CN110385214B - 涂层系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种涂层系统和方法。一种涂层系统(100)包括：支撑固定装置(132)，其尺寸定成部分地插入部件(106)的一个或多个开口(126,128)中；和喷嘴分段装置(104)，其包括被构造成接收浆料的壳体(202)。装置(104)设置在部件(106)的中心轴线(110)的径向外侧，并且成形为围绕部件(106)的中心轴线(110)的至少一部分周向延伸。壳体(202)包括多个输送喷嘴(210)，其被构造成将浆料喷射到部件(106)的表面(114，116，502，504)上。装置(104)与支撑固定装置(132)可操作地联接，使得当支撑固定装置(132)部分地插入部件(106)的一个或多个开口(126，128)中时，固定装置(132)保持装置(104)在部件(106)内的位置。

Description

涂层系统和方法
技术领域
本文描述的主题涉及机器部件上的涂层。
背景技术
涂层广泛用于涡轮发动机中，以便在涡轮发动机运转时保护涡轮发动机的各种表面。涂层的一个例子是热障涂层。在涡轮发动机服务期间，涂层通常会因剥落，损坏等而劣化。通常，通过拆卸涡轮发动机以定期维护间隔恢复热障涂层，以便可以应用修复性热障涂层。
发动机的这种维护导致显著的停机时间和费用。对于包括具有热障涂层的发动机的每个单独的飞行器或系统，热障涂层可能不会以相同的方式磨损和劣化。因此，可能需要以不与发动机或飞行器的定期维护计划一致的间隔恢复热障涂层。最终结果是由于使用中需要恢复的涂层导致的发动机性能降低，或者恢复不需要恢复的涂层所花费的不必要的停机时间。
发明内容
在一个实施例中，一种涂层系统包括尺寸定成部分地插入部件的一个或多个开口中的支撑固定装置和包括被构造成接收浆料的壳体的喷嘴分段装置。喷嘴分段装置被构造成设置在部件的中心轴线的径向外侧，并且成形为围绕部件的中心轴线的至少一部分周向延伸。壳体包括多个输送喷嘴，其构造成将浆料喷射到部件的表面上。喷嘴分段装置被构造成与支撑固定装置可操作地联接，使得当支撑固定装置部分地插入部件的一个或多个开口中时，支撑固定装置使喷嘴分段装置的位置保持在部件内。
在一个实施例中，一种方法包括利用支撑固定装置将喷嘴分段装置的位置保持在部件内。该装置包括被构造成接收浆料的壳体。该装置被构造成设置在部件的中心轴线的径向外侧，并且成形为围绕部件的中心轴线的至少一部分周向延伸。壳体包括多个输送喷嘴，输送喷嘴被构造成将浆料喷射到部件的表面上。支撑固定装置的尺寸定成部分地插入部件的一个或多个开口中。喷嘴分段装置被构造成与支撑固定装置可操作地联接，使得当支撑固定装置部分地插入部件的一个或多个开口中时，支撑固定装置将喷嘴分段装置的位置保持在部件内。该方法还包括将浆料喷射到部件的表面上作为部件上的涂层。
附图说明
通过参考附图，阅读以下对非限制性实施例的描述，将更好地理解本发明的主题，其中：
图1示出了根据一个实施例的涂层系统的剖视横截面示意图；
图2示出了根据一个实施例的图1的涂层系统的放大视图；
图3示出了根据一个实施例的喷嘴分段装置的示意图；
图4示出了根据一个实施例的图3的喷嘴分段装置的横截面视图；
图5示出了根据一个实施例的涂层系统的局部横截面视图；
图6示出了根据一个实施例的涂层系统的示意图；和
图7示出了利用喷嘴分段装置涂覆表面的方法的流程图。
具体实施方式
本文描述的发明主题的一个或多个实施例涉及有效改善屏障涂层寿命的涂层系统。涂层系统包括一个或多个喷嘴分段装置，其设置在诸如涡轮发动机的部件内。支撑固定装置在该部件外部的第一端和该部件内部的第二端之间延伸。支撑固定装置的第二端可操作地与喷嘴分段装置联接，以便保持装置在部件内的位置。该装置包括接收流体和陶瓷浆料混合物的壳体，以及多个输送喷嘴，其在保持装置的位置的同时将混合物喷射到部件上作为部件上的涂层。
两个或更多个装置可设置在部件内部并且可操作地彼此联接，以形成围绕部件的中心轴线的至少一部分周向延伸的轨道系统。包括多个喷嘴分段装置的轨道系统在每个装置的位置由一个或多个支撑固定装置保持的同时，基本上同时将混合物作为修复涂层喷射到多个表面上。本文描述的主题的至少一个技术效果包括改善喷射或沉积作为涂层的混合物到部件上的时间的减少或减少涡轮发动机停止服务的时间。
涂层系统在没有移动装置或移动控制系统使喷嘴分段装置在部件的表面上移动以将混合物喷射到部件上作为涂层的情况下在部件上提供修复涂层。另外，涂层系统在混合物喷射到涡轮发动机的内表面上时在涡轮发动机内部没有任何移动部件的情况下在部件上提供修复涂层。本文描述的主题的至少一个技术效果包括涡轮发动机内部的移动部件的丢失，故障，损坏等风险的改善性降低。
图1示出了根据一个实施例的涂层系统100的剖视横截面示意图。图2示出了图1的涂层系统100的放大视图。涂层系统100包括部件106，该部件106将由流体-陶瓷浆料混合物在部件106的一个或多个表面上进行涂覆。部件106包括中心轴线110和内表面114以及外表面116，内表面114和外表面116围绕中心轴线110周向延伸。内表面114和外表面116在径向方向112上径向地布置在部件106的中心轴线110的外侧。例如，内表面114在径向方向112上设置在中心轴线110和外表面116之间的径向位置处。在所示实施例中，内表面114和外表面116仅部分地示出为仅围绕中心轴线110的一部分周向延伸。
在所示实施例中，部件106代表涡轮发动机，但可选地可以是另一种类型的机器或设备。该部件还包括外壳或壳体108，外壳108绕着可旋转轴(未示出)周向延伸并包围可旋转轴。外壳108包括若干端口或开口126，128，其延伸穿过外壳108并提供通向外壳108内部的入口。这些端口或开口126，128可以是第一级喷嘴端口，第二级喷嘴端口，管道镜端口，点火器端口等。例如，开口126，128提供进入部件106内部的入口，而无需显著拆卸部件106(例如，涡轮发动机)。
涂层系统100还包括一个或多个喷嘴分段装置104，其设置在内表面114和外表面116之间、在中心轴线110的径向外侧。每个装置104成形为使得每个装置104围绕中心轴线110的至少一部分周向延伸。例如，每个装置104被成形为使得当多个装置104可操作地彼此联接以形成圆形轨道系统140时，轨道系统140具有与内表面114和外表面116围绕中心轴线110的横截面形状同心并且同样的横截面形状。在所示实施例中，多个装置104中的每一个基本上设置在内表面114和外表面116之间的中心。可选地，装置104中的一个或多个可设置在比外表面116更靠近内表面114，比内表面114更靠近外表面116，或者在任何替代的径向位置处的位置处。
喷嘴分段装置104的尺寸设计成通过一个或多个端口或开口126，128插入部件中。例如，可以在不拆卸部件106(例如，涡轮发动机)的情况下将装置104插入部件106的内部。另外，装置104插入涡轮发动机中，以将流体-陶瓷浆料混合物喷射到部件106的一个或多个表面上。例如，浆料可以从部件106的一个或多个表面的热障涂层上喷射并沉积到其上。
在所示实施例中，系统100包括多个装置104，多个装置104可操作地彼此联接并且围绕中心轴线110完全周向延伸。可选地，系统100可以包括任何数量的装置104，其可以或可以不与每个其他装置104可操作地联接。另外，联接的装置104可以不围绕中心轴线110完全周向延伸。例如，系统100可以包括可以仅围绕中心轴线110的一部分周向延伸的任何数量的装置104。
多个装置104可通过紧固件，磁体等通过可折叠或铰接接头在装置104的每个端部处可操作地彼此联接。例如，两个或更多个装置104可通过铰接接头可操作地彼此联接以使得两个装置104在部件外部联接在一起，通过端口或开口126，128中的一个转移，并且是未铰接的或展开的以使得两个或更多个装置104形成部分基本上圆形的轨道系统140，其至少部分地围绕中心轴线110延伸。
每个装置104包括壳体202，壳体202具有穿过其设置的中空腔室(图4中示出)。每个装置104的壳体202还包括多个输送喷嘴210。输送喷嘴210用于将流体-陶瓷浆料混合物的涂层引导到部件106的一个或多个表面上。下面将更详细地描述装置104的壳体202。
涂层系统100还包括一个或多个支撑固定装置132。支撑固定装置132的尺寸设计成部分地插入端口或开口126，128中的一个或多个中。支撑固定装置132包括设置在部件106外部的第一端134和设置在部件106内部的第二端136。例如，支撑固定装置132包括在部件106外部的第一端134和部件内部的第二端136之间延伸的本体，其中本体基本上填充端口或开口126，128以便被按压装配在开口126，128中。可选地，支撑固定装置132的本体可包括任何替代的锁定机构，形状，尺寸等，使得支撑固定装置132的位置保持在端口或开口126，128内。
支撑固定装置132的第二端136可操作地与装置104中的一个或多个装置联接，以便保持装置104在部件106内在内表面114和外表面116之间的位置。例如，第二端136可通过紧固件，磁体，夹具等可拆卸地与装置104联接。可选地，第二端136可以不与装置104可拆卸地联接。在所示实施例中，单个支撑固定装置132可操作地与多个喷嘴分段装置104联接，多个喷嘴分段装置104可操作地彼此联接以形成轨道系统140。可选地，系统100可包括设置在围绕部件106的中心轴线110的任何位置处的任何数量的支撑固定装置132。
支撑固定装置132保持一个或多个装置104在部件106内的位置。另外，支撑固定装置132在装置104将修复涂层喷射在部件106上的同时保持装置104的位置。例如，每个装置104的输送喷嘴210将流体-陶瓷浆料混合物的涂层引导到部件106的一个或多个表面上，同时装置104在部件106内部的位置被保持并且不移动。图1和2中所示的支撑固定装置132示出了支撑固定装置132的一个实施例。可选地，支撑固定装置132可以具有任何替代的形状，尺寸等，其允许支撑固定装置将喷嘴分段装置104的位置保持在部件106内。
喷嘴分段装置104可操作地且流体地与管118连接。管118可以是引导管或同轴管，其包括设置在管118内的两个或更多个单独的管。管118在部件106内部的装置104之间通过一个或多个端口或开口126，128延伸到设置在部件106外部的储存器130。在所示实施例中，管118将单个装置104与储存器130流体联接。附加地或替代地，系统100可包括一个或多个管118，其可将两个或更多个不同装置104与储存器130流体联接。例如，每个装置104可通过管118与储存器130流体联接。可选地，系统100可包括多个管118，其可通过一个或多个阀138从储存器130提供流体。
喷嘴分段装置104经由一个或多个泵(未示出)从储存器130接收流体，以将流体-陶瓷浆料混合物提供到装置104中。流体可以是气体，并且浆料混合物可以包括水和陶瓷颗粒，例如用于形成涂层或将添加剂输送到部件106的任何固体颗粒。例如，可以选择储存器130的流体以促进由喷嘴分段装置104形成的液滴中的流体的蒸发，因为液滴在撞击部件106的一个或多个表面之前穿过来自装置104的空气。以这种方式，流体从撞击部件106的液滴中消除，或者撞击部件106的液滴中残留的流体量大大减少。在一个或多个实施例中，流体可以是液体，但是替代地，可以包括气体。
类似地，系统100中的流体-陶瓷浆料混合物的温度可以通过加热元件122或通过不同的装置或方法增加，使得当流体再次从喷嘴分段装置104排出时，撞击部件106的液滴中残留的流体量显著地减少。温度的这种增加或加热可以发生在储存器130处，在将浆料输送到装置104的导管或管118中，或者在喷嘴分段装置104内。在一个示例中，浆料的温度在系统100内增加，并且选择流体以促进蒸发。
在一个或多个实施例中，储存器130还可以设计成相对于一个或多个其他储存器(未示出)减少来自输送到喷嘴分段装置104的蒸发流体的气体量。具体地，储存器130可以具有邻近储存器130的出口，或者可以被冷却以防止来自蒸发流体的气体从储存器130流出。这确保了可以产生流体和陶瓷颗粒的浆料混合物，并且确保了在从喷嘴分段装置104排出浆料混合物之前最小量的流体在系统100中蒸发。
在一个或多个实施例中，系统100可包括浆料混合物储存器和不同的单独气体储存器(未示出)。例如，浆料混合物储存器可包括流体和陶瓷材料的浆料。流体可以是酒精，水等。气体储存器可以包括不同的第一流体，其可以是诸如空气，氮气，氩气等的气体。第一流体(例如，空气)可以通过泵(未示出)泵送，并且浆料可以通过相同或独特的泵(未示出)泵送到管118中，以引导第一流体以及流体和陶瓷颗粒的浆料进入装置104以在装置104内形成浆料。当排出时，第一流体和浆料结合形成两相液滴。当液滴横向于部件106的表面时，浆料中的液体蒸发，仅留下陶瓷颗粒，从而在部件106的一个或多个表面上提供均匀的涂层。
在一个或多个实施例中，第一流体(例如，气体)和包括与第二流体液体(例如，水)混合的陶瓷颗粒的浆料可以在储存器130内混合，以产生流体-陶瓷浆料混合物，以便在部件外部的位置产生液滴。液滴可以被接收到装置104中，然后从装置104沉积，以便涂覆部件106。附加地或替代地，浆料混合物可以在一个或多个装置104内混合。例如，装置104可以经由第一管118从储存器130接收第一流体(例如，气体)，并且可以经由不同的第二管118接收第二流体(例如，液体中的陶瓷颗粒的浆料)。装置104可使浆料混合物雾化并在每个装置104内产生液滴。
系统100还包括控制系统120。控制系统120可用于在使用本文所述的一个或多个喷嘴分段装置104喷射涂层期间控制部件106的操作。控制系统120包括设备控制器，其表示包括和/或与一个或多个处理器(例如，一个或多个微处理器，现场可编程门阵列，集成电路等)连接的硬件电路。
控制系统120还包括喷射控制器124，其控制提供给装置104的浆料的量(例如，体积)，提供给装置104的浆料的压力，将浆料提供给装置104的流速，将浆料提供给装置104的时间段，将浆料提供给装置104的时间等。附加地，每个喷嘴分段装置104可通过分离的管118与储存器130流体联接。喷射控制器124可以控制提供给每个装置104的浆料的量(例如，体积)，提供给每个装置104的浆料的压力，将浆料提供给每个装置104的流速，将浆料提供给每个装置104的时间段，将浆料提供给每个装置104的时间等。例如，喷射控制器124可以基于控制系统120的程序或软件自主操作。
另外，喷射控制器124还可以控制储存器130的一个或多个移动阀138的操作，以便控制提供给每个装置104的浆料的量(例如，体积)，提供给装置104的浆料的压力，将浆料提供给装置104的流速，将浆料提供给装置104的时间段，将浆料提供给装置104的时间等。附加地或替代地，喷射控制器124可以通过控制阀138来控制浆料到每个喷嘴分段装置104的输送顺序或输送计划。例如，喷射控制器124可以控制第一阀以在第一时间将浆料输送到第一装置，并且可以控制第一阀或不同的第二阀，以在第一次时间之后的第二时间将浆料输送到不同的第二装置。可选地，喷射控制器124可以以任何替代方式控制阀138的操作，以控制浆料从储存器130到每个喷嘴分段装置104的输送。
在一个或多个实施例中，喷射控制器124还可以控制从一个或多个附加储存器(未示出)提供给储存器130的第一流体(例如，气体)的量，和/或流体和陶瓷颗粒的浆料的量。另外，喷射控制器124可以控制提供给储存器130和/或装置104的浆料混合物的每种组分的压力，将每种组分提供给储存器130和/或装置104的流速，将每种组分提供给储存器130和/或装置的时间段，将浆料混合物的每种组分提供给储存器130和/或装置104的时间等。可选地，喷射控制器124还可以控制提供给一个或多个装置104的第一流体的量和提供给一个或多个装置104的流体和陶瓷颗粒的浆料的量。例如，第一流体和浆料可以在装置104内混合，以使浆料混合物雾化并在装置104内产生液滴。
在一个或多个实施例中，系统100可包括多个喷射控制器124。每个喷射控制器124可以与一个或多个储存器可操作地联接，以便控制提供给单个装置104的浆料。例如，每个喷射控制器124可以控制浆料向一个或多个装置104的输送。喷射控制器124可以控制提供给每个装置104的浆料的量(例如，体积)，提供给每个装置104的浆料的压力，将浆料提供给每个装置104的流速，将浆料提供给每个装置104的时间段，将浆料提供给装置104的时间等。
喷射控制器124表示包括和/或与系统100的一个或多个处理器，以及一个或多个泵，阀等连接的硬件电路，用于控制到装置104的材料的流动以将修复涂层喷射到部件106的内部。喷射控制器124可以经由一个或多个有线和/或无线连接产生传递到阀138，泵等的信号，以控制浆料向装置104的输送。
图3示出了根据一个实施例的喷嘴分段装置104的示意图。图4示出了根据一个实施例的喷嘴分段装置104的横截面视图。将一起详细描述图3和图4。
喷嘴分段装置104的壳体202具有基本上圆形的横截面形状，并且在第一端204和第二端206之间伸长。在所示实施例中，壳体202基本上是管状的并且包括在第一和第二端204，206之间的曲线或弧形。例如，每个装置104的壳体202被成形为使得装置104绕着或围绕中心轴线110(图1)的一部分周向地部分地延伸。另外，壳体202被成形为使得联接的装置104形成或创建圆形轨道系统140，该圆形轨道系统140绕着或围绕中心轴线110与部件106的内表面114和外表面116大致同心。可选地，壳体202可以具有任何替代形状和/或尺寸，可以不包括第一和第二端204，206之间的曲线或弧形，或其中的任何组合。
壳体202包括入口208，入口208接收延伸到部件106中的管118。入口208将管118与壳体202的导管406流体联接。浆料混合物402通过入口208被接收到装置104中。在所示实施例中，入口208设置在壳体202的第一端204处。附加地或替代地，入口208可以设置在壳体202的任何位置和/或表面处。例如，入口208可以在第一和第二端204，206之间的任何位置处设置在壳体202的外表面212处。
在一个或多个实施例中，壳体202可具有两个或更多个入口。例如，第一入口可以与第一管流体联接并且接收第一流体(例如，诸如空气的气体)，第二入口可以与第二管流体联接并且接收流体和陶瓷颗粒的浆料。例如，浆料混合物402可以形成在壳体202内。
壳体202的导管406是中空腔室，其从导管入口414延伸穿过壳体202到导管出口418。导管406具有导管直径，导管直径在导管入口414至导管出口418之间变窄，使得导管406在导管出口418处的直径小于导管入口414处的直径。导管406的变窄的直径导致其中的流体通过导管406的速度增加。
在一个或多个实施例中，喷嘴分段装置104与第二喷嘴分段装置104流体且可操作地联接。例如，图3和4中所示的装置104的第二端206可以与第二装置(未示出)的第一端可操作地联接。另外，图3和4中所示的装置104的导管出口418可以与第二装置(未示出)的导管入口流体联接，使得浆料混合物402可以从装置104流到第二装置104。可选地，两个装置104可以彼此可操作地联接，但是可以不彼此流体地联接。例如，第一装置可以不包括导管出口418，第二装置可以包括通过第二管118接收浆料混合物的导管入口。
装置104的输送喷嘴210在导管入口414和导管出口418之间的位置处与导管406流体联接。输送喷嘴210将浆料混合物402导向被涂覆的部件106的表面。例如，导管406和壳体202被成形为控制导管入口414和输送喷嘴210和/或出口418之间的浆料混合物402的流速。在所示实施例中，输送喷嘴210在第一和第二端204，206之间的位置处设置在入口208下游的位置。另外，输送喷嘴210以基本均匀的距离和方向彼此间隔开。例如，输送喷嘴210围绕壳体202的外表面212设置，以便将浆料混合物402引导出壳体202并在不同方向上引导到部件106上。可选地，输送喷嘴210可以设置为彼此更靠近或更远离，具有随机和/或图案化构造，或其中的任何组合。
喷嘴分段装置104通过支撑固定装置132保持在部件106内部的位置。在所示实施例中，支撑固定装置132的第二端136在比装置104的第一端204更靠近装置104的第二端206的位置处可操作地与装置104联接。可选地，支撑固定装置132可以在装置104的第一和第二端204，206之间的任何位置处与装置104可操作地联接。附加地或替代地，两个或更多个支撑固定装置132可以与装置104可操作地联接，以便保持装置104在部件106内的位置，同时输送喷嘴210将浆料混合物402喷射到部件106上作为部件106上的涂层。
图5示出了根据一个实施例的涂层系统100的局部横截面视图。喷嘴分段装置104设置在部件内，在径向方向(例如，图1的径向方向112)上在部件106的内表面114和外表面116之间。另外，喷嘴分段装置104在轴向方向上设置在第一内表面502和第二内表面504之间。在所示实施例中，装置104基本上设置在部件106的中心。可选地，设备104可以设置在部件106内的任何位置。
装置104的输送喷嘴210将浆料混合物402引导或喷射到内表面114，外表面116，第一内表面502和第二内表面504上。输送喷嘴210喷射浆料混合物402以在部件106的每个表面上施加作为均匀涂层的修复涂层。例如，装置104在部件上提供360度的喷涂。可选地，装置104可包括具有替代构造的输送喷嘴210，使得输送喷嘴210仅将浆料混合物402喷射到部件106的一个表面而不喷射到部件106的其他表面上。例如，输送喷嘴210可以将涂层作为非均匀涂层施加在部件106的每个表面上。
在一个或多个实施例中，每个装置104的输送喷嘴210可以构造成将浆料输送到一个或多个表面，接头，支撑件等上。例如，第一喷嘴分段装置104可以设置在部件内部、在靠近两个或更多个表面之间的接头的位置处，并且第二喷嘴分段装置104可以设置在部件内靠近基本平坦表面的位置处。第一装置的输送喷嘴210可以具有第一构造，以便在形成接头的两个表面上提供基本均匀的涂层。第二装置的输送喷嘴210可以具有不同的第二构造，以便在基本平坦的表面上提供基本均匀的涂层。
图6示出了根据一个实施例的涂层系统600的轨道系统640的示意图。轨道系统640包括多个喷嘴装置104，多个喷嘴装置104以绕着或围绕中心轴线110的圆形构造可操作地彼此联接。在所示实施例中，轨道系统640包括九个装置104A-I。每个装置104A-I具有基本上共同的形状和尺寸。或者，一个或多个装置104可以具有相对于其他装置104的独特形状或尺寸。九个装置104A-I可操作地彼此联接，使得每个装置的第一端604可操作地与另一装置104的第二端606联接，以形成或创建圆形轨道系统640。
用四个支撑固定装置132A-D维持每个装置104的位置，支撑固定装置132A-D延伸到部件中并且可操作地与四个不同的装置104联接。在所示实施例中，每个支撑固定装置132绕着或围绕中心轴线110与不同的支撑固定装置132基本上成90度地间隔开设置。附加地或替代地，支撑固定装置132可以相对于另一个支撑固定装置132设置在绕着或围绕中心轴线110的任何其他随机或图案化的位置处。
涂层系统600包括三个管618A-C，其将浆料混合物输送到三个不同的装置104。例如，第一管618A将浆料混合物提供给装置104A，第二管618B将浆料混合物提供给装置104D，第三管618将浆料混合物提供给装置104G。可选地，系统600可包括九个管以将浆料混合物提供给九个装置中的每一个，可包括单个管以将浆料混合物提供给一个装置，或其中的任何组合。
在所示实施例中，装置104A，104B和104C也彼此流体联接。例如，由第一管618A提供给装置104A的浆料混合物流过装置104A，104B，104C，以便装置104A，104B，104C中的每一个的输送喷嘴将浆料混合物喷射到设置在装置104A，104B，104C附近的部件的表面上。另外，装置104A，104B，104C中的每一个可以被成形和/或定尺寸，以便控制浆料混合物通过彼此流体联接的装置104A，104B，104C中的每一个的流速。类似地，装置104D，104E和104F彼此流体联接。由第二管618B提供给装置104D的浆料混合物流过装置104D，104E和104F。装置104G，104H和104I也彼此流体联接，使得由第三管618C提供给装置104G的浆料混合物流过装置104G，104H和104I。附加地或替代地，轨道系统640可以包括任何数量的装置，这些装置可以在任何替代构造中彼此流体地联接和/或可操作地彼此联接。例如，装置104A-104I中的每一个可以彼此流体地联接，使得装置104A-104I中的每一个接收由一个或多个管118提供的浆料混合物。
图7示出了利用喷嘴分段装置涂覆表面的方法的流程图700。在702处，确定需要涂覆部件的涂层应用。在704处，确定部件的多少表面，哪些区域，多大的区域等需要被涂覆。基于704处的确定，提供一个或多个喷嘴分段装置，并且一个或多个喷嘴分段装置可以在706处经由一个或多个开口插入到部件中。两个或更多个喷嘴分段装置可以彼此可操作地联接，可以彼此流体连接，或者其中的任何组合。
在708处，布置在部件内部的一个或多个喷嘴分段装置的位置用一个或多个支撑固定装置保持。支撑固定装置在设置在部件外部的第一端和设置在部件内部的第二端之间延伸。喷嘴分段装置设置在部件的中心轴线的径向外侧。例如，装置可以与每个装置可操作地联接，以形成轨道系统，该轨道系统沿着径向方向在部件的内表面和外表面之间绕着或围绕部件的中心轴线的至少一部分周向延伸。
每个喷嘴分段装置还包括多个输送喷嘴。装置通过管，导管，同轴导管等从设置在部件外部的储存器接收流体和陶瓷浆料混合物到装置中。在一个实施例中，每个喷嘴分段装置接收浆料混合物，该浆料混合物包括与第一流体(例如空气)结合的流体和陶瓷颗粒的浆料。第一流体用于从浆料混合物中产生液滴。可选地，每个装置可以通过一个管或导管接收流体和陶瓷颗粒的浆料，并且通过第二个不同的管或导管接收第一流体。可选地，一个或多个装置接收流体-陶瓷浆料混合物，并且浆料混合物从一个装置流到一起流体联接的其他装置中的每一个。可选地，每个装置可以彼此流体联接。装置可以通过一个管或导管接收流体和陶瓷颗粒的浆料，并且浆料可以从一个装置流到另一个装置。一个或多个装置还可以经由第二管或导管接收第一流体(例如，气体)，以使浆料混合物雾化，以便从每个装置内的浆料混合物产生液滴。可选地，每个装置可通过替代手段或方法接收浆料混合物，第一流体和/或浆料。
在710处，输送喷嘴将浆料混合物喷射到部件上作为部件上的涂层，同时保持喷嘴分段装置的位置。例如，当浆料混合物喷涂到部件上时，该装置不会或基本上不会移动。
可选地，涂层系统包括喷射控制器，喷射控制器设置在部件外部并且与储存器可操作地连接。喷射控制器可以控制提供给一个或多个装置的浆料混合物的量，提供给一个或多个装置的浆料混合物的压力，将浆料混合物提供给一个或多个装置的流速，将浆料混合物提供给一个或多个装置的时间段，将浆料混合物提供给一个或多个装置的时间等中的一个或多个。
在该方法的第一示例中，飞机的机翼上的涡轮发动机具有待恢复的热障涂层。选择酒精作为与陶瓷颗粒混合形成浆料的流体，因为酒精是促进蒸发的流体。在装置将作为浆料的一部分的喷雾从输送喷嘴排出之后，形成包括该流体的液滴。当液滴穿过空气时，在液滴撞击涡轮的表面以形成涂层之前，流体蒸发，基本上减少了液滴中的流体量。
在该方法的第二示例中，当涡轮叶片需要涂层时，水是选择与陶瓷颗粒混合以形成浆料的流体，并且不促进流体的蒸发。在该实例中，与没有辅助加热液滴的两相液滴的温度相比，两相液滴的温度增加。液滴的辅助加热可以包括但不限于，增加流到装置入口的水的温度，或者由于装置内的附加热源而增加装置内水的温度等。通过增加流体的温度，在该实施例中，水高于环境温度，液滴中水的蒸发可能性增加。因此，所选择的流体温度促进蒸发。在该实施例中，与从装置排出的水量相比，从液滴蒸发的水量显著减少了撞击时液滴中的水量。
在本文所述主题的一个实施例中，涂层系统包括尺寸定成部分地插入部件的一个或多个开口中的支撑固定装置和包括构造成接收浆料的壳体的喷嘴分段装置。喷嘴分段装置构造成设置在部件的中心轴线的径向外侧，并且成形为围绕部件的中心轴线的至少一部分周向延伸。壳体包括多个输送喷嘴，其构造成将浆料喷射到部件的表面上。喷嘴分段装置构造成可操作地与支撑固定装置连接，使得当支撑固定装置部分地插入部件的一个或多个开口中时，支撑固定装置保持喷嘴分段装置在部件内的位置。
可选地，喷嘴分段装置的壳体的尺寸定成插入部件的一个或多个开口中。
可选地，喷嘴分段装置利用一个或多个阀与设置在部件外部的储存器流体联接。
可选地，涂层系统还包括多个喷嘴分段装置。每个喷嘴分段装置构造成与另一个喷嘴分段装置可操作地联接，以形成围绕部件的中心轴线的至少一部分周向延伸的轨道系统。
可选地，多个喷嘴分段装置中的每一个与另一个喷嘴分段装置流体连接。多个喷嘴分段装置中的每一个构造成接收浆料。
可选地，多个喷嘴分段装置中的每一个的尺寸定成控制浆料通过多个喷嘴分段装置中的每一个的流速。
可选地，涂层系统还包括多个支撑固定装置。多个支撑固定装置构造成保持多个喷嘴分段装置中的每一个在部件内的位置。
可选地，多个喷嘴分段装置中的每一个利用一个或多个阀与设置在部件外部的储存器流体连接。
可选地，涂层系统还包括喷射控制器。喷射控制器构造成控制一个或多个阀的操作，以便控制提供给每个喷嘴分段装置的浆料的量，提供给每个喷嘴分段装置的浆料的压力，提供给每个喷嘴分段装置的浆料的流速，将浆料提供给每个喷嘴分段装置的时间段，或将浆料提供给每个喷嘴分段装置的时间中的一个或多个。
可选地，涂层系统还包括喷射控制器，喷射控制器构造成控制提供给喷嘴分段装置的浆料的量，提供给喷嘴分段装置的浆料的压力，将浆料提供给喷嘴分段装置的流速，将浆料提供给喷嘴分段装置的时间段，或将浆料提供给喷嘴分段装置的时间中的一个或多个。
可选地，涂层系统还包括喷射控制器，喷射控制器构造成控制提供给一个或多个输送喷嘴中的每一个的浆料的量，提供给一个或多个输送喷嘴中的每一个的浆料的压力，将浆料提供给一个或多个输送喷嘴中的每一个的流速，将浆料提供给一个或多个输送喷嘴中的每一个的时间段，或将浆料提供给一个或多个输送喷嘴中的每一个的时间中的一个或多个。
可选地，浆料包括第一流体以及陶瓷颗粒与第二流体的浆料。浆料构造成形成在壳体内。
可选地，第一流体被构造成当浆料的液滴从壳体横向于部件的一个或多个表面时促进第二流体的蒸发。
可选地，喷嘴分段装置构造成插入涡轮发动机中以将浆料喷射到涡轮发动机的一个或多个表面上，而无需拆卸涡轮发动机。
可选地，一个或多个输送喷嘴构造成将浆料喷射到部件的一个或多个表面上，以将涂层应用为均匀涂层。
可选地，喷嘴分段装置构造成插入涡轮发动机中以将浆料喷射到涡轮发动机内部的一个或多个表面上。
可选地，涂层构造成沉积在部件的热障涂层上。
可选地，壳体成形为控制壳体的入口和壳体的输送喷嘴之间的浆料的流速。
在本文描述的主题的一个实施例中，一种方法包括利用支撑固定装置保持喷嘴分段装置在部件内的位置。该装置包括构造成接收浆料的壳体。该装置构造成设置在部件的中心轴线的径向外侧，并且成形为围绕部件的中心轴线的至少一部分周向延伸。壳体包括多个输送喷嘴，输送喷嘴构造成将浆料喷射到部件的表面上。支撑固定装置的尺寸定成部分地插入部件的一个或多个开口中。喷嘴分段装置构造成与支撑固定装置可操作地联接，使得当支撑固定装置部分地插入部件的一个或多个开口中时，支撑固定装置保持喷嘴分段装置在部件内的位置。该方法还包括将混合物喷射到部件上作为部件上的涂层。
可选地，喷嘴分段装置的壳体的尺寸定成插入部件的一个或多个开口中。
可选地，喷嘴分段装置利用一个或多个阀与设置在部件外部的储存器流体连接。
可选地，该方法还包括在部件的中心轴线的径向外侧设置多个喷嘴分段装置。每个喷嘴分段装置构造成与另一个喷嘴分段装置可操作地联接，以形成围绕部件的中心轴线的至少一部分周向延伸的轨道系统。
可选地，该方法还包括将多个喷嘴分段装置中的每一个与另一个喷嘴分段装置流体连接。多个喷嘴分段装置中的每一个构造成接收浆料。
可选地，多个喷嘴分段装置中的每一个的尺寸定成控制浆料通过多个喷嘴分段装置中的每一个的流速。
可选地，多个喷嘴分段装置中的每一个利用一个或多个阀与设置在部件外部的储存器流体联接。
可选地，该方法还包括控制一个或多个阀的操作，以便控制提供给每个喷嘴分段装置的浆料的量，提供给每个喷嘴分段装置的浆料的压力，将浆料提供给每个喷嘴分段装置的流速，将浆料提供给每个喷嘴分段装置的时间段，或者将浆料提供给每个喷嘴段装置的时间中的一个或多个。
可选地，该方法还包括利用与喷嘴分段装置可操作地联接的喷射控制器来控制提供给喷嘴分段装置的浆料的量，提供给喷嘴分段装置的浆料的压力，将浆料提供给喷嘴分段装置的流速，将浆料提供给喷嘴分段装置的时间段，或者将浆料提供给喷嘴分段装置的时间中的一个或多个。
可选地，该方法还包括利用与喷嘴分段装置可操作地联接的喷射控制器来控制提供给一个或多个输送喷嘴中的每一个的浆料的量，提供给一个或多个输送喷嘴中的每一个的浆料的压力，将浆料提供给一个或多个输送喷嘴中的每一个的流速，将浆料提供给一个或多个输送喷嘴中的每一个的时间段，或者将浆料提供给一个或多个输送喷嘴中的每一个的时间中的一个或多个。
可选地，浆料包括第一流体以及陶瓷颗粒与第二流体的浆料。浆料构造成形成在壳体内。
可选地，第一流体被构造成当浆料的液滴从壳体横向于部件的一个或多个表面时促进第二流体的蒸发。
可选地，该方法还包括将喷嘴分段装置插入涡轮发动机中以将浆料喷射到涡轮发动机的一个或多个表面上，而无需拆卸涡轮发动机。
可选地，一个或多个输送喷嘴构造成将浆料喷射到部件的一个或多个表面上，以将涂层应用为均匀涂层。
可选地，喷嘴分段装置构造成插入涡轮发动机中以将浆料喷射到涡轮发动机内部的一个或多个表面上。
可选地，涂层构造成沉积在部件的热障涂层上。
可选地，壳体成形为控制浆料在壳体的入口和壳体的输送喷嘴之间流动的流速。
在本文所述主题的一个实施例中，涂层系统包括待涂覆的部件。该部件包括内表面和外表面，内表面和外表面围绕部件的中心轴线的至少一部分周向延伸。一个或多个支撑固定装置的尺寸定成部分地插入部件的一个或多个开口中。每个支撑固定装置在设置在部件外部的第一端和设置在部件内部的第二端之间延伸。涂层系统还包括多个喷嘴分段装置，喷嘴分段装置设置在部件的内表面和外表面之间、在部件的中心轴线的径向外侧。每个喷嘴分段装置包括构造成接收浆料的壳体。每个壳体包括多个输送喷嘴。喷嘴分段装置成形为围绕部件的中心轴线的至少一部分周向延伸。喷嘴分段装置构造成与部件内的一个或多个支撑固定装置可操作地联接，使得支撑固定装置保持每个喷嘴分段装置在部件的内表面和外表面之间的位置。输送喷嘴构造成将混合物喷射到部件上作为部件上的涂层，同时保持每个喷嘴分段装置的位置。
如本文所使用的，以单数形式列举并且以词“一”或“一个”修饰的元件或步骤应当被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确说明了这种排除。此外，对当前描述的主题的“一个实施例”的参考不旨在被解释为排除也结合了所述特征的另外的实施例的存在。此外，除非明确相反地陈述，否则“包括”或“具有”具有特定属性的元件或多个元件的实施例，可包括不具有该属性的其他这样的元件。
应理解，以上描述旨在是说明性的而非限制性的。例如，上述实施例(和/或其方面)可以彼此组合使用。另外，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本文所述主题的教导。虽然本文描述的材料的尺寸和类型旨在限定所公开的主题的参数，但它们决不是限制性的并且是示例性实施例。在阅读以上描述后，许多其他实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，本文描述的主题的范围应该参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。在所附权利要求中，术语“包括”和“其中”用作相应术语“包括”和“其中”的普通英语等同物。此外，在以下权利要求中，术语“第一”，“第二”和“第三”等仅用作标记，并不旨在对其对象施加数字要求。此外，以下权利要求的限定不是以装置加功能格式书写的，并且不旨在基于35U.S.C.§112(f)来解释，除非并且直到这样的权利要求限定明确地使用短语“用于……的装置”，随后是功能性陈述而无进一步的结构。
本书面描述使用示例来公开本文所述主题的若干实施例，包括最佳模式，并且还使本领域普通技术人员能够实践所公开主题的实施例，包括制造和使用装置或系统并执行方法。本文描述的主题的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域普通技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等效结构元件，则这些其他示例意图落在权利要求的范围内。

Claims (19)

1.一种涂层系统，其特征在于，包括：
支撑固定装置，所述支撑固定装置尺寸定成部分地插入部件的一个或多个开口中；和
喷嘴分段装置，所述喷嘴分段装置包括壳体，所述壳体被构造成接收浆料，所述喷嘴分段装置被构造成设置在所述部件的中心轴线的径向外侧，并且成形为围绕所述部件的所述中心轴线的至少一部分周向延伸，所述壳体包括被构造成将所述浆料喷射到所述部件的表面上的多个输送喷嘴，
其中所述喷嘴分段装置被构造成与所述支撑固定装置可操作地联接，使得当所述支撑固定装置部分地插入所述部件的所述一个或多个开口中时，所述支撑固定装置使所述喷嘴分段装置的位置保持在所述部件内，
其中所述浆料包括第一流体以及陶瓷颗粒与第二流体的浆料，其中所述浆料被构造成形成在所述壳体内，其中所述第一流体被构造成，当所述浆料的液滴从所述壳体朝向所述部件的一个或多个表面横穿时，促进所述第二流体的蒸发。
2.根据权利要求1所述的涂层系统，其特征在于，其中所述喷嘴分段装置的所述壳体尺寸定成插入所述部件的所述一个或多个开口中。
3.根据权利要求1所述的涂层系统，其特征在于，其中所述喷嘴分段装置利用一个或多个阀与设置在所述部件外部的储存器流体联接。
4.根据权利要求1所述的涂层系统，其特征在于，进一步包括多个喷嘴分段装置，每个所述喷嘴分段装置被构造成与另一个喷嘴分段装置可操作地联接，以便形成绕着所述部件的所述中心轴线的至少一部分周向延伸的轨道系统。
5.根据权利要求4所述的涂层系统，其特征在于，其中所述多个喷嘴分段装置中的每一个喷嘴分段装置与另一个喷嘴分段装置流体联接，其中所述多个喷嘴分段装置中的每一个喷嘴分段装置被构造为接收所述浆料。
6.根据权利要求4所述的涂层系统，其特征在于，进一步包括多个支撑固定装置，其中所述多个支撑固定装置被构造为将所述多个喷嘴分段装置中的每一个喷嘴分段装置的位置保持在所述部件内。
7.根据权利要求4所述的涂层系统，其特征在于，其中所述多个喷嘴分段装置中的每一个喷嘴分段装置利用一个或多个阀与设置在所述部件外部的储存器流体联接。
8.根据权利要求7所述的涂层系统，其特征在于，进一步包括喷射控制器，所述喷射控制器构造成控制所述一个或多个阀的操作，以便控制提供给每个所述喷嘴分段装置的所述浆料的量，提供给每个所述喷嘴分段装置的所述浆料的压力，提供给每个所述喷嘴分段装置的所述浆料的流速，将所述浆料提供给每个所述喷嘴分段装置的时间段，或将所述浆料提供给每个所述喷嘴分段装置的时间中的一个或多个。
9.根据权利要求1所述的涂层系统，其特征在于，进一步包括喷射控制器，所述喷射控制器被构造成控制提供给所述喷嘴分段装置的所述浆料的量，提供给所述喷嘴分段装置的所述浆料的压力，将所述浆料提供给所述喷嘴分段装置的流速，将所述浆料提供给所述喷嘴分段装置的时间段，或将所述浆料提供给所述喷嘴分段装置的时间中的一个或多个。
10.根据权利要求1所述的涂层系统，其特征在于，进一步包括喷射控制器，所述喷射控制器构造成控制提供给所述一个或多个输送喷嘴中的每一个的所述浆料的量，提供给所述一个或多个输送喷嘴中的每一个的所述浆料的压力，将所述浆料提供给所述一个或多个输送喷嘴中的每一个的流速，将所述浆料提供给所述一个或多个输送喷嘴中的每一个的时间段，或将所述浆料提供给所述一个或多个输送喷嘴中的每一个的时间中的一个或多个。
11.根据权利要求1所述的涂层系统，其特征在于，其中所述喷嘴分段装置被构造成插入涡轮发动机中，以将所述浆料喷射到所述涡轮发动机的一个或多个表面上，而不拆卸所述涡轮发动机。
12.根据权利要求1所述的涂层系统，其特征在于，其中所述壳体成形为控制所述壳体的入口与所述壳体的所述输送喷嘴之间的所述浆料的流速。
13.一种涂覆方法，其特征在于，包括：
利用支撑固定装置将喷嘴分段装置的位置保持在部件内，所述喷嘴分段装置包括被构造成接收浆料的壳体，所述喷嘴分段装置被构造成设置在所述部件的中心轴线的径向外侧，并且成形为围绕所述部件的所述中心轴线的至少一部分周向延伸，所述壳体包括多个输送喷嘴，所述多个输送喷嘴被构造成将所述浆料喷射到所述部件的表面上，所述支撑固定装置尺寸定成部分地插入所述部件的一个或多个开口中，其中所述喷嘴分段装置被构造成与所述支撑固定装置可操作地联接，使得当所述支撑固定装置部分地插入所述部件的所述一个或多个开口中时，所述支撑固定装置将所述喷嘴分段装置的位置保持在所述部件内；和
将所述浆料喷射到所述部件的所述表面上作为所述部件上的涂层，
其中所述浆料包括第一流体以及陶瓷颗粒与第二流体的浆料，其中所述浆料被构造成形成在所述壳体内，其中所述第一流体被构造成，当所述浆料的液滴从所述壳体朝向所述部件的一个或多个表面横穿时，促进所述第二流体的蒸发。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括将多个喷嘴分段装置设置在所述部件的所述中心轴线的径向外侧，每个所述喷嘴分段装置被构造成与另一个喷嘴分段装置可操作地联接，以便形成围绕所述部件的所述中心轴线的至少一部分周向延伸的轨道系统。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，进一步包括利用多个支撑固定装置将所述多个喷嘴分段装置中的每一个喷嘴分段装置的位置保持在所述部件内。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，进一步包括控制联接到所述多个喷嘴分段装置的储存器的一个或多个阀的操作，以便控制提供给每个所述喷嘴分段装置的所述浆料的量，提供给每个所述喷嘴分段装置的所述浆料的压力，将所述浆料提供给每个所述喷嘴分段装置的流速，将所述浆料提供给每个所述喷嘴分段装置的时间段，或将所述浆料提供给每个所述喷嘴分段装置的时间中的一个或多个。
17.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括利用与所述喷嘴分段装置可操作地联接的喷射控制器控制提供给所述喷嘴分段装置的所述浆料的量，提供给所述喷嘴分段装置的所述浆料的压力，将所述浆料提供给所述喷嘴分段装置的流速，将所述浆料提供给所述喷嘴分段装置的时间段，或将所述浆料提供给所述喷嘴分段装置的时间中的一个或多个。
18.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括利用与所述喷嘴分段装置可操作地联接的喷射控制器来控制提供给所述一个或多个输送喷嘴中的每一个的所述浆料的量，提供给所述一个或多个输送喷嘴中的每一个的所述浆料的压力，将所述浆料提供给所述一个或多个输送喷嘴中的每一个的流速，将所述浆料提供给所述一个或多个输送喷嘴中的每一个的时间段，或将所述浆料提供给所述一个或多个输送喷嘴中的每一个的时间中的一个或多个。
19.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述喷嘴分段装置插入涡轮发动机中，以将所述浆料喷射到所述涡轮发动机的一个或多个表面上，而不拆卸所述涡轮发动机。
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