820提供步骤 830加热步骤 840焊接步骤。
【具体实施方式】
[0037]下文将描述本发明的一个或更多个特定方面/实施例。为了提供这些方面/实施例的简要描述,实际的实施方式的所有特征可能未在说明书中描述。应当认识到的是,在任何此类实际实施方式的开发中,如任何工程或设计项目中那样,必须进行许多实施特定的决定来实现开发者的特定目标,如符合机器相关、系统相关和商业相关的约束,这可从一个实施方式到另一个不同。此外,应当认识到的是,这样的开发尝试可能很复杂且耗时,但对于受益于本公开内容的普通技术人员仍是进行设计、制作和制造的常规任务。
[0038]当介绍本发明的各种实施例的元件时,冠词〃 一 〃、〃 一个〃和〃该〃旨在表示存在一个或更多个元件。用语〃包括〃、〃包含〃和〃具有〃旨在为包含性的,且意思是可存在除所列元件之外的附加元件。操作参数和/或环境条件的任何实例并未排除公开的实施例的其它参数/条件。此外,应当理解的是,对本发明的〃一个实施例〃、〃一个方面〃或"实施例"或"方面"的引用不旨在理解为排除也结合所述特征的附加实施例或方面的存在。用语〃喷嘴〃、〃动叶〃和〃叶片〃将可互换地使用,且本发明可应用于任何涡轮机喷嘴、动叶或叶片,如,在压缩机或燃气轮机或汽轮机中。
[0039]图1为燃气轮机系统10的示意图。系统10可包括压缩机12、燃烧器14和涡轮
16。压缩机12和涡轮16可由轴18联接。轴18可为单个轴,或联接在一起来形成轴18的多个轴节段。涡轮16可包括多个涡轮级。例如,在一个实施例中,涡轮16可具有三级。涡轮16的第一级可包括多个沿周向间隔开的喷嘴和动叶。喷嘴可围绕轴18设置且沿轴向固定。动叶可围绕轴沿周向设置且联接到轴18上。涡轮16的第二级可包括多个沿周向间隔开的喷嘴和动叶。喷嘴可围绕轴18设置且沿轴向固定。动叶可围绕轴18沿周向设置且联接到轴18上。涡轮级16的第三级可包括多个沿周向间隔开的喷嘴和动叶。喷嘴可围绕轴18设置且沿轴向固定。动叶可围绕轴18沿周向设置且联接到轴18上。涡轮16的各种级可至少部分地设置在涡轮16中,处于且可至少部分地限定热气体通路(未示出)。应当理解的是,涡轮16不限于三级,而是任何数目的级都在本公开内容的范围和精神内。类似地,压缩机12可包括多个压缩机级(未示出)。各个压缩机12级均可包括多个沿周向间隔开的喷嘴和动叶。
[0040]图2示出了根据本公开内容的一个实施例的叶片的透视图。涡轮16和/或压缩机12中的一个或更多个叶片可包括叶片30。叶片30可包括主体32和平台34。主体32通常包括翼型件36和柄38。翼型件36可沿径向定位在柄38外。柄38可包括根部40,其可附接到涡轮系统10中的转子轮(未示出)上,以便于叶片30的旋转。
[0041]大体上,主体32具有外表面。在主体32包括翼型件36和柄38的实施例中,例如,限定翼型件36的外表面的部分可具有大体上空气动力轮廓。例如,翼型件36可具有外表面,其限定压力侧42和吸入侧44,其分别在前缘46与后缘48之间延伸。此外,柄38的外表面的部分可包括压力侧面52、吸入侧面54、前缘面56和后缘面58。
[0042]如所示,平台34可大体上包绕主体32。典型的平台可定位在翼型件36与主体32的柄38之间的交点或过渡部分处,且在大体上轴向和切向的方向上向外延伸。然而,应当理解的是,根据本公开内容的平台可具有关于叶片30的主体32的任何适合的位置。
[0043]根据本公开内容的平台34可包括前部62和后部64。前部62为定位成邻近翼型件36的前缘46和柄38的前缘56的平台34的部分,而后部64为定位成邻近翼型件36的后缘48和柄36的后缘58的平台34的部分。前部62和后部64还可限定平台34的顶面66,其可如图所示大体上包绕翼型件36。此外,周缘可包绕前部62、后部64和顶面66。周缘可包括压力侧削减面72和吸入侧削减面74,前部62和后部64中的各个可在其间延伸。周缘还可包括可限定前部62的周缘的前面76,以及可限定后部64的周缘的后面78。
[0044]图3示出了根据本公开内容的一个实施例的具有受损区域300的叶片的透视图。受损区域300可在涡轮的操作期间由腐蚀或任何其它非期望的事件引起。受损区域300跨越后平台64的一部分和压力侧削减面72。然而,该受损的区域可在沿平台和削减面的任何位置发生,或也在叶片的其它部分上发生。如可看到的那样,平台34和削减面72的一部分失去。该凹度(或受损区域300)将需要修补。焊接新材料来构成表面支持是优选方法。然而,如前文提到的那样,已知的感应线圈在焊接期间妨碍削减面和平台的观察。该被妨碍的观察导致较差的焊接质量,因为焊接技术人员看不到平台和削减面的相关部分。
[0045]图4示出了根据本公开内容的一个实施例的系统400的透视图。系统400包括感应加热线圈410,其构造成用于加热叶片的平台64和削减面72区域。感应加热线圈可安装在具有背部422和根部孔口 424的夹具420上。在使用中,叶片30由抵靠在孔口 424中的叶片根部凸片41支承,削减面〃钩在〃感应加热线圈410的一部分412上,且翼型件36可抵靠背部422。如下文将示出那样,感应加热线圈410、412在平台64下方延伸,且邻近削减面72来向叶片的平台和削减面提供大致均匀的局部加热。感应加热线圈410的该构造允许平台64在焊接操作期间可见。三个(或四个)接触点(S卩,孔口 424、部分412和背部422)在焊接操作期间使叶片30稳定。稳定的叶片和可见修补区域导致焊接操作期间的良好修补。
[0046]夹具420可包括可滑动地安装到一对轨道423上的底座区段421。该构造允许底座区段421和背部422移动来容纳不同尺寸的叶片。例如,对于较小的叶片,底座区段421和背部422可向下滑动(或接近线圈410),或对于较大叶片相反,底座区段421和背部422可向上滑动(或
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