CN104345440A - 管道镜组件和安装管道镜塞的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种管道镜组件和安装管道镜塞的方法，该管道镜组件包括第一管道镜塞，该第一管道镜塞包括第一外周几何形状部分。还包括第二管道镜塞，该第二管道镜塞包括第二外周几何形状部分，该第二外周几何形状部分与第一外周几何形状部分不同。还包括第一管道镜孔，该第一管道镜孔包括第一孔几何形状部分，该第一孔几何形状部分与第一管道镜塞的第一外周几何形状部分相对应。还包括第二管道镜孔，该第二管道镜孔包括第二孔几何形状部分，该第二孔几何形状部分与第二管道镜塞的第二外周几何形状部分相对应。

Description

管道镜组件和安装管道镜塞的方法

技术领域

本发明中所公开的主题涉及例如用于涡轮机组件中的那些的管道镜组件，以及安装管道镜塞的方法。

背景技术

管道镜用于目视检查涡轮机组件(例如燃气涡轮发动机)的内部部件。管道镜典型地被插入穿过通向感兴趣的内部位置的被置于静态结构的位置处的管道镜孔。这种插入发生在停机期间。当涡轮机组件操作时，管道镜孔必须被塞住并且密封以减少或防止热气体从涡轮机放出从而造成总体系统性能和/或安全问题。通过管道镜塞来完成孔的塞住。典型地，管道镜孔的直径类似，但是长度发生变化。类似地，将被插入到管道镜孔中的管道镜塞的直径类似，但是长度发生变化。维修人员必须小心使用，以保证给定长度的管道镜塞不被插入到具有不同长度的管道镜孔中。不正确的插入可能由于短的塞具有不正确密封的趋势的事实而产生泄漏路径。此外，不正确的插入可能造成长的管道镜塞(相对于管道镜孔)在插入期间弯曲的情况。该不正确的组装条件还可能造成泄漏、拆卸问题、和停机期间的延迟。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种管道镜组件包括第一管道镜塞，该第一管道镜塞包括第一外周几何形状部分。还包括第二管道镜塞，该第二管道镜塞包括第二外周几何形状部分，该第二外周几何形状部分与第一外周几何形状部分不同。还包括第一管道镜孔，该第一管道镜孔包括第一孔几何形状部分，该第一孔几何形状部分与第一管道镜塞的第一外周几何形状部分相对应。还包括第二管道镜孔，该第二管道镜孔包括第二孔几何形状部分，该第二孔几何形状部分与第二管道镜塞的第二外周几何形状部分相对应。

所述管道镜组件布置于燃气涡轮机组件中。

根据本发明的另一个方面，一种用于涡轮机组件的管道镜组件包括多个管道镜塞，所述多个管道镜塞均包括主要塞部和沿该主要塞部布置的轴环，其中所述多个管道镜塞中的每一个管道镜塞的轴环都包括与剩余轴环的外周几何形状不同的外周几何形状。还包括多个管道镜孔，所述多个管道镜孔均包括与所述多个管道镜塞中的一个管道镜塞的轴环的外周几何形状相对应的孔几何形状。

所述轴环与所述主要塞部整体形成。或者，所述轴环可操作性地联接到所述主要塞部。

所述管道镜组件还包括插入件，所述插入件布置于所述多个管道镜孔中的每一个管道镜孔内。所述插入件包括切口部分，所述切口部分限定所述多个管道镜孔中的每一个管道镜孔的孔几何形状。所述插入件与所述多个管道镜孔中的每一个管道镜孔整体形成；或者，所述插入件可操作性地联接到所述多个管道镜孔中的每一个管道镜孔的孔壁。

所述外周几何形状包括多边形。所述多边形由至少三条边限定。

根据本发明的又一个方面，一种燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧器组件、涡轮、以及管道镜组件。该管道镜组件包括第一管道镜塞，该第一管道镜塞包括第一外周几何形状部分。该管道镜组件还包括第二管道镜塞，该第二管道镜塞包括第二外周几何形状部分，该第二外周几何形状部分与第一外周几何形状部分不同。该管道镜组件还包括第一管道镜孔，该第一管道镜孔包括第一孔几何形状部分，该第一孔几何形状部分与第一管道镜塞的第一外周几何形状部分相对应。该管道镜组件还包括第二管道镜孔，该第二管道镜孔包括第二孔几何形状部分，该第二孔几何形状部分与第二管道镜塞的第二外周几何形状部分相对应。

通过下文结合附图的描述，这些和其它的优点以及特征将变得更加显而易见。

附图说明

被认为是本发明的主题在说明书结尾处的权利要求书中特别指出并且明确要求保护。通过下文结合附图的详细描述，本发明的上述和其它的特征以及优点是显而易见的，在附图中：

图1是涡轮机组件的示意图；

图2是涡轮机组件的涡轮部段的示意图；

图3是管道镜组件的横截面图；

图4是管道镜组件的管道镜塞；

图5是管道镜塞的轴环；以及

图6是结合管道镜组件使用的多个示例性几何形状。

参照附图通过例子的详细描述解释了本发明的实施例以及优点和特征。

具体实施方式

参照图1，示意性地示出了根据本发明的示例性实施例构建的涡轮机组件，例如燃气涡轮发动机10。该燃气涡轮发动机10包括压缩机部段12以及以筒环形阵列布置的多个燃烧器组件，所述多个燃烧器组件中的一个被示为14。如图所示，燃烧器14包括端盖组件16，该端盖组件16密封并且至少部分地限定燃烧部段18。在一个实施例中，多个喷嘴20-22由端盖组件16支承并且延伸至燃烧部段18中。喷嘴20-22通过公共的燃料进口(未示出)接收燃料，并且从压缩机部段12接收压缩空气。应当领会，本发明独立于燃烧系统的细节，并且为了讨论的目的而参照筒环形系统。燃料和压缩空气通入燃烧部段18中并且点燃，以形成用于驱动涡轮部段24的高温高压的燃烧产物或气流。涡轮部段24包括多个级26-28，所述多个级26-28由壳体32包绕并且通过压缩机/涡轮轴30(也被称为转子)操作性地连接至压缩机部段12。

在操作中，空气流入压缩机部段12中并且被压缩成高压气体。高压气体被供给至燃烧器14并且在燃烧部段18中与燃料(例如天然气、燃料油、过程气体和/或合成气体(合成气))混合。燃料-空气或可燃混合物点燃以形成高压高温的燃烧气流。在任何情况下，燃烧器14都将燃烧气流引导至涡轮部段24，该涡轮部段24将热能转化成机械旋转能。

参照图2，更详细地示出了涡轮部段24的壳体32。壳体32大体表示包绕并且至少部分地限定涡轮部段24的内部区域的结构。壳体32可以是统一的结构或者可以由多个段形成，例如双壳体，所述双壳体包括可操作性地彼此联接的外部壳体34和内部壳体36。如图所示，例如，涡轮部段24的内部部件包括多个喷嘴叶片38以及转子叶片40。如上所述，内部部件被壳体32以及图示实施例中的至少一个护罩42包绕。

多个管道镜塞44设置于延伸穿过至少一个护罩42或穿过喷嘴外部侧壁的多个管道镜孔46内，如图所示。尽管被示为和描述成延伸穿过至少一个护罩42，但是应当领会，在某些实施例中，多个管道镜孔46延伸穿过壳体32，或者备选地穿过壳体32和至少一个护罩42的组合。无论如何，应当理解，多个管道镜孔46延伸穿过外部结构，以提供可以用于监测涡轮部段24的内部部件的管道镜或其它检查装置的入口。尽管结合涡轮部段24来讨论本说明书中所描述的多个管道镜孔46的位置，但是燃气涡轮发动机10的任何部分都可以通过使用本说明书中所描述的实施例而受益。例如，压缩机部段12可以包括在燃气涡轮发动机10的操作期间需要被塞住的多个管道镜孔46。

多个管道镜孔46中的每一个管道镜孔46都典型地具有不同的长度，原因是其定位在整个涡轮部段24中不同的轴向位置处。多个管道镜孔46可以具有类似的直径或周长，然而，能够构想不同的直径和周长。为了在燃气涡轮发动机10操作期间密封多个管道镜孔46，多个管道镜塞44被插入到多个管道镜孔46中。如上所述，多个管道镜孔46穿过壳体32和/或至少一个护罩42从第一端部50延伸至第二端部52，其中第二端部52暴露将被检查的涡轮部段24的内部区域。根据特定的应用，可以包括不同数量的管道镜孔。在示例性实施例中，示出了四个管道镜孔以及相关联的管道镜塞，但是能够构想更多或更少的管道镜孔以及相关联的管道镜塞。为了讨论的目的，具体标注了第一管道镜塞54和第二管道镜塞56。

现在结合图2参照图3至图5，更详细地示出了第一管道镜塞54和第一管道镜孔58。第一管道镜孔58延伸穿过外部静态结构(例如至少一个护罩42)，并且第一管道镜塞54布置于该第一管道镜孔58中。为了保证正确的管道镜塞被插入到第一管道镜孔58中，总体组件中包括形状独特的特征。具体而言，第一管道镜塞54包括典型地成圆柱形的第一主要塞部55，但是能够构想其它备选的横截面形状。轴环60与第一主要塞部55整体形成或者操作性地联接到第一主要塞部55。轴环60的外部表面62包括第一外周几何形状部分64。第一插入件70与第一管道镜孔58的孔壁72整体形成、或者操作性地联接到第一管道镜孔58的孔壁72。第一插入件70包括切口部分74，该切口部分74限定第一孔几何形状部分76。第一孔几何形状部分76和第一外周几何形状部分64彼此相对应，使得仅具有带有第一外周几何形状部分64的轴环60的管道镜塞能够被插入穿过第一插入件70的切口部分74。相对于切口部分74的第一孔几何形状部分76，由于不匹配的几何形状，具有不同的外周几何形状的轴环不能通过第一插入件70的切口部分74，由此降低或防止除了第一管道镜塞54之外的管道镜塞被插入到第一管道镜孔58中的能力。例如，第二管道镜塞56(图2)比第一管道镜塞54短并且将无效地密封第一管道镜孔58。因此，第二管道镜塞56包括第二轴环80，该第二轴环80具有与第二管道镜孔86的第二孔几何形状部分84相对应的第二外周几何形状部分82。不同的几何形状防止第一管道镜塞54插入到第二管道镜孔86中。相反地，第二管道镜塞56不能被插入到第一管道镜孔58中。

任何数量的所构想的几何形状都可以用于管道镜塞和管道镜孔。在一个实施例中，所述几何形状是多边形90(图6)并且能够处于限定多边形的边数的范围内。例如，具有处于从三到九的范围内的边的多边形，然而，具有更多边的多边形也可能是合适的。所采用的特定几何形状可以发生变化。重要的方面涉及每一个管道镜塞都包括与特定的管道镜孔几何形状相对应的不同的外部几何形状部分的原理。

相应管道镜塞和管道镜孔的不同的几何形状部分指的是包括特定几何形状的管道镜塞和管道镜孔的部分。在上文所描述和图示的实施例中，采用具有切口部分的插入件。管道镜塞的轴环必须通过切口部分，以变得完全插入到管道镜孔中。插入件和轴环可以分别操作性地联接到多个管道镜孔46以及多个管道镜塞44，或者分别与所述多个管道镜孔46以及多个管道镜塞44整体形成。在备选实施例中，不同的几何形状可以是管道镜孔几何形状和/或管道镜塞几何形状。换句话说，多个管道镜塞44以及/或者多个管道镜孔46可以包括将塞正确插入到孔中所需的不同的几何形状。

在操作中，多个管道镜塞44中的每一个管道镜塞44都被插入到多个管道镜孔46中的一个管道镜孔46中。为了将管道镜塞完全插入到正确的管道镜孔中，管道镜塞的外周几何形状部分必须配合、并且沿管道镜孔的孔几何形状部分滑动、并且/或者滑动穿过管道镜孔的孔几何形状部分。使用不同的几何形状降低了不正确的管道镜塞被插入到管道镜孔中的一个管道镜孔中的可能性，由此有利地提供多个管道镜孔46的正确密封并且避免对塞和/或涡轮部分24的内部部件的损坏。

尽管已经仅结合数量有限的实施例对本发明进行了详细描述，但是应当易于理解，本发明并不限于这种所公开的实施例。相反，能够将本发明修改成结合到目前为止并未进行描述但是与本发明的精神和范围相当的任何数量的改型、变型、替代或等同布置。此外，尽管已经对本发明的各个实施例进行了描述，但是应当理解，本发明的各个方面可以仅包括所描述的实施例中的一些。因此，本发明并不被视为受到以上描述的限制，而是仅仅通过所附权利要求的范围进行限定。

Claims (10)

1.一种管道镜组件，所述管道镜组件包括：

第一管道镜塞，所述第一管道镜塞包括第一外周几何形状部分；

第二管道镜塞，所述第二管道镜塞包括第二外周几何形状部分，所述第二外周几何形状部分与所述第一外周几何形状部分不同；

第一管道镜孔，所述第一管道镜孔包括第一孔几何形状部分，所述第一孔几何形状部分与所述第一管道镜塞的第一外周几何形状部分相对应；以及

第二管道镜孔，所述第二管道镜孔包括第二孔几何形状部分，所述第二孔几何形状部分与所述第二管道镜塞的第二外周几何形状部分相对应。

2.根据权利要求1所述的管道镜组件，其特征在于，所述管道镜组件还包括沿所述第一管道镜塞定位的第一轴环和沿所述第二管道镜塞定位的第二轴环，所述第一轴环限定所述第一外周几何形状部分并且所述第二轴环限定所述第二外周几何形状部分。

3.根据权利要求2所述的管道镜组件，其特征在于，所述第一轴环与所述第一管道镜塞整体形成。

4.根据权利要求2所述的管道镜组件，其特征在于，所述第一轴环可操作性地联接到所述第一管道镜塞。

5.根据权利要求1所述的管道镜组件，其特征在于，所述管道镜组件还包括第一插入件，所述第一插入件布置于所述第一管道镜孔内、并且具有限定所述第一孔几何形状部分的切口部分。

6.根据权利要求5所述的管道镜组件，其特征在于，所述第一插入件与所述第一管道镜孔整体形成。

7.根据权利要求5所述的管道镜组件，其特征在于，所述第一插入件可操作性地联接到所述第一管道镜孔的孔壁。

8.根据权利要求1所述的管道镜组件，其特征在于，所述第一外周几何形状部分和所述第一孔几何形状部分包括多边形。

9.根据权利要求8所述的管道镜组件，其特征在于，所述多边形由至少三条边限定。

10.一种燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机包括：

压缩机；

燃烧器组件；

涡轮；以及

管道镜组件，所述管道镜组件包括：

第一管道镜塞，所述第一管道镜塞包括第一外周几何形状部分；

第二管道镜塞，所述第二管道镜塞包括第二外周几何形状部分，所述第二外周几何形状部分与所述第一外周几何形状部分不同；

第一管道镜孔，所述第一管道镜孔包括第一孔几何形状部分，所述第一孔几何形状部分与所述第一管道镜塞的第一外周几何形状部分相对应；以及

第二管道镜孔，所述第二管道镜孔包括第二孔几何形状部分，所述第二孔几何形状部分与所述第二管道镜塞的第二外周几何形状部分相对应。