专利名称：一种通过数字化来测量涡轮机喷嘴扇形体流动段的方法
技术领域：
本发明涉及一种测量涡轮机喷嘴扇形体流动段的方法。本发明更广泛涉皿择 涡轮机喷嘴扇形体的布置形式的方法。
背景技术：
在涡轮机喷嘴中，扇形体是一种为人们所知的部件，其包括一个或多个相互连
接两个平台的叶片。喷嘴主要由将扇开》体连接成环状而构成。在这种喷嘴中， 扇形体位于其两侧的两个相邻扇形体的相对装配位置，其安装形式通过其平台接触 面与相邻扇形体平台接触面对接而成。
扇形体的流动段是指气流穿过喷嘴扇形体而占有的流动区域，其从垂直于气流 流动方向来测量。根据引伸，术语"流动段"还可以只表示流过喷嘴扇形体的气流 宽度。
下面描述中，流动段被认为是指其基本含义，即气流流动段区域。但更广泛的 是，应理解的是本发明还应用于仅作为上述气流流动宽度表示的气流流动段。
在喷嘴扇形体内的气流流动段中，对内部流动段和外部流动段可加以区别。
只有在带有至少两个叶片的喷嘴扇形体中才会有内部流动段，而且，这些内部 流动段是在所述扇形体内成对相邻的两个叶片之间测量的。
两个外部流动段中，每个流动段都是扇形体端部叶片和用于观懂的所谓"基准" 叶片之间所形成的区域的一半。基准叶片是指喷嘴内邻近扇形体的对面叶片。 一般 来讲，喷嘴扇形体端部叶片和基准叶片之间区域需要使用具有标准尺寸的基准叶片
来测定；这就形成了喷嘴扇形体相应端部的标称流动段。进而，也可确定喷嘴端部 相对于构成某 定扇形体组成部分的基准叶片的实际流动段；在这种情况下，喷 嘴扇形体端部叶片和上述叶片之间区域就可以测定，而喷嘴扇形体所述端部的流动 段是,区域的一半。
在喷嘴中，大家知道，综合性能尤其取决于喷嘴的流动段，即各个扇形体流动 段之和。因此，测量这些流动段是一项非常重要的工作。
应该特别注意的是，在维修作业期间，这些作业都需要清洁喷嘴扇形体，然后 对其进行表面加工，结果，流动段的参数值容易改变。为此，在这种维修作业结束 时，需要对喷嘴流动段参数值重新进行测量，以确保其始终与所规定的指标要求相 符合。
为了测量扇形体的流动段，传统上使用两种测量方法。
4首先，可以使用一种测量台，扇幵多体就置于该台上，允许空气流从扇形体中流 过，在空气穿过扇形体流过时与空气流动相关的各种量值从而得以测量。在这些量 值变化方式的基础上，可以测定扇形体的流动段。
这种测量台主要用于低压喷嘴。这种测量方法的缺陷是精度不准，且不能获得 ^M动段以外的有关扇形体的其它信息。
用于测量喷嘴扇形体流动段的第二个测量方法是利用主要为机械形式的测量
台o
按照如下方式进行测量将喷嘴扇形体置放在两个基准叶片之间的测量台上。 基准叶片为集成在测量台中的固定叶片。 一旦扇形体的位置确定并锁定，操作手可 以应用一种比较器，所述比较器上带有一个触针，用于对喷嘴扇形体两侧上的各个 点进行测量，另外，触针也可对集成到装置内的基准叶片测量，从而测量喷嘴扇形 体的各个点。 一般来讲，所使用的比较器都是多尺寸式的，艮P，其可以同时测量多 个尺寸，例如，在叶片间通道内，即两个相邻叶片之间的通道内，测量一个叶片和 邻近叶片之间的八个距离尺寸，以及喷嘴扇形体两个相对平台之间的距离尺寸。
这第二种测量方赚别适用于高压喷嘴。尽管其实施起来相对简单，但其也存 在各种缺陷，首先就是精度不准；特别是，所获得的结果往往取决于实施测量工作 的操作者。此外，领糧结果也仅仅反映了有关该部件的相对一小部分繊点。如上 戶腿，按传统方式，4顿这种观懂方法， 一个叶片和邻近叶片之间可以采鞋少10 个距离测量结果，而在喷嘴扇形体两个平台之间沿垂直方向往往只會採集一个距离 测量结果。
发明内容
本发明的第一个目的是，提出一种测量涡轮机喷嘴扇相对于两个基准叶片的流 动段的方法，这种方法可提高精度，所述扇形体带有至少一个叶片，皿方,括 如下步骤-
a) 通过数字化创建扇形体的三维数值模型；
b) 提供两个基准叶片中每个叶片的数值模型；
c) 将扇形体端部的两个基准叶片的数值模型重新设置为在喷嘴中的相对装配位
置；
d) 根据扇形体和基准叶片的数值模型部分，测定扇形体的流动段； 该目的可以通过如下步骤来实现
喷嘴扇形体带有接触面，并通过纟各戶;i^接触面对接而布置在相对于邻近喷嘴扇
形体的位置；
扇形体和基准叶片数值模型包括模拟接触面使其置于其装配相对位置；aa将所述接触面置于对准状态，实施步骤c)，艮p，相对于扇形体数值M,
重新设置基准叶片的数ilt莫型。
术语"数字化"此处用来表示可获得有关该部件三维坐标的〗壬何方法，不论是 使用带有触针的机械装置还是使用激光扫描或结构光投影的光学装置，例如，或者 实际上通过摄影测量法。不论属于那种情况，数字化处理设想可以取得大量三维坐 标，从而获得大量数据点，这样，就可以在计算机屏幕上以网状形式具体显示最终 获得的数值模型。
在诸如喷嘴扇形体这样的部件上〗吏用数字化是一项很难的操作，但是，却可以 提供相当大的优点。
这些操作之所以难，首先是因为喷嘴扇形体的表面形4犬。喷嘴扇形体是一个形 状复杂的部件，具有数个表面，其各个法线指向所有方向。
此外，为了确定扇形体流动段而需要测量的表面都位于叶片间通道的两侧。这
个通道很狭窄，宽度在几就到几厘米之间；因此，《歡制每测量工具插as个空间。
另外，在叶片间通道内，需要观懂的表面是相互面对的表面，分别位于叶片的压力 面和邻近叶片的吸力面上，而且同时也位于扇形体两个平台的内表面(即，叶片旁 边的表面)上。
此外，不4又需要测量上述流动段，而且在测量期间，还必须测量作为最终形成 数值模型基准所需要的接触表面。接触表面一般的指向方式都与需要测量的表面完
全不同。这样，就额外增加了测量难度。
最后，这种测量的预期精度水平，艮高。可接受的测量不准确度不，过百分之 一毫米到百分之几毫米。
由于上述原因，喷嘴扇形体的数字化是一项很难的工作。这就是说，应该注意 的是，不需要对扇形体的外表面全面数字化。对于两个叶片之间的某个特定流动段 来说，重要的是，对叶片和两个平台的相对表面进行数字化，特别是叶片间通道内 气流的最小流动段。根据所使用的重置方法，也可以使喷嘴扇形体的接触表面数字 化，即用于扇形体相对于喷嘴内邻近扇形体而定位。这一点将在下面说明。
相反，数字化提供了喷嘴扇形体的三维数值模型，其含有大量有关TO形体的 信息，艮卩，测量喷嘴扇形体外部开别犬的几乎全部尺寸。这种数值模型可以具体用来 测定喷嘴的流动段。这种流动段测定方式要比利用测量台所获得的几个点测量 更精确，以及上述的空气流动或机械观懂台的实际领懂。此外，数值模型还可以测
量与喷嘴扇形体相关的大量其它尺寸，还可以更广泛测量和衞ie^有的设计尺寸。 这样，就可以将这个信息存入储存器内，建立一个极其丰富的数据库，并从而可以 进行全面的跟踪操作。
这个方法的很重要的一步是，特别是从测量精度角度来看，基准叶片的数值模 型相对于被测喷嘴扇形体端叶片的数值模型的重新设置。(术语"重新设置"此处用 示确定用于三维数字模型的参考三维框架的变化瞎况，以便将其置于相对于另 一个三维模型的某个特定位置。这也可以说成"重新定位")。
为了进行相对于被观,形体数值模型的基准叶片数值模型的这种重新设置，本 发明提出的方法的另一种方式，即，将基准叶片机械地置于与被测喷嘴扇形体的相 对位置。然而，在本发明中，重置并不是在两个机械部件之间进行，而是在基准叶 片数值模型和被测喷嘴扇形体数值模型之间的计算机内进行数字处理。
特点是，这样，数值重置可以使用相同的规律，进而获得如同在被测喷嘴扇形 体和邻近喷嘴扇形体之间进行实际重置一样的结果。
另外，应该注意的是，通过同时对一组喷嘴扇形体进行重置，其流动段(相对 于所述扇形体布置中邻近两个扇形体的每个流动段)都可以一起测定。
在一个实施例中，基准叶片是喷嘴扇形体的部分。这些喷嘴扇形体可以是尺寸 符合扇形体标称尺寸的标准喷嘴扇形体，也可以是涡轮机上实际使用的喷嘴的其它 扇形体，被测喷嘴扇形体的流动段的期望相对于这些扇形体进行测量。
一般来讲，本发明的方法可以省却装配台，或者至少可以使用较简单的装配台。 按照这种方纟去，喷嘴扇形体被单独测量，不需要{壬何相对于基准叶片和其它部件进 行特别定位(然而，这并不是说在测量时不使用扇形体的固定或保持装置)。
在一个实施例中，在步骤b)掛共的基准叶片的数值模型是叶片的理论数值模型。 术语"理论数字模型"此处用来表示由计算机生成的模型， 一般都是依靠计算机辅 助设计(CAD)软件；而且，这个术语的使用与作为数字化结果的模型形颇比。特 点是，在这个实施中，基准叶片并不是在每次必须测定喷嘴扇形体流动段的时候再 进行数字化。
在一个实施例中，至少其中一个基准叶片的数值模型是通过对至少另一个喷嘴 扇形体进行数字化而获得的。在这些情况下，喷嘴扇形体所述端部的外流动段的测 量是相对测量，相对于另一个喷嘴扇形体进行的，提供的端部叶片构成了用来测量 的其中一个基准叶片。
基准叶片的数{直模型相对于随后的喷嘴扇形体的数值模型而重新布置。如上所 述，喷嘴扇形体带有接触面，通过将这些接触面对接而相对于邻近喷嘴扇形体的位 置得以确定。
在一个实施例中，数字化步骤a)的实施是借助于无接触光学测量装置。无接触 测量或光学测量的使用对于喷嘴扇形体特别有用，因为它可以避免部件的任何滑伤 以及对部件表面的任何不利影响。
在一个实施例中，数字化是自动化的。这个结果具体是通过在机械手臂的端部 安装一个数字传感器来实现，诸如带有结构光投影的3D扫描器。机械手臂沿预定的 通路活动，包括一定数量的停止位置。每当机械手臂停止在其中一个所述停止位置
7时，数字化传感器即采集数据。按照己知方式，在各个不同停止位置进行的各种采 集都由计算机进行彼此相对自动重置，从而构成数字化扇形体的三维数值模型。
在一个实施例中，重置和/或观啶流动段的步骤是自动化的。用 行流动段的 重置和测定的步骤C)到d)的计算机软件进行编程，以便按顺序进行这操作，稀 及人工干预。所获得的结果是规定寻求流动段的检査报告。
自动化的优点是节省时间，降低，喿作手的操作误差，减少人工时间，增加结果 的重构性，最终取得测量方法的较好精度。
本发明的第二个目的是形成选择涡轮机喷嘴扇形体布置形式的方^€解决±^ 缺陷，这种方法的特征在于，其包括如下步骤
A) 通过数字化建立一个喷嘴扇形体的三维数值模型的数据库；
B) 设置一，择扇形体布置形式的标准，并设定所述标准的期望值，所述标准 是扇形体各个流动段在该布置形式中装配相对位置的函数；
C) 对于所要评估的各种布置形式，测定通过虚拟装配而装配在一起的扇形体的 相对位置；然后，借助于测量喷嘴扇形^^动段的上述方 妹i啊古扇形体的流动段， 将在所述布置形式中相邻扇形体的对面叶片用作任何一个扇形体的基准叶片，并在 最终获得的流动段的基础上，确定所i平估布置形式的选择标准值；
D) 保持该布置形式，其选择标准f直为最接近期望值。
涡轮机喷嘴扇形体的布置形式标出了这些扇形体在装配成一个环状而形成喷嘴 时这些扇形体的各个参考位置的排列顺序。这样，当喷嘴内扇形体的位置不同时， 例如，如果扇形体需要重排时，两个布置形式是不同的。应该注意的是，扇形体的 布置形式可以对并不构成整个喷嘴一《旦只是其中一小部分一的一M形体的各个参 考号进行排序。
此外， 一组扇形体的布置形式的选择首先涉及到选择组成这种布置的扇形体， 同时还要选择在这个布置形式中各个扇形体的各自位置。
上述扇形体布置形式的选择方法可以方便地用于优化戶，择的扇形体以及当组 成喷嘴时其在喷嘴内的相对位置。最终，可以获得一个性能改善且a提高的喷嘴。 自然，更确切地说，所述方法旨在为构成整个喷嘴的所有扇形体选择一个布置形式。 此外，喷嘴扇形体三维数值模型数据库的使用可以使得喷嘴扇形体大量几何特性同 时得到监测和跟踪。
步働)中设定的标准可以采用不同的数值，这取决于被认为^t优化喷嘴最重 要的约束因素。例如，可以考虑将流动段在喷嘴内做成尽可能彼此相似，不论絲 自尺寸如何，等等。
在一个实施例中，在步骤C)时，至少一个经评估的布置形式结合了采用本方法 所选择的布置形式或借助该方法所选择的另一种布置形式。为此，喷嘴装配的算法是一种递归算法组成喷嘴的扇形体的布置逐步形成，每次 及到在现有布5± 优化增加新的喷嘴扇形体。
最后，喷嘴扇形体三维模型数据库可以用来优化一个喷嘴的装配，也可以用来 优化一组喷嘴扇形体，以便能够组成多个喷嘴。
为此，在这个实施例中，在步^A)时，所述方法所用的数据库可以包括一个喷 嘴的扇形体，或者也可以包括至少两个不同喷嘴的扇形体。
下面阅读作为示例给出的实施例的详细说明，可以更好地理解本发明，本发明 的优点也会更好地显现出来，但本发明并不仅限于所示示例。
图l为喷嘴扇形体领懂台透视图2为三个喷嘴扇形体装配相对位置透视图，其接触面通舰接形式相互纖；
图3为装配相对位置时垂直于叶片轴线的剖面图，示出了被测扇形体和两个相 邻扇形体；
图4为两个相邻扇形体的剖面图，示出了叶片间通道部分，在此处测量两个相 邻叶片之间的流动段；
图5为一组喷嘴扇形体的正面图，其布置形式按本发明的喷嘴扇形体布置的选 择方法进行了优化；
应该注意的是，如果一个部件在不止一个图中出现时，不论其是完全相同还是 类似，均参考其出现在第一张图中的描述；此外， 一个部件仅介绍一次。
具体实施例方式
下面参照图1到图3介绍喷嘴扇形体，其称之为"被测"扇形体，在这个扇形体 内，期望领糧流动段。这些扇形体围绕喷嘴轴线布置，从而形成喷嘴。
图沖的喷嘴扇形体100包括两个实际平行的平台130和140。这些平台围绕喷嘴 的轴线呈实际圆柱形。这些平台130， 140的接触面131， 132， 141， 142分别指向位 于被测扇形体100两侧的两个喷嘴扇形体上(在装配相对位置)。接触面131， 132， 141， 142用来使相邻喷嘴扇形体保持在接触相对位置，例如，图2中可以看到的扇形 体IOO， 200，以及300。
喷嘴扇形体100还带有两个叶片110， 120。每个叶片都提供有一个带有吸力面 111， 121和压力面112， 122的叶型面。因为每个扇形体100内只有两个叶片，旨叶 片IIO， 120也都是端叶片。为此，在装配相对位置时，每个叶片都布置成面向相邻 喷嘴扇形体的端叶片。确切地说，吸力面111面向扇形体200的端叶片220的压力面 222，而吸力面122则面向扇形体300的叶片310的压力面。在各个叶片220， 110， 120， 310之间，形成了各自的叶片间通道IOI， 102， 103。 扇形体100的叶片110和120之间形成了通道102。然而，叶片间通道101和103则都是 在扇形体的其中一个叶片(110或120)和对面的基准叶片220或310之间形成。
下面参照图3介绍流动段。该图是垂直于叶片轴线的平面P的一部分，其实际上 位于这些叶片的中间，示出了喷嘴扇形体IOO， 200， 300，特别示出了基准叶片220 和310 (假设这些叶片都是实心叶片)。
所示部分是在所涉及各个扇形体的数值模型在装配相对位置时都已经重新排列 后的状态。此处，叶片220和310为基准叶片。
该剖面图示出了各个叶片220， 110， 120， 310的截面；接触面相一致，242， 141, 142， 341;以及叶片间通道IOI， 102， 103。根据设计，各个通道的标称形沃实际上 相同。
从中可以看出，在某个特定叶片间通道中，叶片之间的距离是沿通道的位置不 同而变化的。 一般，只有一个通道平面会出现这个距离最小。因为平台130， 140之 间的距离实际上是固定不变的，所以，对于某个4寺定叶片间通道来讲，在这个平面 上，叶片之间的流动段也是最小。这个平面大致对应于通道101， 102， 103的平面 Pl， P2， P3;这些区域内叶片之间的距离分别匙l， D2, D3。应该注意的是，按照 本发明的方法，可以方便地优化每个叶片间通道的流动段平面P1， P2, P3的位置， 因此，可以确定流动段确实最小的叶片间通道的平面。
图4示出了在平面P1上的两个喷嘴扇形体100和200。这是在平面P1上的叶片间通 道101的剖面图，在此处，叶片220和110之间的距离最小。喷嘴扇形体100的(外部) 流动自应于该端部，其等于两个叶片110和220之间以^形体100和200各自平台 之间的空空间的区域的一半；因而，其实际上等于乘积^HxDl的一半。
下面介绍本发明的喷嘴扇形体流动段的测量方法。
在第一数字化阶段，生成了喷嘴扇形体及其接触表面的数值模型。
图l示出了实施本方法的该步骤所使用的装配台1。
该装配台1包括刚性金属平板2，其上固定有被测喷嘴扇形体IOO。平板2为圆柱 形状，其弯曲度与扇形体100内平台140的内表面相同。
喷嘴扇形体100通过紧固装置180和180'固定到平板上，紧固^B180包括由钩部 182固定的保持杆181，将扇形体100保持在第一侧，而紧固装置180'包括类似的装置， 但位于扇形体100的相对一侧。
扇形体100的位置也可以通过固定到其上的柱螺栓4在平板的平面上测定。
与柱螺栓4相连的紧固装置180和180'将喷嘴扇形体100保持在与平敝相对静止 的位置上。
10应该注意的是，喷嘴扇形体固定到装配台上，其安，置留有非常大的通路， 可以接近喷嘴扇形体需要领糧的部分。这些部分是相邻叶片的相对表面和接臓面， 相对表面位于各个叶片间通道最狭窄部分。
图2示出了三个喷嘴扇形体100， 200， 300。这些扇形体通过将各自接触表面对 接而置于装配相对位置。
按照本发明的测量方法，被测喷嘴扇形体一般独自进行数字化，或者至少不在 相对于基准叶片的特别装配位置。对其数字化可以获得三维数值模型。当喷嘴扇形 体独自进行数字化时，比较容易获得该扇形体的完整模型，S卩，包括了其全部外表 面。
特别是，观懂必须包括对喷嘴扇形体的接触表面进行数字化。这幾触表面131， 132， 141， 142都是用来将所述扇形体相对于两^^相邻扇形体而保持在装配相对位置。
另外，也可获得基准叶片的数值模型。对于每个基准叶片来讲，其模型包含了 叶片构成部件的扇形体的装配表面。例如，这些模型可以从喷嘴(或者仅仅魏形 体)的三维计算机模型中提取。
基准叶片的数值模型相对于i^形体数值模型而重新布置(戶;M方法的步骤c)。 这项操作是通过将被测扇形体的接触表面与基准叶片扇形体的接触表面相对应 行的。
最后，被测扇形体的流动段就可以确定。这个操作如下所述 两个相邻叶片之间的气流流动段确定为实际上等于二者之间气流可用的最小流 动区域；
当扇形体带有不止一个叶片时，扇形体的流动段首先包括该扇形体一对或多对相 邻叶片之间的流动段；以及其次，扇形体的端叶片和与其面对的基准叶片之间的气 流的M流动段的一半。
在一个实施例中，两个相邻叶片之间气流的流动段是在二者之间最短距离的基 础上测定的。在節所示的三个叶片间通道IOI， 102， 103的相邻叶片之间的最短距 离题巨离Dl, D2， D3。
正如本发明介绍中所述，根据流动段的延伸概念，距离D2 (扇形体内部的流动 段)，距都1和D3的各自半面体(扇形体外部的流动段)被认为是喷嘴扇形体的流动 段。
不过，流动段的更确切定义要求需测定的流动段为区域形式。
因而，为了测定两个相邻叶片之间气流的流动段，两个叶片之间的空空间的区
域是在实际平行于叶片轴线的平面上测量的，在这个平面上，两个叶片之间的距离最短。
下面介绍喷嘴100流动段的数值的第一测定方法。更确切地说，参考叶片间通道IOI (图4)，平台130和140之间的距离，上是H 定的(这些平台呈实际圆柱形且同轴)，另外，根据本发明的扇形体流动段的一个测 定方法，两个相邻叶片之间流动段的数值是叶片D1之间最短距离乘以两个平台之间 距離而得出的积。
因此，在扇形体的端部，所鹏形体(被测)的相外流动段称之为"外部"流动 段，等于同一乘积的一半。其如下这样规定
sioo/i = 1/2 ' Sioi 二 K ' Dl ' H 适用于图4中与叶片间通道101相关的流动段。
对于通道102和103，与扇形体100相关的流动段分别如下 S100/2 = S1Q2 二 D2 ' H (内部流动段) S100/3 ='力S1()3 = '/2 ' D3 ' H (外部流动段). 对喷嘴扇形体100起作用的流动段由如下公式给出
Sioo -+ S100/2 + S100/3 - K S101 + S102 + /2 S103
此外，因为扇形体的数值模型内存有丰富的信息，所以，也可以4顿其它方法 来测定喷嘴扇形体流动段的数值。
通过扇形体100和200的平面的数字化，可以获得实际流动段IOI，并可以测定构 成扇形体四个壁lll， 222， 135-235， 145-245的实际位置，如图4所示。
这样，测量平台之间的实际距細，为平台130和140的两个壁135-235和145-245 之间所Mit而测，以及将该距离乘以相邻叶片110和220的壁111和222之距离， 就可以确定位于这四个壁之间平面P1各个部分的区域。
或者，可以更精确地使用数值模型中已有的信息，以更确切地测定相邻叶片之 间的流动区域；预计可以计算流动区域的各种方法。例如，可以注意的是，位于上 述四个壁之间平面P1部分实际上是不规则四边形(Bt片各个壁平行)，而该平面部分 的区域可以相应确定。这样，就会获得喷嘴流动段的更为精确的数值。
下面参照图5，介绍涡轮机喷嘴扇形体布置的选择方法的实施例。
在第一步骤中，创建用于一定数量的扇形体的三维数值模型的数据库。例如， 可以这样设想，制作100个喷嘴扇形体的100个数值模型，编号为I到IOO。每个三维 数值模型都有其接触面的表示，这样，就可以使得每个扇形体可相对于邻近扇形体 而重新布置。
另外，还设定了选择标准，用于对扇形体某^hf寺定布置形式的质，行评估，
并选择了该标准的tm数值。当扇形体在该布置形式中为装配相对位置时，所述标 准是这些扇形体流动段的函数。为此，选择如下标准
标准二 S布.魏式(Si _ S0)2式中，S,是扇形体i的流动段，而S。是扇形体的标称流动段，相加之和适用于所 述布置中所有的扇形体。(显然，该标准的其它选择方式也是可行的)。 该标准的 值是零。
在所述示例中，仅仅需要对占有喷嘴位置I到XI的扇形体的选^i4行优化。 在扇形体1到100中，应考虑可以构成一部分喷嘴的扇形体的所有布置形式。每 个布置形式都是按各个布置中扇形体各个参考号柳,出现，湘咧成与位置I到XI 相匹配，例如，这样的一个布置形式为〗I(W(28-4-90-54-43-91-3-11-35~66)，在这 个顺序中，例如，扇形体28占有位置I，而扇形体66占有位置XI。
在一百个扇形体的每一个可能的布置形式中，以及通过对如此重新设置的数值 模型各个部分的处理，如上所详细介绍的那样，所有扇形体的流动段都可以测定。 自然，为了确定某^f寺定布置形式中位于端部的叶片的外部流动段，使用带有l蘇尔 尺寸并相对于端部扇形体而重新设置的叶片的数值模型，来考虑基准叶片。 然后，测定被评估的所有不同布置形式的上述标准的数值。 所使用的布置形式是选择标准的数f直最接近所需数f直的布置形式。
权利要求
1. 一种测量相对于两个基准叶片的涡轮机喷嘴扇形体(100)的流动段(S100/1，S100/2，S100/3)的方法，所述扇形体带有至少一个叶片(10，20)，所述方法包括如下步骤a)通过数字化建立一个扇形体的三维数值模型；b)提供两个基准叶片(220，310)的每个叶片的数值模型；c)将位于扇形体端部的两个基准叶片的数值模型重新设置为在喷嘴中的装配相对位置；d)根据扇形体和基准叶片的数值模型部分，测定扇形体的流动段(S100/1，S100/2，S100/3)；所述方法的特征在于喷嘴扇形体带有接触面(131，132，141，142)，并通过将所述接触面对接而使得扇形体相对于邻近喷嘴扇形体(200，300)布置；扇形体和基准叶片的数值模型包括模拟接触面，接触面对接到装配相对位置；通过将所述接触面置于对准状态，实施步骤c)，即重新设置相对于扇形体(100)的数值模型的基准叶片(220，310)数值模型。
2. 根据权利要求1的方法，其特征在于，通舰至少另一个喷嘴扇形体(200， 300)数字化而获得至少其中一个基准叶片(220， 310)的数值模型。
3. 根据权利要求1的方法，其特征在于，步骤b)中提供的基准叶片(220， 310)的数值 模型是一种叶片的理论数值模型。
4. 根据权禾腰求1到3中任何一项权利要求的方法，其特征在于，可借助于无接触光 学测量装置来实施数字化步骤a)。
5. 根据权禾腰求1到4中任何一项权利要求的方法，其特征在于，对于两个邻近叶片 之间气流流动段(S皿，S1()2, S1Q3)为实际最小流动区域，以M于扇形体的流动段 (S100/1， S100/2， S，3)首先是扇形体(110; 120)端叶片和面对其而重置的基准叶片 (220; 310)之间每^体流动段(S静S咖)的一半，其次， 形体带有不止一个 叶片时，扇形体的舰相邻叶片(IIO， 120)之间的多个或每4^体流动段(S^2); 为了测定两个相邻叶片(220， 110; 110， 120; 120， 310)之间气体流动段，两个叶片之间空空间部分区域的测量是在实际上平行于叶片轴线的平面，行，在这 个平面上，叶片之间的距离(Dl, D2， D3)最短。
6. 根据权利要求1到5中任何一项权利要求的方法，其特征在于，对于两W卩近叶片 之间气流流动段(S， S102， S1Q3)为实际最小流动区域，以皿于扇形体的流动段 首先是扇形体端叶片和面对其而重置的基准叶片之间气体流动段(S皿，Slffi)的一 半，其次为在扇形体带有不止一个叶片时，扇形体的 相邻叶片之间的气体流 动段(SJ;两个相邻叶片之间气流流动段是在二者之间最短距离(D1， D2， D3)的 基础上测定的。
7. 选择涡轮机喷嘴扇形^置形式的方法，所述方法的特征在于，其包括如下步骤 A)通过数字化创建一个喷嘴扇形体(IOO， 200， 300)的三维数值模型的数据库；B) 设置一，择扇形体布置形式的标准，并设定所述标准的期望ii:，戶皿标准是扇形体在该布置形式中各个流动段装配相对位置的函数；C) 对于所要评估的各种布置形式，领啶通过虚J蝶配而装配在一起的扇形体的相 对位置；然后，借助于根据权利要求1到6中任何一项权利要求的方絲评估扇形 体的流动段(Si)，将在所述布置形式中相邻扇形体的对面叶片用作任何一个扇形 体的基准叶片，并在最后所获得的涼L动段的基础上，确定戶/fi平估的布置形式的选 择标准值；D) 保持该布置形式，其选择标准1L为最接近期望值。
8. 根据权利要求7的方法，其特征在于，在步骤C)时，至少一个经评估的布置形式 结合了采用本方法所选择的布置形式加上借助本方法所选择的另一个扇形体或另 一个布置形式。
9. 根据权利要求7或权利要求8的方法，其特征在于，在步難)中，用于该方法的数 据库来自一个喷嘴的扇形体。
10. 根据权利要求7或权利要求8的方法，其特征在于，在步骤A)中，用于该方法的数据库来自至少两个不同喷嘴的扇形体。
全文摘要
一种测量涡轮机喷嘴扇形体(100)相对于两个基准叶片(220，310)的流动段(S<sub>100/1</sub>，S<sub>100/2</sub>，S<sub>100/3</sub>)的方法，其特征在于a)通过数字化创建一个扇形体的三维数值模型；b)提供两个基准叶片的数值模型；c)将基准叶片重新布置在喷嘴中的装配相应位置的扇形体数值模型端部；d)根据扇形体和基准叶片的数值模型部分，测定扇形体的流动段(S<sub>100/1</sub>，S<sub>100/2</sub>，S<sub>100/3</sub>)。喷嘴扇形体带有接触面(131，132，141，142)，并通过将所述接触面对接而使得扇形体相对于邻近喷嘴扇形体(200，300)布置；扇形体和基准叶片的数值模型包括模拟接触面置于其装配相对位置；以及实施相步骤c)，即将所述接触面置于对准状态。
文档编号G01B21/00GK101469981SQ20081018941
公开日2009年7月1日 申请日期2008年12月24日 优先权日2007年12月24日
发明者贾丝廷·梅纽因 申请人:斯奈克玛服务公司