专利名称：生产流体机械构件的方法
技术领域：
本发明涉及一种生产流体机械构件的方法以及一种维修这类构件的方法。作为流体机械此处主要指的是水轮机和泵，但也包括其它流体机械，如船用螺旋浆等等。通常所说的流体机械是指与流体接触的机械。作为构件主要是针对流体机械的叶片而言，例如是涡轮机叶片。
流体机械上引导流体的引导面对机械的工作性能，尤其是效率，有决定性的影响。这一点对于水轮机和泵以及船用螺旋浆的叶片来说特别适用。在此，上述对于机械工作性能的影响首先取决于叶片的尺寸形状，叶片通常都是空间弯曲的，就象转桨式水轮机(Kaplan涡轮机)或混流式水轮机(Francis涡轮机)一样。但在很大程度上也取决于叶片的表面特性。因此人们一直致力于尽可能地减小粗糙度，从而使涡轮机叶片表面尽可能变得光滑。为此，从各种各样的磨光方法一直到抛光方法都予以采用。
尤其是水轮机会或强或弱地受到流体影响，使其引导流体的引导面结构产生变化。因水流中富含沙粒，其受腐蚀的危险性特别大。另外空化气蚀作用也很令人担忧，它在非常情况下会侵蚀涡轮叶片。这些现象都会导致涡轮叶片结构的变化，因而十分不利。
现有技术中有大量用于修理构件表面缺陷处的方法。例如在欧洲专利文献EP0676259A1中，首先是通过深挖清除掉缺陷点，随后将精确匹配的涂层材料体填入凹陷处，使之与构件上其余表面轮廓精确匹配。
由杂志“机械市场”，Wuerzburg98(1992年)，第40页至44页可知，在高应力构件上热喷镀涂层。
由杂志“机械市场”，Wuerzburg99(1993年)，第72页至79页可知一种生产高价值耐磨层的方法，更确切地说是一种具有高喷射速度和低火焰温度的热喷镀方法。这种方法也可在生产涡轮机时应用。
由杂志“机械构造技术”，柏林34(1985)，第23至25页可知，通过涂敷塑料使磨损的机械构件得以被重新利用。
已公知，为防止沙蚀，水轮机构件通过热喷镀被涂以防护层。已知的方法例如有火焰喷镀，等离子喷镀，HVOF-喷镀。喷镀上的防护层具有很高的硬度并能有效防蚀。
然而在构件接缝处有一定问题。大型构件一般由两个或多个单个构件组成，它们具有接合匹配面，在接合状态，它们之间具有一水平的或垂直的接缝。两个构件在接合时构成一共同的与流体接触的表面。接缝就在这共同的面上延伸。两个构件在接缝处分别具有一接合边，这两条接合边因而相互贴靠。
当构件(由各单个构件接合成)上与流体接触的表面被涂以防护层时，存在着这样的危险，即，防护层在各单个构件产生相对运动时会剥落。这种剥落现象即便在相对运动很小时也会出现。也许会考虑给各单个构件涂上防护层，使所述接合边也被涂层包覆起来，从而使匹配面区域也同样被涂覆。然而这样做也并非一个好的解决办法，因为在接合边上的防护层相互叠置会再次导致剥落。相关构件在接缝处仍会遭受侵蚀，此外还会使液压轮廓线不连续。
本发明的目的在于提供一些措施来制造流体机械上具有接缝的构件，使防护层能被可靠且长期地涂覆上，同时不会破坏液压轮廓线，以便构成流体机械工作时与流体接触的表面。
本发明的目的是通过一种用于生产流体机械构件的方法来实现的，该流体机械构件包括两单个部件，它们分别具有一个在工作时面向流体的表面(流动面)和一个匹配面，其中首先对各单个部件的匹配面和流动面之间的边缘部位进行构造，以形成凸出的倒圆面，使得在各单个部件接合后还留有一缝隙，之后在流动面以及凸出的倒圆面上涂覆一耐蚀层，随后使构件的各单个部件以匹配面相互接合，从而形成一接缝，接着再用填充材料填充凸出的倒圆面之间的缝隙，使该实心填充体与流体接触面构成一共同的表面。
本发明的本质在于下列措施在与流体接触的表面处和接缝处制出一缝隙；对缝隙面倒圆，使缝隙朝向流体接触面开口。在流体接触面和倒圆面上涂覆一防护层。用耐蚀材料填充该缝隙，进而重新建立液压轮廓线。特别适合于作耐蚀材料的可以是一种聚合物。当聚合物填充体在径向部位遭受些微损坏时，通过优选热喷镀防护层所建立的防蚀保护在维修保养间隔期结束之前仍能保持。在维修时，聚合物填充体可以简便地得以修复。
特别有利的做法是在缝隙后开出一后切口，这样填充材料不仅可通过粘附，也可通过形状匹配、刚性闭锁地锚固在构件的单个部件上。
下面借助附图对本发明作进一步的详细说明，附图中
图1简略示出带有一Kaplan涡轮机的一液压设备；图2示出两单个部件，它们通过相互接合构成水轮机的一构件；图3示出图2所示两单个部件处于接合状态。
部件27是一个动轮环，它是一典型构件，本发明方法可用在其上。
图2和图3中所示单个部件30和40在本实施例中镜像对称地构成。当然也可以是其它构造。重要的是，这两个部件分别具有一匹配面31和41(见图2)。它们在相互接合时构成一接缝50。这两个部件30，40此外还具有在工作时与流体接触的表面32，42(不带涂层)。从该图中还可看到倒圆面33，43，这在本发明中具有重要意义。通过倒圆面33和43的相互配置，在这两个部件30，40处于接合状态时，在它们之间形成一缝隙(见图3)。在这两个部件34，44上还分别具有一凹缺34，44，它们在接合状态(见图3)构成一燕尾状的后切口。
表面32、42以及倒圆面33、43上有一热喷镀上的防蚀保护层。
从图3中可看到，在倒圆面33和43之间的所述缝隙以及由所述凹缺34和44构成的后切口由一实心填充体60来充填。该实心填充体60具有一外表面62，它与外表面32和42构成一共同的，没有突起点的连续贯通面，从而构成所期望的液压轮廓线。燕尾状后切口61使实心填充体60形状匹配、刚性闭锁地锚固在这两个部件30，40上。
对表面32，33，42，43的喷涂当然也可在安装前进行。涂层端部位于表面33和43相互面对的区域内。表面62不用再喷涂。
权利要求
1.一种用于生产流体机械构件的方法，该流体机械构件包括两单个部件(30，40)，它们分别具有一个在工作时面向流体的表面(流动面)和一个匹配面(31，41)，其中1.1.首先对各单个部件(30，40)的匹配面(31，41)和流动面(32，42)之间的边缘部位进行构造，以形成凸出的倒圆面(33，43)，使得在各单个部件(30，40)接合后还留有一缝隙，1.2.之后在流动面(32，42)以及凸出的倒圆面(33，43)上涂覆一耐蚀层，1.3.随后使构件的各单个部件(30，40)以匹配面(31，41)相互接合，从而形成一接缝(50)，1.4.接着再用填充材料填充凸出的倒圆面(33，43)之间的缝隙，使该实心填充体与流体接触面构成一共同的表面(32，62，42)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述缝隙具有一后切口轮廓(61)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述倒圆面(33，43)和所述缝隙在分别制造所述两单个构件(30，40)时形成。
4.一种流体机械的构件，它包括两单个部件(30，40)，它们分别具有一个在工作时面向流体的表面(32，42)(流动面)以及一匹配面(31，41)；4.1.各单个部件(30，40)以其匹配面(31，41)相互接合，使得在它们中间形成一接缝(50)；4.2.各单个部件(31，41)在接缝(50)处和流动面(32，42)处的构造使得在接合成一构件后，在这两个部件(30，40)之间形成一缝隙，并使相关的缝隙表面分别具有一过渡到流动面(32，42)的凸出的倒圆(33，43)；4.3.各流动面(32，42)以及凸出的倒圆(33，43)由一耐蚀层覆盖；4.4.所述缝隙由一实心填充体(60)来填充，同时结合所述两个单个部件(30，40)的流动面，构成一共同的表面(32，62，42)。
5.如权利要求4所述的构件，其特征在于，所述共同的表面(32，62，42)是一平坦表面。
6.如权利要求4或5所述的构件，其特征在于，所述缝隙具有一后切口，例如一燕尾状的后切口(61)。
7.如权利要求4至6中任一项所述的构件，其特征在于，所述实心填充体是一耐蚀聚合物。
8.如权利要求4至7中任一项所述的构件，其特征在于，所述耐蚀层是一热喷涂层。
全文摘要
一种生产流体机械构件的方法，组成该构件的两单个部件分别具有一流动面和匹配面，其中首先对各单个部件的匹配面和流动面之间的边缘部位进行构造，以形成凸出的倒圆面，使得在各单个部件接合后还留有一缝隙，之后在流动面以及凸出的倒圆面上涂覆一耐蚀层，随后使构件的各单个部件以匹配面相互接合，从而形成一接缝，接着再用填充材料填充凸出的倒圆面之间的缝隙，使该实心填充体与流体接触面构成一共同的表面。
文档编号F03B3/12GK1239756SQ9910535
公开日1999年12月29日 申请日期1999年4月30日 优先权日1998年5月4日
发明者克里斯托弗·施奈德 申请人:沃依特·海德罗公司