CN101858363A - 压缩机外壳定子环钩在水平结合处附近的补缀插块修补 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压缩机外壳定子环钩在水平结合处附近的补缀插块修补。具体而言，涉及一种压缩机外壳，以及一种修补定子环钩的损坏区段的相关方法。两个半体在限定分界线并限定中空内部的凸缘面处接合在一起，环钩位于内部，在定子环钩部位且位于凸缘面之一的部位处已除去压缩机外壳材料以提供空间。补缀插块从该一个凸缘面滑动到该空间中，该补缀插块的形状与缺失材料空间的形状互补并且相互配合在其中，该补缀插块的一端位于该一个凸缘面处，以面向具有结合在一起的两个半体的外壳的相对的半体。紧固件将补缀插块紧固在外壳上并从内部贯通补缀插块延伸至外壳。

Description

压缩机外壳定子环钩在水平结合处附近的补缀插块修补

技术领域

本发明大体上涉及燃气涡轮发动机的压缩机外壳，且更具体地涉及对损坏的压缩机外壳进行修补。

背景技术

涡轮发动机具有定子和可旋转地安装在定子上的一个或多个转子。转子具有周向成排地设置的叶片。各叶片从根部向外延伸至尖端。定子被设为收容转子的管状压缩机外壳，使得转子叶片在外壳内旋转。在压缩机外壳内，通常希望在叶片尖端与外壳的内表面之间具有最小的间隙，用以提高发动机效率等。

应该理解的是，压缩机外壳可能在运输、定位或组装期间损坏。具体而言，压缩机外壳的有些部分可能因部位和/或相对尺寸而容易损坏。在此类运输、定位或组装期间可能损坏的一个区域是压缩机外壳的定子环钩(loop hook)。此类损坏特别是容易出现在位于压缩机外壳的两个半体(half)的分界线处汇合在一起的凸缘面附近。目前，可向整个压缩机外壳提供一种形式为环绕的补缀环(patch ring)的修补，该补缀环以内切方式加装到压缩机外壳中。

发明内容

根据一方面，本发明提供了一种压缩机外壳，其包括在限定分界线并限定中空内部的凸缘面处接合在一起的两个半体。环钩位于该压缩机外壳的内部。压缩机外壳材料在定子环钩部位处缺失，以从凸缘面之一的沿着定子环钩并包括定子环钩缺失材料区段的部位形成缺失材料空间。补缀插块(plug)从一个凸缘面滑动到该空间中。该补缀插块的形状与缺失材料空间的形状互补并相互配合在该缺失材料空间中，在两个半体结合在一起的情况下，补缀插块的一端位于该一个凸缘面处，以面向压缩机外壳的相对的半体。紧固件将补缀插块紧固在压缩机外壳上并从压缩机外壳的内部贯通补缀插块延伸至压缩机外壳。

根据另一方面，本发明提供了一种修补涡轮压缩机外壳定子环钩的损坏区段的方法。该压缩机外壳具有中空内部并被设为在限定分界线的凸缘面处接合在一起的两个半体。环钩位于该压缩机外壳的内部。该方法包括在定子环钩部位除去压缩机外壳的材料以形成缺失材料空间。这种材料除去包括从凸缘面之一的沿着定子环钩并包括定子环钩的损坏区段的部位除去压缩机外壳材料。该方法包括使补缀插块从该一个凸缘面滑动到该空间中。该补缀插块的形状与缺失材料空间的形状互补并相互配合在该缺失材料空间中，当压缩机外壳的两个半体结合在一起时补缀插块的一端位于该一个凸缘面处，以面向压缩机外壳的相对的半体。该方法包括通过紧固件将补缀插块紧固在压缩机外壳上，该紧固件从压缩机外壳的内部贯通补缀插块延伸至压缩机外壳。

附图说明

在阅读以下参照附图进行的描述后，本发明的前述和其它方面对于本发明所涉及的领域的技术人员来说将变得显而易见，在附图中：

图1是根据本发明的一方面的包括补缀插块修补件的示例压缩机外壳的透视图；

图2是可包括根据本发明的一方面所修补的压缩机外壳的示例涡轮的一部分的剖面图；

图3是图1的压缩机外壳的一部分的放大图，该部分具有根据本发明的一方面的补缀件；

图4是图1所示的示例压缩机外壳的半体的一部分和示例补缀插块的透视图；

图5是图4所示的压缩机外壳半体的进一步放大的视图，移除了补缀插块以显示从压缩机外壳自其除去材料以容纳补缀插块的空间；以及

图6是示例补缀插块的透视图。

具体实施方式

结合了本发明的一个或多个方面的示例实施例进行了描述并在附图中示出。这些示出的实例并非意图成为对本发明的限制。例如，可在其它实施例以及甚至其它类型的设备中利用本发明的一个或多个方面。此外，特定术语仅为了方便而在文中使用并且不应视作为对本发明的限制。再者，在附图中，采用相同参考标号来表示相同元件。

图1示出了中空、管状压缩机外壳10的实例。压缩机外壳10为涡轮发动机12的一部分，如图2所示。涡轮发动机12具有作为定子14的一部分的压缩机外壳10，并且该发动机具有可旋转地安装在定子内的一个或多个转子16。转子16具有周向成排地设置的叶片18。各叶片18从根部沿径向向外延伸至尖端。压缩机外壳10收容周向排上的定子叶片19。各定子叶片从根部沿径向向内延伸至尖端。压缩机外壳10收容转子16，使得转子叶片18在压缩机外壳内旋转。应该理解，存在大量的转子叶片18。通常，在叶片尖端与压缩机外壳10的内表面之间存在最小的间隙，用以提高发动机效率等。与涡轮发动机12的具体结构、叶片数量、尺寸等相关的精确细节并非对本发明的限制。然而，应该承认的是，压缩机10的中空内部28是以与尺寸相关的高精度构造和构成的。

回到图1，注意的是，压缩机外壳10由两个半体30、32构成，它们固定在一起以提供具有中空内部28的管状形状。两个压缩机外壳半体30、32在相对面向的凸缘34、36处沿分界线40汇合在一起。凸缘34、36分别包括多个对准的开口用以容纳螺栓等以便将两个半体固定在一起。当然，也可采用其它和/或另外的固定装置。

在压缩机外壳10内的是一连串的内表面外形(contour)42，它们沿着压缩机外壳的轴线44间隔开并且与叶片19紧密邻近地相匹配。一个具体的内表面外形为压缩机外壳定子环钩46，其位于压缩机外壳10的轴向端部(即，位于压缩机外壳的中空内部的开口处)。由于位于端部，故压缩机外壳定子环钩46在一定程度上露出并容易在运输、定位和组装期间损坏。例如，压缩机外壳10的半体30、32比较重，并且有可能在运输、定位或组装期间，压缩机外壳半体(例如，30)将会意外地接合某物(例如，处于未对准状态的另一半体32)并且压缩机外壳半体的重量将导致压缩机外壳定子环钩46变形/损坏。此类变形/损坏的实例有弯曲或开裂(chipping)。其它实例包括因加工引起的误加工和铸造缺陷。可以理解的是，鉴于与尺寸以及与叶片的相互作用相关的高精度，变形/损坏可能造成问题。

本发明的一方面是在压缩机外壳定子环钩46的损坏部位处提供补缀插块50。图1中的圆圈区域着重显示了位于压缩机外壳10上的补缀插块50。转到图3，更好地示出了补缀插块50的安置。具体而言，补缀插块50定位在压缩机外壳定子环钩46处。同样，根据本发明的一方面，补缀插块50定位成邻近压缩机外壳10的半体(例如，30)的凸缘(例如，34)的面56。应记得的是，两个压缩机外壳半体30、32在分界线40处汇合在一起。

应当注意的是，在通过附图提供的所示实例中，补缀插块50位于第一压缩机外壳半体30上。将应理解的是，补缀插块50可位于第二压缩机外壳半体32上。

转向补缀插块50的一些细节，将注意力集中到图4。一方面在于，与压缩机外壳定子环钩46的整个周向距离尺寸相比，补缀插块50比较小或比较短。补缀插块的具体长度将取决于压缩机外壳定子环钩46上的损坏区域的尺寸。当然，在图中所示的已提供的实例中，损坏区域已被除去并且在下面进一步说明。除去材料可通过简单的紧凑型加工、钻削、磨削等完成。材料的除去形成缺失材料空间。当然，缺失材料空间可通过其它技术产生。

补缀插块50的径向向内轮廓与压缩机外壳定子环钩46的向内轮廓相同。因此，在一方面，补缀插块成为并提供为压缩机外壳定子环钩46的一部分。如观察图3和图4所最好理解的那样，补缀插块50的端面是平的，从而与凸缘面56处于同一平面中。应该理解的是，补缀插块50的端面将大体上邻接相对的压缩机外壳半体32的相对的面。这种与相对的面的邻接在图3中最好地示出。在所示的实例中，补缀插块50还包括在凸缘面56处与压缩机外壳半体30中的沟槽62对准的沟槽区段60(图4中最好地示出)。凸缘面56中的沟槽62用于容纳叶片保持部件，而补缀插块50中的沟槽区段60则复制/仿效该功能。

应该理解的是，为了将补缀插块50安置在压缩机外壳半体30上，压缩机外壳10的位于压缩机外壳定子环钩46处的部分必须被除去以提供用于容纳补缀插块50的空间70。图5显示了在从压缩机外壳10除去材料后形成的空间70的实例。在所示的实例中，材料的除去使得压缩机外壳的剩余材料部分72和补缀插块50匹配在一起。具体而言，图5所示的空间70与图6的示例补缀插块50的对比提供了对匹配在一起的能力的理解。因此，空间70和补缀插块50相互配合并且互补。这种匹配提供了保持功能。

在图6所示的实例中，补缀插块50具有轨道74、76。具体而言，轨道74、76沿着补缀插块50延伸并沿着压缩机外壳10的环向78延伸。在从压缩机外壳10除去材料后所形成的空间70包括用于补缀插块轨道74、76的轨道容纳区段80、82。在所示的实例中，除去材料的空间70具有两个轨道容纳区段，分别确定为第一区段80和第二区段82。该第一轨道容纳区段80位于剩余材料部分72的材料区段84附近，使得可将第一轨道容纳区段80视为槽。除去材料的第二轨道容纳区段82与压缩机外壳10的轴向端部相邻并位于剩余材料部分72的材料区段82的径向外部。区段的定向使得补缀插块50通过沿环向78的移动而安置在压缩机外壳10上。具体而言，通过补缀插块轨道74、76滑动到区段80、82中，补缀插块50从敞开的凸缘侧滑动到空间70内。

在补缀插块50位于压缩机外壳10上(参见图4)的情况下，剩余(即，未除去的)材料部分72的材料区段84处在补缀插块的第一轨道74与压缩机外壳10的轴向端部之间。因而，材料区段84阻挡并防止补缀插块50从压缩机外壳10沿轴向向外直接移动(即，阻挡沿离开压缩机外壳的端部向外的方向的移动)。同样，在补缀插块50的第二轨道76定位在材料区段84的径向外部的情况下，未除去的材料阻挡并防止第二轨道的径向向内移动。同样，材料区段84以及定位在补缀插块50轴向下方的压缩机外壳10本身的其余部分防止该补缀插块沿轴向向内(即，离开轴向端部进一步进入压缩机外壳10中)移动。

应该理解的是，在所示的实例中，剩余材料部分72实际上是在除去部分材料后剩下的部分。剩余材料部分72以及第一和第二轨道容纳区段80、82具有可不同于所示实例的形状和构造。同样，可提供不同数量的轨道容纳区段。总之，不论如何修改形状和构造，都可提供保持补缀插块的一定功能。

在所示的实例中，贯通补缀插块50设置了紧固件容纳开口90(图6)，并且在压缩机外壳10中位于剩余材料部分72处设置了紧固件容纳开口(92)。紧固件94(参见图4)延伸穿过贯通补缀插块50的开口90并延伸到压缩机外壳10中的开口92中，以将补缀插块50紧固/保持在压缩机外壳上。紧固件94可提供在径向向内方向和轴向(相对于压缩机外壳10沿轴向向外和向内)上的保持功能。然而，由于轨道74、76与压缩机外壳10的匹配，紧固件94不需要支承可促动补缀插块50相对于压缩机外壳移动的所有可能的力。一些或甚至全部此类移动促动力可在轨道74、76与压缩机外壳10之间的相互作用处产生。力的支承可取决于方向。例如，紧固件94可仅在径向向内的方向上支承一些移动促动力，并且该紧固件在轴向上支承较小的移动促动力或未支承移动促动力。

在一个实例中，紧固件94为螺纹式部件，同时压缩机外壳10的开口92中具有相对应的螺纹。同样，在一个实例中，贯通补缀插块50的开口90可具有复合直径，使得紧固件94的头部可凹进而埋入补缀插块内(即，以便不会沿径向向内突出)。同样，在一个实例中，压缩机外壳10中的开口92未贯穿延伸至压缩机外壳上的径向向外的表面98(参见图4)。因此，开口92为盲孔。在采用盲孔作为开口92的情况下，不会在补缀插块部位处与压缩机外壳10的内侧之间传递气体、压力等。

应当注意的是，紧固件94可根据所述实例进行修改。有可能的是，紧固件94甚至可以是粘合剂或包括粘合剂。注意的是，不论所采用的紧固件如何，本发明的一方面在于紧固件未支承由于轨道的匹配关系而引起的任何全部的移动促动力。在一个实施例中，紧固件被永久地附接和固定。

当然，一旦将压缩机10的两个半体30、32匹配和固定在一起，则进一步阻挡了补缀插块50移动。具体而言，阻挡和防止了补缀插块50沿着其引导路线向后滑出。因此，补缀插块50不能从缺失材料空间70沿环向78移(即，滑)出。

因此，应当理解的是，本发明的一方面是一种修补涡轮压缩机外壳定子环钩的损坏区段的方法。该压缩机外壳具有中空内部并提供为在限定分界线的凸缘面处接合在一起的两个半体。环钩位于该压缩机外壳的内部。该方法包括在定子环钩部位处除去压缩机外壳的材料以形成缺失材料空间。该步骤包括从凸缘面之一的沿着定子环钩并包括定子环钩的损坏区段的部位除去压缩机外壳材料。补缀插块从该凸缘面滑动到该空间中。补缀插块的形状与除去材料的空间的形状互补并相互配合在除去材料的空间中。当压缩机外壳的两个半体结合在一起时，补缀插块的端部位于该一个凸缘面处，以面向压缩机外壳的相对的半体。补缀插块通过紧固件而紧固在压缩机上，该紧固件从压缩机外壳的内部贯穿补缀插块而延伸至压缩机外壳。

对于此类方法的一些具体示例包括具有轨道的补缀插块，并且除去压缩机的材料的步骤包括除去材料以形成用于补缀插块轨道的空间。使补缀插块滑动到该空间中的步骤因此包括使补缀插块轨道滑动到用于补缀插块轨道的空间中。

对于此类方法的另一具体示例是，将补缀插块紧固在压缩机上的步骤包括延伸紧固件使得紧固件不会穿透至压缩机外壳的外侧。在一个具体实例中，紧固件为螺钉，并且将补缀插块紧固在压缩机上的步骤包括永久地固定螺钉以防止松脱。

对于具有长形沟槽的该一个凸缘面以及具有与该长形沟槽互补的沟槽区段的补缀插块而言，作为又一实例，使补缀插块滑动到该空间中的步骤包括将沟槽区段与长形沟槽对准。

插块的材料可与压缩机外壳的材料匹配。然而，有可能的是，插块的材料可不同于压缩机外壳的材料。插块通常比较小，因而能够被精确加工至所需的规格并运输至修补地点。

本发明已参照上述示例实施例进行了描述。在阅读并理解本说明书后，其他人将会想到改型和变型。结合了本发明的一个或多个方面的示例实施例意图包括一定程度上处在所附权利要求的范围内的所有此类改型和变型。

Claims (10)

1.一种压缩机外壳，包括：

在限定分界线并限定中空内部的凸缘面处接合在一起的两个半体，环钩位于所述压缩机外壳的内部，压缩机外壳材料在所述定子环钩部位处缺失，以从所述凸缘面之一的沿着所述定子环钩并包括定子环钩缺失材料区段的部位形成缺失材料空间；

从所述一个凸缘面滑动到所述空间中的补缀插块，所述补缀插块的形状与所述缺失材料空间的形状互补并且相互配合在所述缺失材料空间中，所述补缀插块的一端位于所述一个凸缘面处，以面向具有结合在一起的两个半体的所述压缩机外壳的相对的半体；以及

紧固件，其将所述补缀插块紧固在所述压缩机外壳上并从所述压缩机外壳的内部贯通所述补缀插块延伸至所述压缩机外壳。

2.根据权利要求1所述的压缩机外壳，其特征在于，所述补缀插块包括轨道，所述压缩机外壳的缺失材料空间包括空间区段，并且所述补缀插块的轨道位于所述空间区段中。

3.根据权利要求1所述的压缩机外壳，其特征在于，所述紧固件未穿透所述压缩机外壳。

4.根据权利要求3所述的压缩机外壳，其特征在于，所述紧固件为永久地固定以防松脱的螺钉。

5.根据权利要求1所述的压缩机外壳，其特征在于，所述一个凸缘面包括长形沟槽，所述补缀插块包括与所述长形沟槽互补的沟槽区段，并且所述沟槽区段与所述长形沟槽对准。

6.一种修补涡轮压缩机外壳定子环钩的损坏区段的方法，所述压缩机外壳具有中空内部并提供为在限定分界线的凸缘面处接合在一起的两个半体，所述环钩位于所述压缩机外壳的内部，所述方法包括：

在所述定子环钩部位处除去所述压缩机外壳的材料以形成缺失材料空间，包括从所述凸缘面之一的沿着所述定子环钩并包括所述定子环钩的损坏区段的部位除去压缩机外壳材料；

使补缀插块从所述一个凸缘面滑动到所述空间中，所述补缀插块的形状与所述缺失材料空间的形状互补并且相互配合在所述缺失材料空间中，当所述压缩机的两个半体结合在一起时，所述补缀插块的一端位于所述一个凸缘面处用以面向所述压缩机外壳的相对的半体；以及

通过紧固件将所述补缀插块紧固在所述压缩机外壳上，所述紧固件从所述压缩机外壳的内部贯通所述补缀插块延伸至所述压缩机外壳。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述补缀插块具有轨道，除去所述压缩机外壳的材料的步骤包括除去材料以形成用于所述补缀插块轨道的空间，以及使所述补缀插块滑动到所述空间中的步骤包括使所述补缀插块轨道滑动到用于所述补缀插块轨道的空间中。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述补缀插块紧固在所述压缩机外壳上的步骤包括延伸所述紧固件使得所述紧固件不会穿透所述压缩机外壳。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述紧固件为螺钉，以及将所述补缀插块紧固在所述压缩机外壳上的步骤包括永久地固定所述螺钉以防止松脱。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述一个凸缘面具有长形沟槽，所述补缀插块具有与所述长形沟槽互补的沟槽区段，将所述补缀插块滑动到所述空间中的步骤包括使所述沟槽区段与所述长形沟槽对准。

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