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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen konzentrischen Schraubenschlüssel zum
Anziehen oder Lösen
eines Fittings an dem Boden einer Blindzugangsöffnung in einer Turbine, und
betrifft insbesondere einen konzentrischen Schraubenschlüssel zum Anziehen
oder Lösen
eines vertieft angebrachten Fittings für einen Druckabzweig von der
Außenoberfläche des
Gasturbinengehäuses
und Verfahren zur Verwendung des Schraubenschlüssels. Ein typischer konzentrischer
Schraubenschlüssel
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1 ist in GB-A-999 570 dargestellt.
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In
Innenräumen
in einer Turbine werden typischerweise Messvorrichtungen eingesetzt.
Beispielsweise werden oft Druckanschlüsse auf Leitapparatsegmenten
in einer Gasturbine benötigt.
Druckanschlüsse
werden verwendet, um den Druck in Innenräumen innerhalb des Gehäuses zu
messen und sind durch das Gehäuse
hindurch mit einer externen Druckmessvorrichtung verbunden. Insbesondere
besteht ein Druckanschluss aus einer Rohrleitung, die an einem Abschnitt
der Turbine (zum Beispiel einem Leitapparatsegment) befestigt ist,
und durch einen Durchtritt in dem Turbinengehäuse zu einer Stelle außerhalb
des Gehäuses
verläuft.
Der Durchtritt ist typischerweise eine längliche Öffnung oder Bohrung für den Zugang
zu dem Druckanschlussfitting. Teile der Turbine sind in Bezug zueinander
während
der Montage und Demontage verschiebbar, was einen Zugang zu den
Fittings erfordert, um die Fittings in dem Gehäuse dementsprechend zu verbinden
oder zu trennen. Als ein spezifisches Beispiel werden Leitapparatsegmente
in Turbinen typischerweise in Umfangsrichtung in dem Turbinengehäuse für die Montage/Demontage
gedreht. Dieses erfordert, dass das Druckanschlussleitungs rohr ein
Druckfitting zwischen dem Leitapparatsegment und dem Außenturbinengehäuse zum
Anziehen/Lösen
des Fittings von der Außenseite
des Turbinengehäuses
aufweist. Es gibt keinen Zugang zu dem Druckfitting vom Inneren des
Turbinengehäuses,
da sich der Turbinenrotor an dieser Stelle befindet.
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Ein
Druckfitting kann einen Innengewindebund aufweisen, der an einem
Druckübertragungshohlrohr
befestigt ist, wobei sich das gegenüberliegende Ende des Hohlrohrs
in einen Hohlraum erstreckt, dessen Druck zu messen ist. Das Fitting
enthält
auch einen Außengewindebund
für einen Schraubeingriff
mit dem Innengewindebund, wobei der Außengewindebund ebenfalls an
einem sich durch die Blindöffnung
in dem Gehäuse
zu einer Stelle außerhalb
des Gehäuse
erstreckende Hohlrohr verbunden. Wenn die Bunde miteinander verschraubt
sind, wird ein vollständiges
Druckübertragungshohlrohr
aus dem Hohlraum über
die verbundenen Hohlrohre zu dem externen Drucksensor bereitgestellt.
Demzufolge ist ein Mechanismus erforderlich, um das Anziehen/Lösen des
Fittings einschließlich
des Verbindens/Trennens der Bunde in Bezug zueinander durch eine
Blindöffnung
von einer Stelle außerhalb
des Turbinengehäuses
aus zu ermöglichen.
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Bei
der Verwendung des konzentrischen Druckanschluss-Schraubenschlüssels hiervon sind die Außen- und
Innenrohre um das sich von dem Fitting durch die Blindzugangsöffnung zu
einer Stelle außerhalb
des Gehäuses
erstreckende Druckübertragungshohlrohr
herum angeordnet. Die Rohre werden in der Blindzugangsöffnung des
Gehäuses
angeordnet und in Eingriff gebracht, und deren Profilflächen greifen
an entsprechenden Profilflächen
der Innengewinde- und Außengewindebunde
des Fittings an. Indem das Außenrohr
gegen Drehung festgehalten wird, indem zum Beispiel ein Werkzeug
gegen seine außerhalb
des Gehäuses
zugängliche
Greiffläche
in Eingriff gebracht wird und ein weiteres Werkzeug mit der Außengreiffläche des
inneren Rohrs in Eingriff gebracht wird, und das letztere in Bezug
auf das Außenrohr
zu drehen, wird man erkennen, dass die Bunde in Bezug zueinander
in Richtungen zum Lösen
oder Anziehen der Schraubverbindung zwischen den Bunden gedreht
werden können.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird zur Verwendung in rotierenden Triebwerken mit einem
stationären
Außengehäuse und
einer Zugangsöffnung
durch das Gehäuse
hindurch zu einem in der Öffnung
vertieft angebrachten Fitting, wobei das Fitting relativ drehbare
erste und zweite Elemente zum Lösen
oder Anziehen erster und zweiter Teile des Fittings in Bezug zueinander
enthält,
ein konzentrischer Schraubenschlüssel
bereitgestellt, der einen Blindzugang durch die Zugangsöffnung zu
den Elementen des Fittings ermöglicht,
der ein lang gestrecktes hohles Außenrohr zur Anordnung in der Öffnung und
mit entlang einer Innenoberfläche
angrenzend an sein erstes Ende ausgebildete Profilflächen für einen
Eingriff mit dem ersten Element des ersten Teils des Fittings und
ein lang gestrecktes Innenelement zur Anordnung in der Öffnung und
innerhalb des Außenrohres aufweist,
wobei das Element Profilflächen
angrenzend an sein erstes Ende für
einen Eingriff mit einem zweiten Teil des Fittings enthält, gegenüberliegende Enden
sowohl des Rohres als auch des Elementes Greifflächen enthalten, die mit Werkzeugen
außerhalb
des Gehäuses
erfasst werden können,
um das Rohr und das Element in Bezug zueinander zu drehen, um die
ersten und zweiten Teile des Fittings in Bezug zueinander zu lösen oder
anzuziehen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird zur Verwendung in rotierenden Triebwerken mit einem
stationären
Außengehäuse und
einer Zugangsöffnung durch
das Gehäuse
hindurch zu einem in der Öffnung vertieft
angebrachten Fitting, und wobei das Fitting relativ drehbare erste
und zweite Elemente zum Lösen
oder Anziehen erster und zweiter Teil des Fittings in Bezug zueinander
enthält,
ein Verfahren zum Lösen
und Anziehen erster und zweiter Teile des Fittings in Bezug zueinander
bereitgestellt, mit den Schritten: Einführen eines lang gestreckten
hohlen Außenrohres
in die Öffnung,
in Eingriff bringen einer Greiffläche auf einem Innenoberflächenabschnitt
des Außenrohres
angrenzend an sein Ende mit dem ersten Element und Anordnen eines
lang gestreckten Elementes innerhalb des Außenrohres, in Eingriff bringen
einer Greiffläche
auf dem Element angrenzend an sein Ende mit dem zweiten Element,
während
ein gegenüberliegender
Endabschnitt entweder des Rohres oder des Elementes und das dadurch
in Eingriff stehende erste oder zweite Element gegen eine Drehung
festgehalten werden, Drehen des anderen Rohres oder Elementes und
des damit in Eingriff stehenden ersten oder zweiten Elementes, um dadurch
die Teile in Bezug zueinander zu lösen oder anzuziehen.
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Demzufolge
versucht die vorliegende Erfindung einen konzentrischen Druckanschluss-Schraubenschlüssel bereitzustellen,
der das Anziehen/Lösen
eines Druckfittings in einer Blindzugangsöffnung in einer Turbine ermöglicht.
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Die
Erfindung wird nun detaillierter im Rahmen eines Beispiels unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in welchen:
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1 eine
Teilquerschnittsansicht ist, die Abschnitte einer Gasturbine mit
einem Leitapparat mit angebrachter Trennscheibe und Turbinenradschaufeln
darstellt.
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2 eine
vergrößerte schematische
Darstellung eines gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebauten konzentrischen Druckanschluss-Schraubenschlüssels in
Position zum Lösen/Anziehen
eines Fittings ist.
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3 und 4 Querschnittsansichten
der Innen- und Außenrohre
sind, die den konzentrischen Schraubenschlüssel hiervon ausbilden; und
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5 eine
Aufrissansicht eines repräsentativen
Fittings ist, welcher mit der vorliegenden Erfindung gelöst/angezogen
werden kann.
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In 1 ist
eine Turbine, wie zum Beispiel eine insgesamt mit 10 bezeichnete
Gasturbine dargestellt, die ein Außengehäuse 12 mit einem Mantel 16 enthält, der
einen Leitapparat 18 befestigt, der wiederum eine Zwischenwand 20 trägt, wobei
der Leitapparat 18 einen Teil einer Stufe einer Turbine
bildet. Die Laufschaufeln der Stufe und einer vorhergehenden Stufe
sind mit 22 beziehungsweise 24 bezeichnet. Der
Turbinenrotor 26 trägt
die Laufschaufeln 22 und 24, und eine Dichtung,
bevorzugt eine Labyrinthdichtung 28, ist zwischen einem
Abschnitt des Rotors 26 und der Zwischenwand 20 angeordnet.
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Ein
Lufthohlraum 30 ist zwischen der Zwischenwand 20 und
dem Rotor 26 angeordnet und man möchte den Druck der Luft innerhalb
des Hohlraums 30 während
des Betriebs der Turbine messen. Um diese zu erreichen, weist ein
erstes Druckübertragungshohlrohr 32 ein
radial inneres Ende in Verbindung mit dem Hohlraum 30 auf
und erstreckt sich durch die Zwischenwand und des Leitapparats 20 beziehungsweise 18 hindurch
und endet in einem insgesamt bei 34 dargestellten Fitting.
Ein zweites Druckhohlrohr 36 erstreckt sich von dem Fitting 34 aus
durch eine Zugangsöffnung 38,
die in dem Außengehäuse 12 zur
Verbindung mit einem entfernt angeordneten nicht dargestellten Drucksensor
ausgebildet ist, durch welchen der Druck in dem Hohlraum 30 gemessen
werden kann. Aus den vorstehend erwähnten Gründen muss das Fitting gegenüber einem
Druckverlust abgedichtet sein, welcher ansonsten die Druckmessung
stören
würde und
muss von einer Stelle außerhalb
des Gehäuses 12 lösbar und
daran anziehbar sein.
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Gemäß den 1 und 5 enthält das Fitting 34 erste
und zweite Teile 40 beziehungsweise 42, die miteinander
verschraubbar sind. Das erste Teil 40 enthält einen
mit dem Druckhohlrohr 32 verbundenen und eine Aussparung 46,
welche ein Innengewinde 48 enthält, aufweisenden Bund 44.
Das Hohlrohr 32 steht mit der Aussparung 46 in
Verbindung. Das Fittingteil 40 enthält auch ein Element 50, bevorzugt
in der Form einer Mutter, beispielsweise einer Sechskantmutter mit
Profilstellen 52 entlang ihren Außenflächen.
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Der
zweite Teil 42 des Fittings 34 enthält ein mit
dem zweiten Druckübertragungshohlrohr 36 verbundenen
Bund 54. Der Bund 54 weist auch einen in einem
Außengewindeende 56 endenden
axialen Durchtritt auf. Das End des Hohlrohres 36 liegt
in dem Durchtritt ist geeignet an dem Bund befestigt. Um den Bund 54 ist
ein Element 58 bevorzugt mit Profilstellen 59 um
seinen Außenfläche herum
angeordnet, welches bei spielsweise eine Sechskantmutter ausbildet.
Die Sechskantmutter 58 ist in der Seitenabmessung kleiner
als die Sechskantmutter 50.
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Man
wird erkennen, dass zu dem tief in dem Außengehäuse 12 der Turbine
angeordneten Fitting 34 kein Zugang außer durch eine Blindöffnung oder -bohrung 38 in
dem Außengehäuse 12 erreicht
werden kann. Demzufolge ist es erforderlich, die Möglichkeit
zu haben, die Teile des Fittings in Bezug zueinander von einer Stelle
außerhalb
des Außengehäuses 12 aus
zu lösen
oder anzuziehen.
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Um
dieses zu erreichen, wird ein konzentrischer Schraubenschlüssel gemäß der vorliegenden Erfindung
bereitgestellt. Gemäß den 2 bis 4 enthält der Schraubenschlüssel ein
lang gestrecktes hohles Außenrohr 60,
das an dem einen Ende, das heißt,
an seinem inneren Ende in mehreren entlang seiner Innenoberfläche ausgebildeten
Profilflächen 62 endet.
Die Profilflächen 62 entsprechen
in der Anzahl der Anzahl der Profilflächen 52 auf der auf
dem Bund 44 ausgebildeten Sechskantmutter 50.
Angrenzend an das gegenüberliegende
Ende des Außenrohrs 60 befindet
sich eine Greiffläche 64 ebenfalls
in der Form mehrerer Profilflächen
um die Achse des Rohres. Die Greiffläche 64 ermöglicht einem
anderen Werkzeug zum Beispiel einem Schraubenschlüssel, das
Außenrohr 60 zu
erfassen.
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Ein
lang gestrecktes inneres Element, bevorzugt ebenfalls ein hohles
Rohr 66 ist für
eine axiale Aufnahme innerhalb des Außenrohres 60 vorgesehen.
Das Innenrohr 66 endet an seinem inneren Ende in mehreren
Profilflächen 68,
die um seine Innenoberfläche
herum angeordnet sind, wobei die Profilflächen in der Anzahl den Profilflächen 59 auf der
Sechskantmutter 58 des Fittings 34 entsprechen. Das
Innenrohr 66 enthält
wie das Außenrohr 60 eine Greiffläche 70 angrenzend
an sein Außenende,
das bevorzugt eine Reihe von äußeren Profilflächen aufweist,
wodurch das Innenrohr 66 ebenfalls durch ein geeignetes
Werkzeug, wie zum Beispiel einen Schraubenschlüssel erfasst werden kann. Das
Außenrohr
ist so dimensioniert, dass es die Einführung durch die Öffnung 38 in
das Außengehäuse 12 und
in den Hohlraum ermöglicht,
in welchem das Fitting 34 sitzt.
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Um
den konzentrischen Schraubenschlüssel hiervon
einzusetzen werden die Außen-
beziehungsweise Innenrohre 60 und 66 um das äußere Druckübertragungshohlrohr 36 vor
dem Einführen
des konzentrischen Schraubenschlüssels
in die Turbinenzugangsöffnung
oder Bohrung 38 angeordnet. Das Hohlrohr 36 kann
von dem entfernt angeordneten Sensor abgetrennt werden und die konzentrischen Rohre
können über das äußere freie
Ende des Rohrs 36 geschoben werden. Der konzentrisch angeordnete
Schraubenschlüssel
kann dann durch die Öffnung 38 in
dem Außengehäuse 12 entlang
dem Außenhohlrohr 36 zu
dem Fitting 34 eingeführt
werden. An dem Fitting werden die Profilstellen 62 des
Außenrohres 60 mit
der größeren Sechskantmutter 50 in Eingriff
gebracht, während
die Profilstellen 68 des inneren Rohres 66 mit
der Sechskantmutter 58 in Eingriff gebracht werden. Mit
dem Hohlrohr 36 als eine Führung kann der Operator blind
die Profilflächen beider
Rohre um die Sechskantmuttern durch Fühlen von einer Stelle außerhalb
des Gehäuses 12 positionieren.
Getrennte Werkzeuge werden dann an die Außenenden der Rohre 60 und 66 angelegt
und insbesondere um die Greifflächen 64 bzw. 70.
Beispielsweise wird man erkennen, dass durch Festhalten des Rohres 60 gegen
Drehen und Drehen des Innenrohres 66 die Teile des Fittings
in Bezug zueinander gelöst
oder angezogen werden können.
Nach dem Abschluss der Anzieh- oder Löseoperation kann der konzentrische
Schraubenschlüssel
einfach aus der Turbine unter Verwendung der äußeren Druckhohlrohr 36 als
eine Führung
zurück
und über
das freie Ende des äußeren Druckhohlrohrs 36 gezogen
werden. Die letztere wird dann wieder mit dem Drucksensor außerhalb
des Gehäuses
verbunden.
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Man
wird erkennen, dass der Schraubenschlüssel hierin dazu verwendet
werden kann, um blind einen Zugriff auf eine Anzahl unterschiedlicher Fittings
innerhalb des Gehäuses
zu erhalten. Beispielsweise werden redundante Fittings um das Gehäuse herum
vorgesehen, um redundant den Luftdruck in dem Hohlraum 30 zu
messen. Man wird auch erkennen, dass der konzentrische Schraubenschlüssel an
anderen Stellen in der Turbine verwendet werden kann um einen Zugriff
auf entfernte Bereiche in der Turbine zu erhalten. Alternativ wird
man erkennen, dass wenn das Fitting keine sich aus dem Gehäuse heraus
erstreckendes Hohlrohr benötigt, das
Innenrohr 64 aus einem festen Stab mit einer Aussparung
an seinem inneren Ende mit Innenwänden, die Profilflächen 68 definieren,
bestehen kann,