CN105377524B - 用于对涡轮机部件进行组装的方法和在这种方法期间所使用的组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将第一涡轮机部件和至少一个第二涡轮机部件进行组装的方法。组装方法包括以下步骤：将可硫化的弹性体注射到第一部件和第二部件之间的接合点处的注射区域(140)中，可硫化的弹性体优选地为能够在环境温度下被硫化的硅氧烷(145)，硅氧烷还被称为RTV硅氧烷；以及，对注射区域(140)进行局部加热，以便对可硫化的弹性体进行硫化。本发明还涉及一种在这种组装方法期间所使用的组件(20)。

Description

用于对涡轮机部件进行组装的方法和在这种方法期间所使用 的组件

技术领域

本发明涉及涡轮机部件的组装领域。

涡轮机的制造必然涉及到数个组装步骤，数个组装步骤中的一些是特别耗时并耗能的。

因此，本发明涉及一种用于对涡轮机部件进行组装的方法以及在该组装方法期间所使用的组件。

背景技术

已知的是，可硫化的弹性体能够用于对两个涡轮机部件进行组装，可硫化的弹性体诸如为能够在环境温度下被硫化的硅氧烷。

这种组件通常通过使用用于对涡轮机部件进行组装的方法而获得，该方法包括以下步骤：

-将第一部件和第二部件组装到支撑件上，

-将可硫化的弹性体注射到在第一部件和第二部件的接合点处所选定的注射区域处，可硫化的弹性体诸如为能够在环境温度下被硫化的硅氧烷，

-将支撑件以及第一部件和第二部件放置在100℃下的干燥箱中，并通常持续大约1小时，

-对支撑件以及第一部件和第二部件进行冷却，

-对第一部件和第二部件的组件进行拆卸。

尽管这种方法能够比在环境温度下的硫化更快地对弹性体进行硫化，但是这种方法仍具有一些缺点。

当待组装的部件非常大并且特别重时，使用干燥箱对支撑件和两个部件进行加热是特别耗能的。此外，对这种类型的较重的部件进行冷却所需要花费的时间可能超过2个小时，并且甚至超过4个小时。最后，应当注意的是，操作者必须将支撑件和待组装的所有的部件放置在干燥箱中，并且随后将它们移走。当这些部件很重并且很大时，这些操作对操作者来说是特别难的。

现有技术还包括通过使用暖室而不是干燥箱来执行加热步骤的方法。这种暖室由支撑件的盖或放置在支撑件上的覆盖层形成。盖或覆盖层包括加热系统以对支撑件和待组装的所有的部件进行加热，以便对弹性体进行硫化。

然而，尽管这种暖室系统限制了对支撑件和待组装的所有的部件的操作问题，但是与实现该硫化所使用的能量以及加热和冷却的时间有关的问题保持不变。

应当理解的是，由于内壳和外壳的质量和尺寸，上述的问题尤其存在于将导向轮叶从内壳和外壳进行组装的情况下，轮叶轮叶已经被固定在外壳上。

发明内容

本发明旨在克服这些缺点。

本发明的一个目的在于公开一种包括硫化步骤的组装方法，本发明的组装方法与根据现有技术的包括硫化步骤的组装方法相比具有更低的能耗。

本发明的另一目的在于公开一种具有硫化步骤的组装方法，用于本发明的组装方法的冷却步骤的持续时间与用于根据现有技术的包括硫化步骤的组装方法的冷却步骤的持续时间相比更短。

为此，本发明涉及一种用于将第一涡轮机部件和至少一个第二涡轮机部件进行组装的方法，所述方法包括以下步骤：

-将可硫化的弹性体注射到第一部件和第二部件之间的接合点处的注射区域中，可硫化的弹性体优选地为能够在环境温度下被硫化的硅氧烷，硅氧烷还被称为RTV硅氧烷，

-对注射区域进行局部加热，以便对可硫化的弹性体进行硫化。

《对注射区域进行局部加热，以便对可硫化的弹性体进行硫化》的步骤是以下的步骤：在该步骤中进行加热以便在注射区域中提供局部加热并因此防止对第一部件和第二部件进行过度加热。

因此，由于使用这种组装方法，所必需的是仅提供对注射区域进行加热所必须的能量，而不会对第一部件和第二部件进行过度加热。这种结果与根据现有技术的方法相比具有更低的能耗以及更短的加热时间和冷却时间。

第一部件和第二部件可以是两个环形部件，所述两个环形部件在组装之后形成涡轮机导向轮叶。

第一部件可以是导向轮叶的内壳，第二部件由外壳形成，轮叶已经预先组装在外壳上。

第一部件可以是导向轮叶的内壳，第二部件为轮叶。

由于导向轮叶中使用有质量特别大的部件，因此这种方法对于这种部件而言尤其有利。因此，能量和组装时间的获益是尤其有利的。

局部加热步骤能够通过使用包括支撑件和局部加热系统的组件而实现，所述支撑件用于第一部件和第二部件，局部加热系统包括加热区域，并且局部加热系统与支撑件相关联，使得在执行加热步骤时，加热区域面向注射区域。

因为加热区域直接面向注射区域，因此这种组件能够提供尤其有效的局部加热。

组件还能够充当在弹性体注射步骤期间所使用的组件支撑件。

因此，在进行注射之后，不需要对由第一部件和第二部件组成的组件进行处理。这可节省时间并可消除对操作者来说尤其困难的步骤。

局部加热步骤可通过使用加热元件来实施，所述加热元件以靠近注射区域的方式预先放置在涡轮机的两个部件上。

这种加热元件能够直接在注射步骤期间所使用的常规的组件支撑件上执行局部加热步骤，因此，不需要对由第一部件和第二部件形成的组件进行拆卸。

在局部加热步骤期间，加热元件可与涡轮机的第一部件或第二部件接触，第一部件和第二部件当中的所述部件具有面向注射区域的表面。

局部加热步骤能够通过在支撑件的外部使用加热系统来实施，所述加热系统诸如为注射区域处的热空气风机系统、激光辐射或微波辐射。

通过这种外部的加热系统，局部加热步骤能够利用在注射步骤期间所使用的常规的组件支撑件上保持就位的部件来执行，因此，不需要对由第一部件和第二部件形成的组件进行拆卸。

本发明还涉及一种用于将第一涡轮机部件和至少一个第二涡轮机部件组装的组件，该组装通过将可硫化的弹性体注射在第一部件和第二部件的接合点处的注射区域中并对可硫化的弹性体进行硫化来进行，所述组件包括支撑件和局部加热系统，局部加热系统包括加热区域，一旦第一部件和第二部件已被组装，所述支撑件和所述加热系统相关联使得加热区域面向注射区域。

这种组件能够提供将第一部件组装到第二部件上的构件，该构件能够在对可硫化的弹性体进行注射的步骤和局部加热步骤期间被使用。

局部加热系统包括用于对加热表面进行布置的加热构件，加热构件选自以下组，所述组包括：输送加热液体的回路、加热电阻、珀尔帖效应系统以及感应线圈。

这种加热构件提供了对于其安装需要相对小的体积并因此能够容易地结合到本发明的组件中的局部加热。

加热系统例如可通过形成环形中心壁而被结合到支撑件中，环形中心壁被设计并被布置成使由第一部件和第二部件形成的组件对中。

支撑件可包括基部，局部加热系统的环形支撑壁从基部延伸，局部加热系统沿环形壁安装，并且局部加热系统被设计并被布置成使组件与面向注射区域的加热区域对中。

支撑件可包括处于组件的中心壁中的加热系统。

完整的组件可形成用于涡轮机的导向轮叶的组件的支撑件。

附图说明

参照附图，在阅读示例性实施例的详细说明之后，本发明将被更好地理解，该示例性实施例仅作为信息给出且不是限制性的，在附图中：

-图1示出了在根据本发明的第一实施例的组装方法的期间所使用的组件，其中，加热由热传输液体提供，待组装的两个部件被布置在组件上，

-图2示出了在根据本发明的第二实施例的组装方法的期间所使用的组件，其中，加热由加热电阻提供，待组装的两个部件被放置在组件上，

-图3示出了根据第三实施例的组装方法的局部加热步骤，该局部加热步骤中使用了加热带，

-图4示出了根据第四实施例的组装方法的局部加热步骤，该局部加热步骤中应用了固定的热空气风机，

-图5示出了根据第五实施例的组装方法的局部加热步骤，该局部加热步骤中使用了旋转的热空气风机。

不同附图中的相同的、相似的或等价的部件具有相同的附图标记，以便于在不同的附图之间进行比较。

附图中示出的不同部件不一定均按相同的比例绘出，以使附图更容易理解。

不同的可能性(变型和实施例)必须被理解为不相互排斥并且它们能够相互结合。

具体实施方式

图1示出了用于对涡轮机导向轮叶100进行组装的组件20，导向轮叶100从内壳110和外壳120开始进行组装，轮叶130已经预先地安装在外壳120上。

这种组件20在对导向轮叶100进行组装的期间使用，所述组装包括以下步骤：

-以使轮叶130的与外壳120相反的端部容置在内壳110中的相应的孔口中的方式将外壳120安装在内壳110上，

-将内壳110/外壳120组件放置在组件20上，

-将注射盖30放置在组件20上以将内壳110与安装在外壳120上的轮叶130的接合点处的注射区域140封闭，

-注射能够在环境温度下被硫化的硅氧烷145，该硅氧烷以术语RTV硅氧烷更为众人所知，

-对注射区域140进行局部加热，以便对硅氧烷145进行硫化并将轮叶130密封在内壳110上，并对轮叶130和内壳110之间的接合点进行密封。

除了局部加热步骤以外，这种对导向轮叶100进行组装的方法在法国专利FR2958323中已被公开。这是本文将不再更详细地描述除了局部加热步骤以外的其他步骤的特定特征的原因。

这种组装方法能够用于将轮叶130密封在内壳110中的同时针对涡轮机的转子/定子组件提供耐磨损的密封功能。

组件20包括组件支撑件22和中心加热环25。

支撑件22包括基部23和用于环25的环形支撑壁24。基部23通常呈盘的形状，盘的外径大于或等于外壳120的直径。环形壁24呈圆筒形包络面的形式，该圆筒形包络面从基部23横向地延伸到其外径小于内壳110的外径的基部23。

环25适于被径向地安装在环形壁24的外侧，并且为此，环25具有与环形壁24的外轮廓互补的内轮廓。因此，环25的内径稍大于环形壁24的外径。环25的与环形壁24相对的外轮廓适于作为注射约束的功能，以便在硅氧烷145被注入时将所需要的形状施加在硅氧烷145上。环25的同样的外轮廓还可执行用于内壳110的导向功能，以便在内壳110在组件20上的放置期间使内壳110对中。以这种方式，由于外壳120被放置在组件20上，因此环能够使内壳110组件相对于外壳120对中。

应当注意的是，根据本发明的一种可能性，同样的支撑件22可与数个环25相关联，每个环25具有与导向轮叶100的类型相应的外轮廓。这种可能性使得能够针对数个类型的导向轮叶100的组件使用单个支撑件22。

环25包括由热传输液体回路构成的加热装置26。加热装置26被构造在环25内，使得当组件20对内壳110/外壳120组件进行支撑时，加热装置26限定出面向注射区域140的加热区域27。

加热装置26形成加热构件，而环25形成局部加热系统。

根据本发明的未示出的一种可能性，环25还可包括温度测量系统，例如热电偶。这种温度测量系统尤其有利于检查：加热装置26正确地对注射区域140施加热量并因此对硅氧烷145进行硫化。

根据未示出的一种有利的可能性，环25可由两种不同的材料形成，一种材料是热绝缘材料，该热绝缘材料具体形成了环的与支撑件22接触的内表面，另一种材料是热传导材料，使得环25具有拥有相对均匀的温度的加热区域27。

在内壳110和外壳120已被组装之后，注射盖30被放置在组件20上。以这种方式，注射盖30对注射区域140进行封闭。然后，注射区域140由环25的外表面、内壳110和注射盖30界定。注射区域140和在该注射期间形成的密封件的形状被完全地限定。

通过根据该第一实施例的这种组件20，在温度下加热的热传输液体在局部加热步骤期间在热传输回路中进行循环，以使加热表面27达到一温度并对已注入的硅氧烷145进行硫化。因此，在RTV硅氧烷的特殊情况下，热传输液体例如可处于60℃的温度下，并且热传输液体可在局部加热步骤的期间在热传输液体回路中循环大约30分钟的时间。

通过这种加热装置26，还能够使用热传输回路来对注射区域140提供主动冷却。在热传输液体在局部加热步骤期间进行循环之后，温度低于注射区域140的温度的液体能够被循环，以获得主动冷却。

图2示出了根据本发明的第二实施例的组件20，其中，加热装置26是电阻加热回路。这种组件与根据第一实施例的组件20的不同之处在于：热传输液体回路被电阻加热回路代替。

由于第二实施例的组件20不适于在局部加热步骤之后提供对注射区域140的主动冷却，因此这种组件20在其应用方面也是不同的。

根据未示出的其他的可能性，加热装置26还可以是珀尔帖效应系统(Peltiereffect system)或感应线圈。以类似于热传输回路的方式，珀尔帖系统能够适于提供主动冷却。在将感应线圈构造于环25中的情况下，感应电流发生器也有必要在感应线圈中产生电流。

根据这两个实施例中的一种可能性，组件可以包括单个支撑件22，环形壁24适于执行内壳110/外壳120组件的导向和对中的功能并且包括加热装置27以便提供面向注射区域的加热区域。

图3示出了根据第三实施例的组装方法的局部加热步骤，其中，局部加热由加热元件40提供，加热元件40以靠近注射区域140的方式放置在轮叶130上。加热元件40必须被放置成足够靠近注射区域140，以提供注射区域140的局部加热。根据该第三实施例的组装方法与根据第一实施例的方法的不同之处在于：根据该第三实施例的组装方法不使用环25，并且加热步骤使用加热元件40而不是构造于环25中的热传输回路26。

因此，在该第三实施例中，组件20仅包括组件支撑件22。环形壁24配置成：用于对内壳110进行导向并使内壳110对中，以便使内壳110/外壳120组件在其被放置在组件20上的期间进行对中。类似地，环形壁24的外表面的轮廓适于作为注射约束的功能，以便在硅氧烷145被注入时将所需要的形状施加在硅氧烷145上。

在该第三实施例中，加热元件40是加热带，用于加热带的温度优选地被控制为对硅氧烷145进行硫化的适当的温度。例如，该温度在RTV硅氧烷的情况下可以为60℃。

根据该第三实施例的局部加热步骤包括以下子步骤：

-以靠近注射区域140的方式将加热元件40布置在轮叶130上，

-使用加热元件40以便对注射区域140进行局部加热。

在将加热元件40布置在轮叶130上的期间，该加热元件与具有面向注射区域140的表面区域的内壳110进行接触。因此，在加热元件的布置期间，由加热元件40传输至内壳110的大部分热量通过内壳110的面向注射区域140的表面被施加到注射区域140。以这种方式施加的热量能够提供注射区域140的局部加热。

图4示出了根据第四实施例的组装方法中的局部加热步骤，其中，局部加热通过将热空气50吹到注射区域140上而被提供。根据该第四实施例的方法与根据第三实施例的方法的不同之处在于：根据该第四实施例的方法不使用放置在轮叶130上的加热元件40，并且局部加热由未示出的远程加热系统提供。

这种局部加热步骤例如可通过使用将热空气流50朝注射区域吹送以便对硅氧烷145进行硫化的风机罩来实现。该风机罩可以是永久安装的风机系统，或者该风机罩可以是由操作者以面向注射区域的方式放置在组件支撑件22上方的风机装置。

图5示出了根据本发明的第五实施例的组装方法中的局部加热步骤，其中，局部加热通过旋转地吹动沿注射区域140移动的热空气50来提供。根据该第五实施例的方法与根据第四实施例的方法的不同之处在于，在加热步骤期间的热空气流50是朝注射区域140指向的集中的空气流，并且该空气流自由移动以便覆盖整个注射区域140。

这种集中的热空气流50可例如由热汽提器来提供，操作者通过将热空气50从热汽提器朝注射区域140吹送输出来施加局部加热步骤。

这种集中的热空气流50还可由安装有移动式吹风嘴的吹风装置来提供。这种装置的吹风嘴被设计成：被定位成在局部加热步骤期间面向注射区域140，使得其热空气流50朝注射区域集中。在该吹风步骤期间，该吹风嘴以圆周运动的方式沿注射区域140移动，以便覆盖整个注射区域。吹风嘴的这种运动提供了旋转吹送的热空气。

根据另一可能的实施例，远程加热还可由激光辐射或微波辐射提供，而不是由热空气流50提供。这种远程加热构件的约束与用于热空气流50的约束类似，并因此将不在本文中更具体地描述。

显然，尽管第一部件和第二部件是上述的所有的实施例中的导向轮叶100的内壳110和外壳120，但是使用这种方法显然能够调换其他涡轮机部件的组装顺序，而不论该组件是否牵涉能够被硫化的弹性体(无论弹性体是否是硅氧烷140)的注射。

因此，显然地，本发明涵盖了用于涡轮机部件的、使用除了RTV硅氧烷以外的可硫化的弹性体的组装方法。

Claims (11)

1.用于使用组件(20)将第一涡轮机部件和至少一个第二涡轮机部件进行组装的方法，所述组件(20)包括用于所述第一涡轮机部件和所述第二涡轮机部件的支撑件(22)，所述方法包括以下步骤：

-将所述第一涡轮机部件和所述第二涡轮机部件安装在所述组件(20)上，

-将注射盖(30)放置在所述组件(20)上以将所述第一涡轮机部件和所述第二涡轮机部件之间的接合点处的注射区域(140)封闭，

-将可硫化的弹性体注射到第一涡轮机部件和第二涡轮机部件之间的接合点处的所述注射区域(140)中，

-对所述注射区域(140)进行局部加热，以便对所述可硫化的弹性体进行硫化，而不会对所述第一涡轮机部件和所述第二涡轮机部件进行过度加热，

其中，所述组件(20)进一步包括局部加热系统，所述局部加热系统包括加热区域(27)，并且所述局部加热系统与所述支撑件(22)相关联，使得在使用所述组件(20)执行加热步骤时，所述加热区域(22)面向所述注射区域(140)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一涡轮机部件和所述第二涡轮机部件是两个环形部件，所述两个环形部件将在组装之后形成涡轮机的导向轮叶(100)。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述组件(20)还充当在弹性体注射步骤期间所使用的组件支撑件。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述局部加热步骤通过使用远程加热系统来实施。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述远程加热系统选自以下组，所述组包括：所述注射区域(140)处的热空气风机系统(50)、激光辐射以及微波辐射。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可硫化的弹性体为能够在环境温度下被硫化的硅氧烷，硅氧烷还被称为RTV硅氧烷。

7.用于将第一涡轮机部件和至少一个第二涡轮机部件组装的组件(20)，所述组装通过将可硫化的弹性体注射在第一涡轮机部件和第二涡轮机部件的接合点处的注射区域(140)中并对所述可硫化的弹性体进行硫化来进行，所述组件(20)的特征在于，所述组件(20)包括支撑件(22)和局部加热系统，所述局部加热系统包括加热区域(27)，一旦所述第一涡轮机部件和所述第二涡轮机部件已被组装，所述支撑件(22)和所述加热系统相关联，使得所述加热区域(27)面向所述注射区域(140)，以便对所述可硫化的弹性体进行硫化，而不会对所述第一涡轮机部件和所述第二涡轮机部件进行过度加热。

8.根据权利要求7所述的组件(20)，其中，所述局部加热系统包括用于对加热表面(27)进行布置的加热构件，所述加热构件选自以下组，所述组包括：输送加热液体的回路、加热电阻、珀尔帖效应系统以及感应线圈。

9.根据权利要求8所述的组件(20)，其中，所述局部加热系统被结合到所述支撑件(20)中。

10.根据权利要求9所述的组件，其中，所述局部加热系统通过形成环形中心壁而被结合到所述支撑件中，所述环形中心壁被设计并被布置成使由所述第一涡轮机部件和所述第二涡轮机部件形成的组件对中。

11.根据权利要求9所述的组件(20)，其中，完整的组件形成用于涡轮机的导向轮叶(100)的组件的支撑件。

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