涡轮发动机部件和用于组装及检修涡轮发动机部件的方法与流程

文档序号:11110715阅读:503来源:国知局
涡轮发动机部件和用于组装及检修涡轮发动机部件的方法与制造工艺

本公开涉及如权利要求1所述的涡轮发动机部件,并且进一步涉及一种用于如下文所述检修涡轮发动机部件的方法。进一步地,公开了一种用于组装和互锁涡轮发动机部件的方法。



背景技术:

本领域中已知提供涡轮发动机部件(比如叶片装置构件),其由至少一个被接收构件和至少一个接收构件组装成。具体地,接收构件可以是平台构件且被接收构件可以是翼面构件。在所述情形中,翼面构件包括翼面,其以本领域技术人员公知的方式具有在翼面的基底和尖端之间延伸的跨越宽度、前边缘、后边缘,以及吸入侧和压力侧。至少对于预期与沿翼面轮廓流动的亚音速工作流体结合使用的翼面而言,吸入侧从前边缘至后边缘凸出地延伸,同时压力侧从前边缘向后边缘凹入地延伸。在旨在用于跨音速或超音速流条件的翼面的情况下,压力侧和吸入侧可以具有不同的轮廓,然而,技术人员将容易地理解哪一侧是压力侧和吸入侧。因此,限定了翼面构件的压力侧和吸入侧。翼面构件进一步包括至少一个设置在翼面的基底和尖端中的至少一者的固定柱。所述固定柱被接收在平台构件的接收部开口中,并且翼面构件和平台构件彼此连接,具体地彼此互锁,并且在接收部开口内侧的固定柱和平台构件之间形成接头。

叶片装置构件可以包括一个或多个翼面构件。平台构件可以布置在翼面的基底处或翼面的尖端处,或两者。

以组装好的涡轮发动机部件提供涡轮发动机部件阻碍了各种益处。比如,在涡轮发动机叶片装置构件中,将翼面构件和平台构件提供为各别的单独构件阻碍了各种益处。比如,磨损的叶片装置构件可以被拆卸,且翼面构件和平台构件可以被单独地更换或检修。比如另一情形,可以从定向凝固过程获得叶片装置构件,同时更加成本有效的过程和/或材料可以被用于平台构件。此外,注意到在从各个构件组装叶片装置构件时,需要带有更加均匀的横截面的更小的单独构件,这促进诸如铸造和涂覆的加工。进一步地,在机加工单独构件中实现了更高的灵活性,因为加工工具通达翼面构件不由平台妨碍,且反之亦然。

在涡轮发动机叶片装置构件的情形中,可以发现提供翼面构件和平台构件之间的可分离互锁是期望的,从而促进在如果需要检修的情况下拆卸叶片装置构件。此外,针对翼面构件和平台构件选择不同的材料可以导致在两个构件上存在不同的热膨胀系数。平台构件和翼面构件的刚性接头可以因此导致由于热膨胀的失配在接头处引发高应力。

在更通常的背景中,可以期望为任何其它类型的组装好的涡轮发动机部件提供所述可分离互锁。

EP1 176 284提出一种翼面构件和平台构件的铜焊连接。

US 2012/0009071、US 7,686,571和US 7,704,044中的每一个均教导在接收部腔中和固定柱上提供固持部凹槽,以及将丝或销作为固持部构件插入共同地形成的固持部腔内。然而,本文所公开的方法和装置需要从外部通达固持部腔(从平台构件的外表面)。因此需要从平台构件的外表面提供适当的通达端口且该通达端口通过平台构件并连结固持部腔。因此需要提供固持部腔,且其在平台构件的外部表面上开放。

US 2009/0196761和US 5,797,725中的每一个均教导在固持部腔内原位制备固持部构件,其中,固持部腔通过设在固定柱上的固持部凹槽和形成在接收部腔内的固持部凹槽共同地形成,在浇模时,将液体浇铸浆浇入固持部腔并使该液体浇铸浆在固持部腔内凝固。选择浇铸浆使得避免材料与待互连的相应构件粘接。固持部腔可以具体地展示横截面和纵长的广度,其中分别地,纵长的广度进一步具体地围绕平台构件和固定柱之间的接头的周向广度且在接收部开口内延伸,或者横截面至少基本上垂直于接收部腔的轴线。在另一方面,可以认为固持部腔的纵向广度是具体地取向成分别至少基本上垂直于翼面的翼展宽度广度,或至少具体地垂直于形成平台构件的冷却剂侧向平台构件的工作流体暴露侧的取向。具体地,固持部腔可以形成沿其压力侧、前边缘、吸入侧和后边缘部段跨越翼面构件固定柱的周向广度的闭环。固持部构件因此在固持部腔内形成,其适贴地配合在固持部腔内,并且因此固持部构件的横截面匹配固持部腔的横截面(分别在针对沿固持部腔的纵长广度取得的每个横截面的固持部腔的每个横截面中,或沿固持部构件的纵向广度取得的横截面)。形成固持部腔的固持部凹槽的对齐失配在放置固持部构件中不产生问题,如在上文引述的领域中将出现的情况。然而,当固持部构件在封闭的固持部腔中形成时,在释放叶片装置构件的各个构件的互锁上可能存在一些困难(比如出于叶片装置构件检修的目的)。



技术实现要素:

本公开的一个目的是提供最初提及的类型的包括至少一个被接收构件和至少一个接收构件的组装的涡轮发动机部件。在另一方面,本公开的一个目的是使得能够释放被接收构件和接收构件之间的互锁。具体地,本公开的一个方面可以被视为提供没有在接收构件的外表面处的固持部腔的任何开口的涡轮发动机部件,这能够潜在地引起处于提高的温度下的流体(具体地热工作流体)被吸入其中。在更具体的涡轮发动机叶片装置构件的背景中,本公开的一个方面可以被视为提供没有在平台构件的外表面处的固持部腔的任何开口的叶片装置构件。这在应用原位制备的固持部构件以便使接收构件和被接收构件互锁的情形中可以被发现是期望的,比如在US 5,797,725和2009/0196761中公开的那样。在所述情形中,如果原位制备的固持部构件过热,则可能损害互锁的完整性,这将是如果热工作流体被吸入固持部腔的情况,而这可以是如果固持部腔在接收构件的外表面处开放的情况。当前公开的主题的另一个目标可因此被视为公开一种组装的涡轮发动机部件,其中,已原位制备固持部构件。在更具体的方面中,可能已分别根据US 5,797,725的教导,或根据US 2009/0196761的教导制备了固持部构件,其相应的公开通过引用并入本文。

进一步地,公开了用于容易检修因此提供的涡轮发动机部件的方法。

进一步地,公开了一种用于组装单个接收构件和被接收构件并使二者互锁以获得如本文所描述的涡轮发动机部件的方法。

这通过权利要求1所阐述的主题和在进一步的从属权利要求中公开的主题实现。

所公开的主题的进一步的效果和优势,不论是否被明确地提及,均将根据下文提供的公开变得显而易见。

因此,公开了涡轮发动机部件,其包括至少一个第一接收构件和至少一个第二被接收构件。换言之,公开了涡轮发动机部件,其由被接收构件和接收构件组装成。接收构件包括至少一个接收部开口,且被接收构件包括本体。至少一个固定柱从该本体延伸。固定柱被接收在被接收构件的接收部开口中,且与接收部开口内的被接收构件形成接头。在接头处形成至少一个固持部腔。固持部腔由设在接收部开口的内表面处的至少一个第一固持部凹槽和设在固定柱的表面上的至少一个第二固持部凹槽构成。固持部腔具有横截面和纵长广度,且固持部构件设在固持部腔中,在接收构件和被接收构件之间提供互锁。固持部构件具有横截面和纵向广度,且固持部构件的纵向广度与固持部腔的纵长广度对齐。固持部腔在两个前面处开放,且固持部腔的纵长广度在所述两个开放前面之间延伸。固持部腔被设置和配置成使得固持部构件能够在固持部腔内沿固持部腔的纵长广度位移。固持部腔的开放前面设在固定柱和接收构件的接头处。

在一方面中,涡轮发动机部件可以是旨在用于涡轮发动机的工作流体路径中的部件。涡轮发动机部件可以是旨在用于内燃涡轮发动机的热气体路径中的部件。在甚至更具体的方面,涡轮发动机部件可以是旨在用于内燃涡轮发动机的膨胀涡轮的热气体路径中的部件。在又一更具体的方面中,涡轮发动机部件可以是旨在用于内燃涡轮发动机的燃烧室中的部件。在仍又一个更具体的方面中,涡轮发动机部件可以是叶片装置构件和定子或转子隔热罩中的一者,并且可以更具体地旨在用于内燃涡轮发动机的膨胀涡轮中。

因此,在更具体的情形中,公开了涡轮发动机叶片装置构件,其包括至少一个平台构件和至少一个翼面构件。换言之,涡轮发动机叶片装置构件被公开,其由翼面构件和平台构件组装成。平台构件包括至少一个接收部开口,且翼面构件包括从基体到尖端延伸的翼面。至少一个固定柱设在翼面的基底和/或尖端中的至少一者上。固定柱被接收在平台构件的接收部开口中,且与接收部开口内的平台构件形成接头。在接头处形成至少一个固持部腔。固持部腔由设在接收部开口的内表面处的至少一个第一固持部凹槽和设在固定柱表面上的至少一个第二固持部凹槽构成。固持部腔具有横截面和纵长广度,且固持部构件设在固持部腔中,在翼面构件和平台构件之间提供互锁。固持部构件具有横截面和纵长广度,且固持部构件的纵向广度与固持部腔的纵长广度对齐。固持部腔在两个前面处开放,且固持部腔的纵长广度在所述两个开放前面之间延伸。固持部腔被设置和配置成使得固持部构件能够在固持部腔内沿固持部腔的纵长广度位移。固持部腔的开放前面设在固定柱和平台构件的接头处。

由于固持部腔被布置和提供的方式,可能使设在固持部腔内侧的固持部构件通过开放前面中的一者至少部分地位移出固持部腔。固持部腔的广度分别限制于接收部开口,或接头界面。与一些上文引述的技术不同,不需要或者不提供从接收构件(平台构件)的侧表面的通达。固持部腔并不分别延伸至接收构件(或平台构件)的侧壁。一个示例性益处可以从以下事实中看出:固持部腔的开放前面设在接头界面处,其与冷却剂一起被净化。因此,可靠地避免了用热工作流体填充固持部腔内部,或设在其中的固持部构件,而是用冷却剂填充。因此,对于固持部构件的耐高温性没有具体需要。另一个益处可以从以下事实中看出:对于另一情形,固持部构件不经受内燃涡轮发动机的膨胀涡轮中的潜在的腐蚀性高温燃烧气体。因此,避免了在固持部腔内固持部构件可能失灵(seize up),这相应地针对拆卸涡轮发动机部件将妨碍固持部构件的移除。

在这种程度上理解的是,所公开的涡轮发动机部件,或针对更具体的情形,叶片装置构件,特别适合于如上文所列出的原位制备的固持部构件。在该方面,涡轮发动机组件,或针对更具体的情形,涡轮发动机叶片装置构件被公开,其中固持部构件是原位制备的且具体地原位浇模的固持部构件,比如如在上文引述的一些现有技术中所公开的那样,且具体地如在US 5,797,725中所公开的那样。在另一方面,涡轮发动机部件被公开,并且在浇注入固持部腔内的液体浇铸浆且使液体浇铸浆在固持部腔内凝固中制备固持部构件。

在某些方面,接收构件可以包括冷却剂侧和工作流体暴露侧,同时被接收构件的本体可以被设置在工作流体暴露侧上。可以理解的是,冷却剂侧暴露于比工作流体暴露侧相对更低的温度。在涡轮发动机叶片装置构件的情形中,技术人员已知的是,平台构件包括冷却剂侧和工作流体暴露侧,且翼面设置在工作流体暴露侧上。因此可以认为,涡轮发动机部件也包括冷却剂侧和工作流体暴露侧。包括至少一个固持部腔和设在其中的固持部构件的互锁特征可以设置在距离工作流体暴露侧并朝向冷却剂侧的某一距离处。

根据当前公开的涡轮发动机部件的一方面,固定柱和接收部开口被设置和配置成使得允许分别从接收部开口内或从冷却剂侧通达固持部腔的前面,且空间设在接收部开口内,至少邻近所述前面中的一者,其使得能够使固持部构件至少部分地通过沿固持部腔的纵长广度的位移从固持部腔位移进入所述空间。可以逐步地使所述固持部构件位移出固持部腔并且进入所述空间。所述空间在一个情形中可以足够使整个固持部构件位移进入空间且从该处以一件式方式将其移除。在另一情形中,空间对于所述位移而言可能是不足的。在所述情形中,可以使固持部构件部分地位移进入所述空间,突入空间的部段可以被切除并移除,且可以随后使固持部构件进一步位移进入空间。这可以被重复直到已经移除整个固持部构件。将容易地理解的是,在所述情形中,将不可能将预制造的固持部构件引入固持部腔,因为该处将提供不足的空间。然而,固持部构件的移除仍然可以容易地在后续的位移、切除和移除步骤中执行。在该方面,涡轮发动机部件被部分地设计成在原位制备固持部构件时被组装,如上文综合地描述的那样,且在这方面涡轮发动机部件和在某些情形中叶片装置构件被隐含地公开,其中固持部构件已经被原位制备。在另一个方面,公开了涡轮发动机部件和在某些情形中叶片装置构件,其中固持部构件已经被强制地原位制备。

在本公开的框架内,纵长广度或纵向广度将被理解为不限于沿直线的广度。然而将理解的是,固持部构件和固持部腔具有形成横截面的交叉广度(crosswise extent),以及比任何交叉广度实质上大比如两倍或者更多的一个广度。所述更长的广度将被容易地理解为纵长的或,相应地,纵向广度。所述纵长的或相应地,纵向广度能够大体上采取任何形状,只要能够实现固持部构件沿固持部腔的纵长广度的位移。具体地,固持部构件能够至少沿一个方向沿固持部腔的整个纵长广度位移,以便使其通过至少一个开放前面位移出固持部腔。在本文公开的涡轮发动机部件的某些更具体的实施例中,固持部腔的纵长广度沿至少基本上笔直的线或环形线中的至少一者延伸。

在如本文所公开的涡轮部件的某些方面中,固持部腔和固持部构件中的至少一者分别沿纵长广度或纵向广度单向地渐缩。理解的是,在该情形中,仅沿一个方向实现固持部腔内固持部构件的位移,也即,沿与渐缩方向相对的方向。然而,在其它情形中,固持部构件和/或固持部腔的横截面可以是分别沿整个纵长广度或纵向广度恒定的。

在某些方面,固持部构件和/或固持部腔的横截面可以是环形、椭圆形、卵形、方形、六角形、三角形或其它多边形形状中的一者,或它们的组合。

固持部构件可以在共同的固持部腔内被锁定,其中锁是能够拆卸的。在具体实施例中,锁可以在于锁的前面上在固持部构件上施加力同时维持接收构件和被接收构件的结构完整性时被拆卸。这可以比如以由形状锁定(form lock)特征提供的锁定连接实现。具体地,凸形锁特征可以被设在固持部构件上且被接收在设在固持部腔的壁处的底切部中。形状锁定特征可以被布置和配置成能够借助于由固持部构件和形状锁定特征的接头提供的预定断开点被拆卸。也就是说,固持部构件和形状锁定特征的连结禁止比任何接收构件和被接收构件的结构强度更小的结构强度。在移除固持部构件时,可以破坏固持部构件,同时被接收构件和/或接收构件保持完整且可以被重复使用(如果在检修之后,比如重新涂覆之后是恰当的)。返回固持部构件的原位制备,形状锁定特征可以由被容纳在模具通达端口内的凝固的浇铸浆的一部分提供,其中所述浇铸浆通过模具通达端口被浇入固持部腔内。模具通达端口可以朝向固持部开口渐缩,或在与其连结处形成颈部,因此提供固持部构件和形状锁定特征之间的预定断开点。在通过如上文所述的浇模过程原位制备固持部构件时,基本上在固持部腔内带有被接收构件和/或接收构件的固持部构件的任何底切部均可以被制备成形状锁定特征。再次地,应用将固持部构件作为不能再次使用的元件的原位制备的益处起到作用。

形状锁定特征可以进一步通过材料移除过程被移除,比如研磨过程。

固持部构件的每个横截面可以在某些实施例中确切地与对应的固持部腔的横截面匹配,其中,固持部构件沿固持部构件的整个纵向广度被接收,使得固持部构件适贴地配合在固持部腔内。不言而喻,这对于固持部构件的原位制备、具体地在恰当地应用浇模过程以制备固持部构件中是固有的。

为了实现固持部构件的原位制备,模具通达端口被设为与固持部腔流体连通,在本文所公开的涡轮发动机部件的某些实施例中,模具通达端口被设置在固持部腔的前面之间并且横向于固持部腔纵长广度,以便允许通过在固持部腔内的浇模过程原位制备固持部构件。具体地,模具通达端口可以被设置成至少基本上处于固持部腔的纵长广度的中间,这针对浇模过程而言可以被发现是期望的。

根据本公开的涡轮发动机部件的特征可以在于至少两个带有设在其中的固持部构件的固持部腔,所述固持部腔设在固定柱和接收部开口内的接收构件的接头处。比如,至少两个带有设在其中的固持部构件的固持部腔可以被布置在固定柱的相对侧上。比如更具体的情形,至少一个带有设在其中的固持部构件的固持部腔可以被布置在翼面构件的吸入侧上,且至少一个带有设在其中的固持部构件的固持部腔可以被布置在翼面构件的压力侧上。

所有固持部腔和所有固持部构件可以在具体的实施例中展示出上文所述的相应特征中的一个或多个。

在涡轮发动机部件的情形中,至少两个带有设在其中的固持部构件的固持部腔被布置在固定柱和接收部开口内侧的接收构件的接头处,其中所述至少两个固持部腔设有在接收部开口的内壁上和在固定柱上沿横穿固持部腔的纵长广度的方向(且具体地,沿从接收构件的冷却剂侧至接收构件的工作流体布置侧取向的方向)相对于彼此偏移的相应横截面,使得所述固持部腔的横截面没有横截面重叠。在叶片装置构件的情形中,至少两个带有设在其中的固持部构件的固持部腔被布置在固定柱和接收部开口内侧的平台构件的接头处,其中所述至少两个固持部腔设有在接收部开口的内壁上和在固定柱上沿从平台构件的冷却剂侧至平台构件的工作流体布置侧取向的方向相对于彼此偏移的相应横截面,使得所述固持部腔的横截面没有横截面重叠。因此,提供固持部腔使得固持部构件的移除不会被妨碍。

在又一情形中,多个带有设在其中的固持部构件的固持部腔被设在固定柱和接收部开口内侧的接收构件之间的接头处,其中每一对相邻的固持部腔设有在接收部开口的内壁上和在固定柱上沿横穿固持部腔的纵长广度取向的方向、沿从接收构件的冷却剂侧至接收构件的工作流体布置侧取向的方向相对于彼此偏移的相应横截面,使得每一对相邻固持部腔的横截面没有横截面重叠。在更具体的情形中,多个带有设在其中的固持部构件的固持部腔被设在固定柱和接收部开口内侧的接收构件之间的接头处,其中每一对相邻固持部腔设有在接收部开口的内壁上和在固定柱上沿从平台构件的冷却剂侧至平台构件的工作流体布置侧取向的方向相对于彼此偏移的相应横截面,使得每一对相邻固持部腔的横截面没有重叠。

在所述情形中,可以提供单个固持部腔和/或固持部构件以共同地形成闭环(当在从接收构件的冷却剂侧向工作流体布置侧的投影中观察,或者在另一方面中,分别沿接收部开口的轴线或固定柱的轴线观察)。这使得能够在接收构件和被接收构件的接头界面处提供至少基本上气密的密封。

注意到的是,具体地,在所述情况中,在两个或更多个固持部腔设有横截面偏移的情况下,固持部腔可以被设置成其相应的纵长广度处于平行的偏移平面中。

进一步地,在所述情形中,固持部腔和固持部构件可以在更具体的实施例中沿其纵长方向和/或纵向方向彼此重叠。

在本公开的另一方面,公开了一种检修涡轮发动机部件的方法。涡轮发动机部件包括至少一个第一接收构件和至少一个第二被接收构件。接收构件包括接收部开口。被接收构件包括本体和至少一个从所述本体延伸的固定柱。固定柱被接收在接收部开口中并与接收部开口内侧的接收构件形成接头,其中至少一个固持部腔在接头处形成。固持部腔由至少一个设在接收部开口的内表面处的第一固持部凹槽和至少一个设在固定柱表面上的第二固持部凹槽构成。固持部腔具有一定横截面和纵长广度,且固持部构件设在固持部腔中,固持部构件具有一定横截面和纵长广度。固持部构件的纵长广度与固持部腔的纵长广度对齐。

在更具体的方面,公开了检修涡轮发动机叶片装置构件的方法。叶片装置构件包括至少一个平台构件和至少一个翼面构件。平台构件包括接收部开口。翼面构件包括从基底延伸至尖端的翼面和至少一个设在基底和/或尖端中的至少一者上的固定柱。固定柱被接收在平台接收部开口中并且与接收部开口内侧的平台构件形成接头。至少一个固持部腔形成在接头处,固持部腔由至少一个设在接收部开口的内表面处的第一固持部凹槽和至少一个设在固定柱表面上的第二固持部凹槽构成。所述固持部腔展现出一定横截面和纵长广度。固持部构件设在固持部腔中,所述固持部构件展现出一定横截面和纵长广度,其中固持部构件的纵长广度与固持部腔的纵长广度对齐。

将容易地认识到,在某些方面中,涡轮发动机部件,并且在更具体的方面中叶片装置构件,是涡轮发动机部件,并且在更具体的方面中是如上文所述的叶片装置构件。

所述方法包括通达设在接收部开口内侧的固持部腔的开放前面,从接收部开口内通达开放前面,从所述固持部腔的所述开放前面在固持部构件上施加推力,因此,使固持部构件在固持部腔内侧位移且在固持部腔的第二开放前面处至少部分地位移出固持部腔之外,移除固持部构件,和拆卸接收构件和被接收构件。所述方法的实施例是能够预想到的,其中在初始步骤中仅将固持部构件部分地推出固持部腔。这可以是比如由于邻近固持部腔的开放前面的空间限制(固持部构件通过该空间位移出固持部腔)造成的情况。然后可以切除并移除固持部构件的突伸部段。随后,可以将固持部构件进一步推出固持部腔外。所述步骤可以被重复直到固持部构件被完全移除。

在更具体的方面中,所述方法包括通达设在接收部开口内侧的固持部腔的开放前面和从接收部开口内通达开放前面。从所述固持部腔的所述开放前面在固持部构件上施加推力,因此使固持部构件在固持部腔内侧位移且在固持部腔的第二开放前面处至少部分地位移出固持部腔之外。然后移除固持部构件并且拆卸平台构件和固持部构件。所述方法的实施例是能够预想到的,其中在初始步骤中仅将固持部构件部分地推出固持部腔。这可以是比如由于邻近固持部腔的开放前面的空间限制(固持部构件通过该空间位移出固持部腔)造成的情况。然后可以切除并移除固持部构件的突伸部段。随后,可以将固持部构件进一步推出固持部腔外。所述步骤可以被重复直到固持部构件被完全移除。

在某些情形中,涡轮发动机部件可以被初始地提供为根据现有技术的涡轮发动机部件,其中固持部构件设在封闭的固持部腔内侧。具体地,固持部构件可以呈现为跨越固定柱的整个圆周的封闭夹,并且被设在跨越固定柱的整个圆周的固持部腔中。所述方法可以在该方面中包括制备固持部腔的开放前面的初始步骤。在该程度上,所述方法可以包括在被接收构件和接收构件之间的接头处应用材料移除过程,因此制备固持部腔的开口并且在接收部开口内侧提供固持部腔的开放前面。具体地,所述方法可以包括应用多种材料移除过程以便将封闭的,且具体地构架构造(framing)的固持部腔和封装在其中的固持部构件细分为多组至少两个固持部腔(每一个均包括两个开放前端)。在这些现在开放的固持部腔内侧的固持部构件部段可以如上文所述的那样被移除。可以应用材料移除步骤或切除步骤以便基本上不破坏接收构件和/或被接收构件的结构完整性和结构强度达到一定程度,使得它(它们)变得不可用。由于这些切除仅在接头界面处且因此在接收构件的冷却剂侧被执行,因此工作流体的空气动力学性质不会受到影响。进一步地,由于仅需要制备固持部腔的相应开放前面,因此材料移除可以是相当有限的,以便在接收部开口和固定柱处保留足够的互锁长度,以便再次实现接收构件和被接收构件的足够强的互锁。在另一个情形中,切除部分可以在检修过程中被重建。这可以包括比如应用使用吹炼金属粉末进行的基于激光的添加性制造,例如,激光金属成型、激光金属沉积。

在某些更具体的情形中,叶片装置构件可以初始地被提供为根据现有技术的叶片装置构件,其中固持部构件被设在封闭的固持部腔内侧。具体地,固持部构件可以呈现为跨越固定柱的整个圆周的封闭夹,并且被设在跨越固定柱的整个圆周的固持部腔中。所述方法可以在这方面包括制备固持部腔的开放前面的初始步骤。在该程度上,所述方法可以包括在翼面构件和平台构件之间的接头处应用材料移除过程,因此制备固持部腔的开口和提供接收部开口内侧的固持部腔的开放前面。具体地,所述方法可以包括应用多种材料移除过程,以便将封闭的,且具体地构架构造的固持部腔以及封装在其中的固持部构件细分成多组至少两个固持部腔(每一个均包括两个开放前端)。在这些现在开放的固持部腔内侧的固持部构件部段可以如上文所述的那样被移除。可以应用材料移除步骤或切除步骤以便基本上不破坏翼面构件和/或平台构件的结构完整性和结构强度达到一定程度,使得它(它们)变得不可用。由于这些切除仅在接头界面处且因此在叶片装置构件的冷却剂侧被执行,因此工作流体的空气动力学性质不会受到影响。此外在这些现在的开口的固持部腔内侧的固持部构件部分可以被移除如上所列。材料移除,或切割,步骤可以被应用以使实质上不损坏翼面和/或平台构件的结构性整体和结构强度以使一定程度上它变得或它们变得不可用。因为仅仅这些切割在连接界面和随后在叶片装置构件的冷却剂侧被实施,因此对于工作流体的气动性能不受影响。进一步地,由于仅需要制备固持部腔的相应开放前面,因此材料移除可以是相当有限的,以便在接收部开口和翼面构件固定柱处保留足够的互锁长度,以便再次实现平台构件和翼面构件的足够强的互锁。

分别对于重新组装的涡轮发动机部件,或叶片装置构件,所述方法分别可以进一步包括提供至少一个被接收构件或翼面构件,和分别地接收构件或平台构件。具体地,这些可以是被拆卸的分别地被接收构件或翼面构件,和分别地接收构件或平台构件中的至少一者。所述方法进一步包括提供匹配另一个分别地被接收构件或翼面构件,和分别地接收构件或平台构件。在将被接收构件的固定柱插入匹配的接收构件的接收部开口内和使至少一个设在接收部开口内侧的固持部凹槽与至少一个设在固定柱上的固持部凹槽匹配中组装接收构件和被接收构件,以便共同地形成固持部腔。具体地,所述固持部腔包括两个前面和在所述两个前面之间延伸的纵长广度。液体浇铸浆随后被浇模于固持部腔内,并且在固持部腔内凝固,因此在固持部腔内侧原位制备固持部构件。

理解的是,固持部腔的两个前面均可以被设为开放前面。

理解的是,如果固持部腔的一个前面或两个前面均设为开放前面,则至少一个前面可以在液体浇铸浆被浇模至固持部腔内之前被恰当地封闭。

浇模过程可以包括在固持部腔的至少一个开放前面放置封闭构件。然后可以通过其它开放前面将液体浇铸浆浇铸入固持部腔内。所述方法可以进一步包括在浇铸浆凝固之后移除封闭构件。在另一个情形中,封闭构件保持在恰当位置中直到将固持部构件从固持部腔移除。可以比如沿固持部腔的纵长取向或横向于固持部腔来放置或移除封闭件。

在其它情形中,浇模过程可以包括在固持部腔的两个开放前面处放置封闭构件。然后可以通过设成与固持部腔连通的模具通达端口将液体浇铸浆浇铸入固持部腔。模具通达端口可以被设成横向于且在具体实施例中垂直于固持部腔的纵长广度。模具通达端口可以设在两个开放前面之间,且具体地,基本上在两个开放前面之间处于中间。模具通达端口可以被设置和配置成在浇铸浆凝固之后在其中提供固持部构件的形状锁定特征。模具通达端口可以被设置和配置成使得提供如上文所述的形状锁定特征的预定断开点,比如,因为模具通达端口朝向其与固持部腔的连结处渐缩和/或在其与固持部腔的连结处包括颈部。

封闭构件可以被提供为塞或封闭端口,并且可以比如沿固持部腔的纵长取向或横向于固持部腔被放置和移除。

封闭构件可以是塞或其它封闭器件。封闭构件可以是可缩回封闭构件。在其它实施例中,封闭构件可以被旋拧入固持部腔,或可以通过焊接(比如通过点焊)被保持在恰当位置处。在焊接的情况中,在移除封闭构件时将需要切割步骤。

所述方法可以进一步包括在浇铸浆凝固之后移除封闭构件。在其它情形中,可缩回封闭构件在部件服役期间保持在恰当位置中,直到从固持部腔移除固持部构件。

可以预想到的是,比如在浇铸浆被浇模之前通过焊接封闭开放前面,或者对于另一个情形,应用如上文所提及的基于激光的添加性过程。可以使前面重新开放,比如在浇铸浆凝固之后通过研磨使其开放,或所述前面可以在部件服役期间保持封闭直到部件被拆卸并因此需要移除固持部构件。

上文提及的浇模过程步骤的结合是能够被容易地预想到的。

将认识到的是,接收构件可以包括单个或两个或多个接收部开口。被接收构件可以包括单个或两个或多个固定柱。在这方面,能够预想到具体实施例,其中叶片装置构件可以包括单个或两个或多个翼面,且平台可以被设在翼面的一个端部处或两个端部处。

可以理解的是,上文公开的特征和实施例可以彼此结合。将进一步认识的是,在本公开和要求保护的主题的范围内,能够预想到其它实施例,其对于本领域技术人员是明确和显而易见的。

附图说明

现在将借助于在附图中示出的选定示例性实施例更详细地解释本公开的主题。附图示出:

图1是被接收在设在平台构件中的接收部开口中的翼面构件的固定柱的图示,且其通过设在固持部腔中的固持部构件与平台构件互锁;

图2是图1的实施例的横截面视图,其划出固持部构件的设置;

图3是根据本公开的一个方面的原位制备和移除固持部构件的第一模式的符号示意图;

图4是根据本公开的另一方面的原位制备和移除固持部构件的第二模式的符号示意图;

图5是根据本公开的又一方面的原位制备和移除固持部构件的又一模式的符号示意图。

理解的是,附图是高度示意性的,且针对教导的目的而言非必需的细节可能已为了理解和描绘的容易而被省略。进一步理解的是,附图仅示出选取的、说明性实施例,并且未示出的实施例可以仍然在本文所公开和/或要求保护的主题的范围内。

具体实施方式

下文公开了所公开的主题的示例性实施例。同时该主题通过涡轮发动机叶片装置构件的示例被公开,技术人员将容易地认识到将本文所提供的教导应用于其它涡轮发动机部件上。

图1示出涡轮发动机叶片装置构件1的示例性实施例的部分示意视图,其包括翼面构件2和平台构件3。平台构件3展示工作流体暴露侧32和冷却剂侧33。衬圈31从冷却剂侧延伸并包括设在其中的接收部开口。接收部开口在平台的工作流体暴露侧上开放,以接收翼面构件2的固定柱21。多组两个或多个单独的固定柱可以设在翼面构件上,以便固定至一个平台构件;因此,平台构件可以包括相应的多组对应接收部开口。翼面构件2进一步包括翼面22,其从平台的工作流体暴露侧延伸。接收部开口穿透平台构件3,以允许通达固定柱和接收部开口之间的接头。平台构件3以横截面视图被示出,以能够使接收部开口中的固定柱21的布置和互锁可视化。以一种本身通常已知的方式,将固持部凹槽设在固定柱21和约束接收部开口的衬圈31的内表面上。翼面构件和平台构件相对于彼此被布置成使得设在固定柱上和设在接收部开口内侧上的一对对应的固持部凹槽彼此匹配且共同地形成固持部腔。在目前示出的实施例中,通过使彼此抵靠的设在接收部腔内侧和设在翼面构件上的倾斜肩部匹配来提供所述位置匹配。在其俯视图中,所述倾斜肩部可以具体地绕整个接收部开口和翼面构件延伸,且可以共同地具体地提供至少基本上气密的密封。为了下文的研究的全面理解,需要结合图2考虑图1。图2示出沿图1中的线A-A取得的截面。如根据图1结合图2所全面理解的那样,设在翼面构件上的固定柱21和设在平台构件上的衬圈31在其一端处被周向地分成节段。因此,形成多个固持部腔,每个固持部腔具有一定的横截面、两个开放前面,和在前面之间延伸的纵长广度。固持部构件41、42、43和44设在每个固持部腔中。每个固持部构件均具有对应于固持部腔(其布置在所述固持部腔中)的横截面的横截面。每个固持部构件具有沿相应的固持部腔的纵长广度延伸的纵向广度。每个固持部构件沿其纵向广度、沿相应的固持部腔的纵长广度延伸,并且采取对应的形状。每个固持部腔和每个布置在其中的固持部构件在其相应的纵长广度或纵向广度或者沿至少环形的线或者沿至少基本上笔直的线的情况下延伸。固持部构件41、42、43、和44因此能够在相应的固持部腔内沿相应的固持部腔的纵长广度或者沿固持部构件的纵向广度位移。因此可以使每个固持部构件位移通过固持部腔的开放前面并且至少部分地位移出固持部腔。能够预想到一些实施例,其中如果提供通向固持部腔的开放前面的通达,并且其允许在相应的固持部构件上施加足够的推力,以使固持部构件在相应的固持部腔的内侧或外部位移,和/或相应的固持部构件设有穿过位移方向的足够低的弯曲刚度,则纵长广度或纵向广度分别不确切地沿循直线或环形线。返回图1,可以看出每对相邻的固持部腔和因此设在其中的每对相邻的固持部构件在接收部开口的内壁上和固定柱上相对于彼此偏移。即,固持部构件41设有关于固持部构件42的偏移,使得它们的横截面且还有相应的固持部腔的横截面不重叠。固持部构件42设有关于固持部构件43的偏移,使得它们的横截面且还有相应的固持部腔的横截面不重叠。虽然在图1的描绘中不可见,但将变得显而易见的是,固持部构件44也设有相对于固持部构件41的偏移,使得它们的横截面不重叠。进一步地,空间51、52、53和54设在衬圈31的周向节段和固定柱21之间。这些空间可以作为通向固持部腔的开放前面的通达端口。通过这些空间或通达端口,可以将恰当的工具插入以通过固持部腔的一个开放前面和设在其中的固持部构件的一端处施加推力,因此使固持部构件沿固持部腔的纵长广度位移且通过另一开放前面位移出固持部腔,并进入邻近固持部腔的另一开放前面提供的空间。这样,可能使固持部构件在固持部腔内位移,它们可以或者以一件的方式被移除(如果提供足够的空间),或者使它们部分地位移出相应的固持部腔,切除固持部构件的突伸部段,移除切下的部段,使固持部构件进一步位移出固持部腔,再次切除突伸部段,等等,直到固持部构件被完全移除。

能够预想到一些实施例,其中,至少一个固持部腔和布置在其中的固持部构件沿一个方向渐缩。显而易见的是,在这种情况下,必须从带有更窄的横截面的一侧施加固持部构件上的推力,且因此位移需要与渐缩方向相对地出现。

注意到的是,根据本文所公开的主题,因此提供的叶片装置构件可以在不需要实质上损坏任何翼面构件和叶片装置构件的情况下被拆卸。进一步注意到的是,所有通达端口均设在接收部腔内,或设在平台构件与翼面构件固定柱的接头界面处。不需要在平台的一侧处提供通达端口,否则高温工作流体可能被吸入其内。这是特别值得注意的,因为高温流体被吸入腔(在其中提供原位制备的固持部构件)内可以引起对叶片装置构件和平台构件之间的互锁的实质性损害。也特别值得注意的是,公开了能够通过空间移除固持部构件,其中该空间对于以一件式方式移除固持部构件而言可能是不足够的。这相应地意味着将不可能通过所提供的空间插入固持部构件。这在通过浇模或铸造过程原位制备固持部构件的情况中能够实现,如上文重复地提及的那样。

然而,能够预想到的是,如果叶片装置构件不设有所提及的通达端口,即,比如,根据现有技术的叶片装置构件,其中原位制备的固持部构件被提供为单个封闭夹,则其可以在从衬圈和固定柱移除材料时被拆卸。所有这些步骤能够从叶片装置构件的冷却剂侧执行,相比于工作流体暴露侧,冷却剂侧具有显著更少的热负荷。因此,制备如图1和2中在附图标记51、52、53、54处所示的通达端口,且可以以上文所描述的方式移除固持部构件。因为对翼面构件和平台构件的所有损坏均在冷却剂侧发生,因此相应的构件可以根据需要在已经被恰当地检修之后再次使用。

在图3中,以更示意地描绘的方式绘出如本文所公开的在固持部腔中制备和移除固持部构件的第一实施例模式,和因此也有用于组装叶片装置构件的方法。由附图标记6指示的构件表示固持部腔61被设在其中的任何物理实施例。所述构件可以比如由翼面构件和平台构件共同提供,如结合图1和图2所绘出的。模具通达端口62设在构件6中并且与固持部腔61连接。固持部腔61的开放前面在固持部腔61内侧的固持部构件的原位制备期间由可缩回的封闭构件7密封,以便封装液体浇铸浆,其在浇模过程期间通过模具通达端口62被浇模到固持部腔61内。在液体浇铸浆凝固之后,可以移除可缩回的封闭端口7。原位制备的固持部构件4保持在固持部腔内侧。形成在固持部构件4上的丘部(pimple)45保持在模具通达端口内侧,提供形状锁定特征和紧固固持部构件4以免在服役期间轴向位移。可以提供其它形状锁定元件,但是,其需要在从固持部腔移除固持部构件4时被移除,如下文所述。可以在移除丘部45,或者所提供的任何其它形状锁定特征或元件时移除固持部构件4,比如通过研磨,和通过固持部腔61的开放前面在固持部构件4的一端上施加推力8,因此使固持部构件4沿固持部腔61的纵长广度位移且位移出固持部腔的另一开放前面。可以提供丘部和/或所提供的任何其它形状锁定特征及固持部构件4之间的预定断开点,比如,因为模具通达端口62在与固持部腔61的接头处设有颈部。如果能够在固持部构件上施加足够的推力以在预定的断开点处断开丘部和固持部构件之间的连接,则可以在不预先移除丘部45的情况下移除固持部构件4。

在图4中绘出的制备和移除固持部构件的另一模式中,端塞7被设在固持部腔61的开放前面中。所述端塞7可以比如是螺纹螺栓或点焊销。如上文所述的那样,固持部构件4是以通过模具通达端部62将液体浇铸浆浇模至固持部腔61内,且在固持部腔内侧使液体浇铸浆凝固来制备的。在服役期间,端塞7可以保持在固持部腔内侧。在移除固持部构件4时,移除端塞7,比如以在研磨点焊缝上驱动出螺纹螺栓的方式。可以恰当地移除在模具通达端口62中形成在固持部构件4上的丘部45。在固持部构件4的一端处施加推力8时,可以使固持部构件4位移出固持部腔。

在图5中所示的实施例中,固持部腔的仅一个开放前面在浇模过程中由端塞7密封。模具通达端口可以然后由固持部腔的在左侧开放的另一开放前面提供。底切部可以设在固持部腔的壁上,以在固持部构件4上形成形状锁定特征45和在服役期间锁定固持部构件4以免在固持部腔内侧轴向位移。根据上文提供的解释,技术人员将完全理解在该实施例中可以如何将固持部构件4移除。

虽然已经借助于示例性实施例解释了本公开的主题,但将理解的是,这不旨在以任何方式限制所要求保护的发明的范围。将认识到的是,权利要求覆盖未在本文中明确示出或公开的实施例,并且偏离在进行本公开的教导的示例性模式中所公开的那些实施例的实施例将仍然由权利要求覆盖。

附图标记

1 涡轮发动机部件,涡轮发动机叶片装置构件

2 被接收构件,叶片装置构件

3 接收构件,平台构件

4 固持部构件

6 物理实施例

7 封闭构件,端塞

8 推力

21 固定柱

22 被接收构件本体,翼面

31 衬圈

32 接收构件或平台构件的工作流体暴露侧

33 接收构件或平台构件的冷却剂侧

41 固持部构件

42 固持部构件

43 固持部构件

44 固持部构件

45 丘部,形状锁定特征

51 空间,通达端口

52 空间,通达端口

53 空间,通达端口

54 空间,通达端口

61 固持部腔

62 模具通达端口

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