专利名称：用于改进涡轮壳体的系统、方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及涡轮，并且更具体地涉及改进涡轮壳体。
背景技术：
叶片或〃动叶〃在涡轮中用于能量的转化。动叶通常通过一端附接到转子上，而相对端几乎延伸至与涡轮相关联的周向壳体。通常使动叶端与壳体之间的间隙尽可能小，以便最小化叶片端周围的流动。在涡轮的操作期间，可出现某些状况，这些状况可导致叶片端刮擦壳体并损坏壳体表面，并且因此，有时要求修理。一般惯例是使用修补(patch)环节段或垫片以修理损坏的涡轮壳体。这种材料可附接到壳体的内径上以修理损坏的壳体表面。可利用螺钉固连修补环节段，但总是存在移位的螺钉可落入流动路径中并且损坏其它构件的风险。
发明内容
可通过本发明的某些实施例以解决上述需求中的一些或全部。本发明的某些实施例可包括用于改进涡轮壳体的系统、方法及设备。根据本发明的示例性实施例，提供了一种用于改进涡轮壳体的方法。该方法可包括将一个或多个壳体止动销开孔设置在涡轮壳体中；将止动销插入一个或多个壳体止动销开孔中；提供一个或多个修补环节段，修补环节段构造成由涡轮壳体的至少一部分径向约束，且还构造成与涡轮壳体的至少一部分协作以周向滑动，其中一个或多个修补环节段包括至少一个止动销锁定开孔；将一个或多个修补环节段安装在涡轮壳体中，以径向约束该一个或多个修补环节段；以及将止动销接合在至少一个止动销锁定开孔中以将一个或多个修补环节段周向约束至涡轮壳体。根据本发明的另一示例性实施例，提供了一种系统。该系统可包括燃气涡轮，燃气涡轮可包括流动路径级(stage)壳体。该系统可包括用于修理壳体的组件。该组件可包括在壳体中的一个或多个壳体止动销开孔；一个或多个壳体止动销开孔中的止动销；一个或多个修补环节段，修补环节段构造成由壳体的至少一部分径向约束，且还构造成在组装或拆卸期间与涡轮壳体的至少一部分协作以周向滑动，其中一个或多个修补环节段包括至少一个止动销锁定开孔，并且其中止动销与至少一个止动销锁定开孔接合以将一个或多个修补环节段周向约束至壳体。根据本发明的另一示例性实施例，提供了一种设备。该设备可包括用于修理与燃气涡轮流动路径级相关联的壳体的组件。该组件可包括在壳体中的一个或多个壳体止动销开孔；一个或多个壳体止动销开孔中的止动销；以及一个或多个修补环节段，修补环节段构造成由壳体的至少一部分径向约束，且还构造成在组装或拆卸期间与涡轮壳体的至少一部分协作以周向滑动，其中一个或多个修补环节段包括至少一个止动销锁定开孔，并且其中止动销与至少一个止动销锁定开孔接合以将一个或多个修补环节段周向约束至壳体。本发明的其它实施例、特征和方面将在本文中详细描述且被认为是主张权利的本发明的一部分。参照以下详细描述、附图和权利要求可理解其它实施例、特征和方面。
现在将对附图进行参照，附图不必按比例绘制，且在附图中
图I为根据本发明的示例性实施例的说明性涡轮的示图。图2为根据本发明的示例性实施例的涡轮的说明性流动路径级的示图。图3为根据本发明的示例性实施例的说明性修补环的透视图。图4为根据本发明的示例性实施例的说明性修补环组件的示图。 图5为根据本发明的示例性实施例的带有接合的止动销的说明性修补环组件的示图。图6为根据本发明的示例性实施例的带有销缩回(retraction)工具的说明性修
补环组件的示图。图7为根据本发明的示例性实施例的示例性方法的流程图。部件列表 100涡轮
102流动路径截面
104损坏的流动路径级
200流动路径级的近视图
202n+1级流动路径
204η级流动路径
300组件等视图
302修补环
304止动销
306止动销锁定开孔
308引导槽口
400解锁组件
402修补环
404壳体
406缩回的止动销
408压缩弹簧
410止动销锁定开孔
412止动销缩回开孔
414止动销开孔
500接合的组件
506接合的止动销
508延伸的弹簧
510止动销锁定开孔
512止动销缩回开孔
600带有受力缩回锁定销的组件602缩回工具 606受力缩回止动销 700方法 702-712 框。
具体实施例方式下文将参照附图以更为完整地描述本发明的实施例，在附图中示出了本发明的实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式具体化，且不应当解释为受限于本文所阐明的实施例；相反，这些实施例提供成以便本公开内容将为详尽且完备的，且将向本领域技术人员完整地传达本发明的范围。在全文中相似的数字表示相似的元件。本发明的某些示例性实施例可使得能够将修补环节段附接和固连至涡轮壳体。根据某些示例性实施例，当壳体上的流动路径由于转子叶片的摩擦或失效而损坏时，可利用修补环修理燃气涡轮壳体。根据示例性实施例，可在损坏的流动路径上产生凹槽或槽口，且 修补环可滑入凹槽或槽口中以将壳体构建回所期望的壳体尺寸。从实用观点看，当修补环仅由几个节段构成时，可能很难使修补环滑动至壳体凹槽或槽口内。因此，根据本发明的示例性实施例，为了使组装简便，可以将修补环制成为6至12个节段。在组装之后，修补环节段可不必为壳体的一体的部分，且可将各个修补环节段之间的间隙设计成解决在燃气涡轮操作期间的热增长，和/或最小化由于各个节段中的热增长而发展出的应力。根据示例性实施例，可通过本发明的实施例将修补环节段独立地固连至壳体上。这可出于至少两个原因而为重要的(I)在没有固连修补环节段以避免周向移动的情况下，节段间隙可累积而形成较大的间隙，且可形成空气动力问题，以及(2)如果仪表线或探针行进通过修补环，且如果修补环移动，则探针可弯曲，或可由于修补环与壳体的相对移动而剪切。根据本发明的示例性实施例，现在将参照附图以描述用于将修补环节段附接和固连至涡轮壳体上的各种组件和部件。根据示例性实施例，装有弹簧的销可处于壳体中的开孔中，且可接合在修补环节段中的锁定开孔中以约束修补环，同时避免了落入流动路径中的风险。图I绘出了带有流动路径102的涡轮100。流动路径可包括附接到转子上的动叶或叶片。流动路径102可由壳体包绕。流动路径102可包括可应用本发明的实施例的一个或多个节段104。图2绘出了示出流动路径级的涡轮壳体200的近视图。涡轮壳体可包括多个流动路径级接口。例如，η级流动路径接口 204和/或n+1级流动路径接口 202可为损坏的，且
可需要修理。图3绘出了根据本发明的示例性实施例的说明性修补环组件300的透视图。在示例性实施例中，修补环组件300可包括修补环区段302、止动销304、止动销锁定开孔306和可选的引导槽口 308。根据示例性实施例，可改进涡轮壳体以接纳修补环302的区段。在示例性实施例中，可将〃τ〃形通道周向地加工在涡轮壳体内。在修补环区段上的对应的〃τ〃形加工的或附接的突起可滑入壳体通道内，以提供修补环区段抵靠壳体的径向约束，同时允许修补环区段滑动就位。根据示例性实施例，可利用止动销304沿周向或轴向约束修补环区段。根据示例性实施例，止动销304可具有倒角，并且修补环302可在其顶部上具有引导槽口 308或凹槽，以便可将销304引导到止动销锁定开孔306内。根据本发明的示例性实施例，图4绘出了处于解锁位置的组件400的另一视图。组件400可包括修补环节段402、润轮壳体404的一部分、止动销406 (示为缩回到壳体止动销开孔414中)、压缩弹簧408和止动销锁定开孔410。在示例性实施例中，止动销406可处于壳体404内的开孔414中，且可用弹簧408加载，以便在壳体止动销开孔414与止动销锁定开孔410对准时，止动销406可接合在修补环节段402内的止动销锁定开孔410中。图5绘出了处于锁定位置的组件500的另一视图。根据本发明的示例性实施例，修补环节段(如图4的402)可定位成以便止动销506可与止动销锁定开孔510接合。根据示例性实施例，弹簧508可提供压力以将止动销506保持在锁定开孔510内。在示例性实施例中，当止动销506接合在锁定开孔510时，可阻止修补环节段周向旋转。
根据本发明的示例性实施例，图6绘出了示出缩回的止动销606的组件600的另一视图。例如，缩回工具602可用于将止动销606推回到壳体开孔中，以便缩回工具可清除修补环节段，且可使修补环节段重新定位或移除。在示例性实施例中，止动销缩回开孔(如图5中的512)可具有比止动销606外径更小的开孔直径。现在将参照图7的流程图以描述用于改进涡轮壳体的示例性方法700。方法700在框702中开始，且包括将一个或多个壳体止动销开孔设置在涡轮壳体中。在框704中，方法700包括将止动销插入一个或多个壳体止动销开孔中。在框706中，方法700包括提供一个或多个修补环节段，修补环节段构造成由涡轮壳体的至少一部分径向约束，且还构造成与涡轮壳体的至少一部分协作以周向滑动，其中该一个或多个修补环节段包括至少一个止动销锁定开孔。在框708中，方法700包括将一个或多个修补环节段安装在涡轮壳体中，以便径向约束该一个或多个修补环节段。在框710中，方法700包括使止动销接合在至少一个止动销锁定开孔中，以便将一个或多个修补环节段周向约束至涡轮壳体。方法700在框710后结束。在示例性实施例中，使止动销(304)接合在至少一个止动销锁定开孔(510)中包括将止动销(304)的至少一部分接合在一个或多个壳体止动销开孔(414)中的至少一个中，且当一个或多个壳体止动销开孔(414)与至少一个止动销锁定开孔(510)周向对准时，还使止动销(304)的至少一部分接合在至少一个止动销锁定开孔(510)中。示例性实施例包括将弹簧(408)插入一个或多个壳体止动销开孔(414)中，其中弹簧(408)提供力，其用于使止动销(304)接合在至少一个止动销锁定开孔(410)中。根据示例性实施例，将一个或多个壳体止动销开孔(414)设置在涡轮壳体(404)中包括将一个或多个径向开孔设置在涡轮壳体(404)中。在示例性实施例中，将一个或多个修补环节段(402)安装在涡轮壳体(404)中包括将一个或多个修补环节段(402)安装在与涡轮相关联的流动路径级(204)中。在示例性实施例中，提供一个或多个修补环节段(402)还包括将引导槽口(308)设置在一个或多个修补环节段(402)中，用于将止动销(304)引导到至少一个止动销锁定开孔(410)中。根据示例性实施例，提供一个或多个修补环节段(402)还包括提供用于使止动销(304)从至少一个止动销锁定开孔(410)脱离的止动销缩回开孔(512)，其中止动销缩回开孔(512)包括小于止动销(304)的直径的直径。
本发明的示例性实施例包括系统和设备。该系统可包括燃气涡轮(100)，燃气涡轮(100)包括流动路径级壳体(404)。该系统和设备可包括用于修理壳体(404)的组件。该组件可包括在壳体(404)中的一个或多个壳体止动销开孔(414);在一个或多个壳体止动销开孔(414)中的止动销(304)个或多个修补环节段(402)，其构造成由壳体(404)的至少一部分径向约束，且还构造成在组装或拆卸期间与涡轮壳体(404)的至少一部分协作以周向滑动，其中一个或多个修补环节段包括至少一个止动销锁定开孔(510)，并且其中止动销(304)与至少一个止动销锁定开孔(510)接合以将一个或多个修补环节段(402)周向约束至壳体(404)。根据示例性实施例，止动销可操作以与一个或多个壳体止动销开孔(414)中的一个的至少一部分接合，并且其中止动销还可为可操作的，以在一个或多个壳体止动销开孔(414)与至少一个止动销锁定开孔(510)周向对准时，与至少一个止动销锁定开孔(510)的至少一部分接合。根据示例性实施例，该系统和/或设备可包括定位在一个或多个壳体止动销开孔(414)中的弹簧(408)，其中弹簧(408)提供力，用于使止动销(304)接合在至少一个止动 销锁定开孔(410)中。在示例性实施例中，一个或多个壳体止动销开孔(414)包括在壳体(404)中的径向开孔。在示例性实施例中，一个或多个修补环节段(402)还包括用于将止动销(304)引导到至少一个止动销锁定开孔(410)中的引导槽口(308)。在示例性实施例中，一个或多个修补环节段(402)还包括用于使止动销(304)从至少一个止动销锁定开孔(410)脱离的止动销缩回开孔(512)，其中止动销缩回开孔(512)包括小于止动销(304)的直径的直径。根据示例性实施例，可提供某些技术效果，诸如形成某些系统、方法和设备，该系统、方法和设备提供将修补环节段固连至涡轮壳体，同时避免使用可能落入流动路径中的螺钉或其它紧固装置。在本发明的示例性实施例中，组件300、400、500和600可包括便于通过本文所述的方法的所述任何操作的任何数目的硬件构件，诸如图7中的700。尽管结合了当前认为是最实际的且不同的实施例描述了本发明的某些实施例，但应当理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，本发明意图涵盖包括在所附权利要求的范围内的各种改进和等同的布置。尽管本文中使用了特定术语，但它们仅以一般性且描述性的意义使用，且并非为了限制的目的。本书面描述使用示例以公开本发明的某些实施例，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践本发明的某些实施例，包括制造和使用任何装置或系统并实施任何合并的方法。本发明的专利保护范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员所想到的其它示例。如果其它示例具有与权利要求的字面语言并无不同的结构元件，或者如果其它示例包括与权利要求的字面语言并无实质差别的等效结构元件，则这些其它示例预期在权利要求的范围内。
权利要求
1.一种用于改进涡轮壳体的方法，所述方法包括 将一个或多个壳体止动销开孔(414)设置在所述涡轮壳体(404)中； 将止动销(304)插入所述一个或多个壳体止动销开孔(414)中； 提供一个或多个修补环节段(402)，所述修补环节段(402)构造成由所述涡轮壳体(404)的至少一部分径向约束，且还构造成与所述涡轮壳体(404)的至少一部分协作以周向滑动，其中，所述一个或多个修补环节段包括至少一个止动销锁定开孔(510)； 将所述一个或多个修补环节段(402)安装在所述涡轮壳体(404)中，以径向约束所述一个或多个修补环节段(402);以及 将所述止动销(304)接合在所述至少一个止动销锁定开孔(510)中，以将所述一个或多个修补环节段(402)周向约束至所述涡轮壳体(404)。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，将所述止动销(304)接合在所述至少一个止动销锁定开孔(510)中包括将所述止动销(304)的至少一部分接合在所述一个或多个壳体止动销开孔(414)中的至少一个中，且当所述一个或多个壳体止动销开孔(414)与所述至少一个止动销锁定开孔(510)周向对准时，还将所述止动销(304)的至少一部分接合在所述至少一个止动销锁定开孔(510)中。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将弹簧(408)插入所述一个或多个壳体止动销开孔(414)中，其中，所述弹簧(408)提供力，所述力用于将所述止动销(304)接合在所述至少一个止动销锁定开孔(410)中。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，将一个或多个壳体止动销开孔(414)设置在所述涡轮壳体(404)中包括将一个或多个径向开孔设置在所述涡轮壳体(404)中。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，将所述一个或多个修补环节段(402)安装在所述涡轮壳体(404)中包括将所述一个或多个修补环节段(402)安装在与所述涡轮相关联的流动路径级(204)中。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，提供一个或多个修补环节段(402)还包括将引导槽口(308)设置在所述一个或多个修补环节段(402)中，用于将所述止动销(304)引导到所述至少一个止动销锁定开孔(410)内。
7.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，提供一个或多个修补环节段(402)还包括提供用于将所述止动销(304)从所述至少一个止动销锁定开孔(410)脱离的止动销缩回开孔(512)，其中，所述止动销缩回开孔(512)包括小于所述止动销(304)的直径的直径。
8.一种系统,包括 燃气涡轮(100)，其包括流动路径级壳体(404)； 用于修理所述壳体(404)的组件，所述组件包括 在所述壳体(404)中的一个或多个壳体止动销开孔(414)； 在所述一个或多个壳体止动销开孔(414)中的止动销(304)； 一个或多个修补环节段(402)，其构造成由所述壳体(404)的至少一部分径向约束，且还构造成在组装或拆卸期间与所述涡轮壳体(404)的至少一部分协作以周向滑动，其中，所述一个或多个修补环节段包括至少一个止动销锁定开孔(510)，并且其中，所述止动销(304)与所述至少一个止动销锁定开孔(510)接合，以将所述一个或多个修补环节段(402)周向约束至所述壳体(404)。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述止动销可操作以与所述一个或多个壳体止动销开孔(414)中的一个的至少一部分接合，并且其中，所述止动销还为可操作的，以在所述一个或多个壳体止动销开孔(414)与所述至少一个止动销锁定开孔(510)周向对准时，与所述至少一个止动销锁定开孔(510)的至少一部分接合。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括定位在所述一个或多个壳体止动销开孔(414)中的弹簧(408)，其中，所述弹簧(408)提供力，所述力用于将所述止动销(304)接合在所述至少一个止动销锁定开孔(410)中。
全文摘要
本发明涉及用于改进涡轮壳体的系统、方法及设备。提供了一种用于改进涡轮壳体的方法。该方法可包括将一个或多个壳体止动销开孔(414)设置在涡轮壳体(404)中；将止动销(304)插入一个或多个壳体止动销开孔(414)中；提供一个或多个修补环节段(402)，修补环节段(402)构造成由涡轮壳体(404)的至少一部分径向约束，且还构造成与涡轮壳体(404)的至少一部分协作以周向滑动，其中一个或多个修补环节段包括至少一个止动销锁定开孔(510)；将一个或多个修补环节段(402)安装在涡轮壳体(404)中；并且使止动销(304)接合在至少一个止动销锁定开孔(510)中。
文档编号F01D25/24GK102913293SQ20121027304
公开日2013年2月6日 申请日期2012年8月2日 优先权日2011年8月2日
发明者S.达斯, B.库马拉韦卢 申请人:通用电气公司