CN104121045B - 用于定位燃气涡轮的转子的装置和燃气涡轮 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于定位燃气涡轮的转子的装置和燃气涡轮。具体而言，涉及用于定位燃气涡轮转子(2)的装置(10)，该装置(10)线性地促动活塞杆(11)，该活塞杆(11)通过其端部来促动棘齿轮(1)，该棘齿轮(1)移动燃气涡轮转子(2)，该装置(10)包括偏心轮(12)和同步马达(14)，使得该活塞杆(11)通过连接于该同步马达(14)的该偏心轮(12)来运动。该装置(10)还包括增量计数器(22)，该增量计数器(22)控制同步马达(14)的角度位置。

Description

用于定位燃气涡轮的转子的装置和燃气涡轮
技术领域
本发明涉及以精确的方式定位燃气涡轮转子的机电装置。
背景技术
在燃气涡轮的有效寿命期间，需要维护操作以用于保证涡轮自身的正确功能。在这些定期操作期间，完成控制和检查且替换受损或磨损零件或构件。
涡轮的最多遭受磨损的零件为涡轮叶片，因为它们在高温下经受机械应力，并且因热气体而遭受热腐蚀，涡轮利用该热气体进行操作。因而，需要涡轮叶片的定期检查以控制它们的完整性和功能性。在程序化维护操作期间，为了能够检查涡轮叶片，通常需要旋转涡轮叶片，这通过旋转整个涡轮转子来完成。这特别是在检孔镜检查的情况下施行，在该情况下，从发电机分离涡轮，以便可通过检孔镜来检查叶片。
在检孔镜检查期间，(尤其是大型燃气涡轮的)大型涡轮机械转子需要以非常低的转速旋转，并且旋转至准确的位置，以便在转子上精确地执行操作，诸如机械性转子维护、转子平衡或转子对准。通常，检孔镜用于此种检查工作，其中待检查区域不能够通过其他器件接近：检孔镜为光学装置，其包括用于待检查的远处对象的照明的照明器件，使得被照明对象的内部图像被获取并且还被放大以呈现至观察者的眼睛。
检孔镜通常用于工业燃气涡轮的目视检查中，因为燃气涡轮由于安全和维护要求而要求特别的注意。检孔镜检查可用于防止不必要的维护，不必要的维护对于燃气涡轮而言可变为极昂贵的。由于降低的可视性，故需要旋转涡轮的转子(轴)以能够检查其全部叶片。通常，手动地促动转子，因为它不能够接近，然后通过作用在已在加载接头处分离的涡轮轴的部分上来手动地旋转低压涡轮的轴。
在现有技术水平下，已知用于涡轮机检查的不同检孔镜装置。例如，文献EP 2495553 A2公开了用于涡轮机叶片检查的便携式检孔镜组件。在本领域中，还已知文献US 2012/0204395 A1，其公开用于通过使用检孔镜来检查并且/或者修理燃气涡轮发动机中的构件的方法。而且，文献US 2012/0285226 A1公开了一种系统，其具有应用于涡轮中的内部构件表面的一部分的磨损指示标记，该标记能够通过检孔镜检查来可视地辨别。在本领域中还知道，根据文献EP 1749979 A2，为一种系统，其包括曲柄旋转机构，该曲柄旋转机构具有减速器组以用于(特别是手动地)旋转涡轮轴，以允许借助于检孔镜的叶片检查。然而，全部这些现有技术文献已提及手动地移动涡轮的转子(轴)，因而不精确且成本高并耗费时间。
在本领域已知的一种用于旋转涡轮轴的系统例如在文献US 4193739中示出，其中用于旋转燃气涡轮发动机的转子的装置被公开以用于检查目的，包括将空气射流引导到叶片上以转动转子的喷嘴。而且，该装置包括杆，该杆可轴向地运动且可停止转子。然而，该系统是不精确的且还需要人的运用，这使得它成本高且耗费时间。而且，该系统不能够提供转子速度的可变速度控制，以便精确地影响燃气涡轮中的检孔镜检查。
在本领域中还已知文献US 2010/0280733 A1，其示出燃气涡轮，该燃气涡轮的转子速度通过控制器来控制，以便通过控制转子速度来控制转子的停机。同样，此种系统不可适用于精确的检孔镜检查，在该检查中，需要转子的精确且特定的定位。而且，检孔镜检查要求可变速度(首先是较高速度，且然后在完成更精确的接近时为较低速度)，这可由该系统提供。
为了移动燃气涡轮转子，已知利用液压装置，通常为液压缸，通常包括利用油的促动在缸内运动的活塞。从该装置获得的不定向力促动具有线性和径向运动二者的转子支撑轮。此种装置的问题为由于其由油促动，故难以控制其运动。而且，油不是优选使用的促动介质，因为清洁必须在常规基础上完成，这因而要求时间和额外的成本。
因此，提供能够促动燃气涡轮转子的用于燃气涡轮的系统，使得转子可被远程且自动地以可变速度转动且停止于特定且精确的位置是一个优点。
本发明涉及提供这些需要。
发明内容
本发明涉及用于以精确的方式定位燃气涡轮转子的机电装置。根据本发明的机电装置包括驱动机构，该驱动机构具有能够线性地运动的活塞杆，该活塞杆促动棘齿轮以用于旋转，所述棘齿轮联接于该燃气涡轮转子。本发明的机电装置还包括偏心轮和驱动器件，使得该活塞杆通过该偏心轮来运动。动作控制器计算从驱动器件的旋转运动到杆的线性运动的三角轨迹转换，且动作控制器计算所限定的线性力所需的转矩。
本发明的装置允许可变速度以及线性地施加到棘齿轮中的力检测。
本发明的装置的旋转促动器通常包括同步马达，从而允许其角度位置的精确控制。
附图说明
通过当结合附图时参考下列详细说明，更好地理解本发明的前述目标和附随优点中的许多，因而将更容易地认识到它们的重要性。
图1示出根据燃气涡轮构造内的本发明的用于定位燃气涡轮转子的机电装置的构造的示意图。
具体实施方式
本发明涉及用于以精确的方式定位燃气涡轮转子2的装置。该装置包括活塞杆11，活塞杆11线性地移动其棘齿轮1，棘齿轮1移动燃气涡轮转子2。驱动机构10包括偏心轮12和驱动器件(优选为同步马达14)。活塞杆11通过连接于同步马达14的偏心轮12来运动。
驱动机构10的同步马达14通过增量计数器来允许其角度位置的精确控制。
频率转换器21可改变同步马达14的转速，该转速决定活塞杆11的速度和位置以及同步马达的输出转矩，该输出转矩允许所施加的线性力的限定。
从同步马达14的旋转运动到活塞杆11的线性运动的三角轨迹转换通过动作控制器20来进行。
通过根据本发明的定位装置，转子2可在其周向位置上精确地进行调节。
由本发明的装置提供的主要优点中的一些如下：
- 获得转子2的更精确定位；
- 仅需要一个人用于进行检孔镜检查；
- 由于没有人需要作用在转子2上或手动地转动它，故受伤的风险极大地最小化；
- 可实现热的检孔镜检查；
- 燃气涡轮转子2可以以更可变的方式转动。
虽然已结合优选实施例充分地说明了本发明，但明显的是，可在其范围内引入更改，而不将其认为是由这些实施例限制，而是由下列权利要求的内容限制。
参考数字
1 棘齿轮
2 转子
10 驱动机构
11 活塞杆
12 偏心轮
14 驱动器件，同步马达
20 动作控制器
21 频率转换器
22 增量计数器。

Claims (7)

1.一种用于定位燃气涡轮的转子(2)的装置，包括驱动机构(10)，所述驱动机构(10)具有能够线性地运动的活塞杆(11)，所述活塞杆(11)促动棘齿轮(1)以用于旋转，所述棘齿轮(1)联接于所述转子(2)，驱动器件(14)用于所述活塞杆(11)的线性运动，其特征在于：所述驱动器件(14)由动作控制器(20)控制，所述动作控制器(20)计算从所述驱动器件(14)的旋转运动到所述活塞杆(11)的线性运动的三角轨迹转换，并且所述动作控制器(20)计算所限定的线性力所需的转矩。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述动作控制器(20)包括频率转换器(21)，所述频率转换器(21)改变所述驱动器件(14)的转速，该转速决定所述活塞杆(11)的速度和行程。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述频率转换器(21)改变所述驱动器件(14)的输出转矩，该输出转矩允许所述活塞杆(11)的施加线性力的限定。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述驱动器件(14)为同步马达。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述驱动机构(10)还包括增量计数器(22)，所述增量计数器(22)控制所述同步马达的角度位置。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，它还包括线性地促动活塞杆(11)，所述活塞杆(11)通过其端部来促动棘齿轮(1)，所述棘齿轮(1)移动所述燃气涡轮的转子(2)，并且所述驱动机构(10)包括偏心轮(12)和同步马达，使得所述活塞杆(11)通过连接于所述同步马达的所述偏心轮(12)来运动。
7.一种燃气涡轮，包括权利要求1至6中的任一项所述的装置。
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