專利名稱：生產(chǎn)流體機(jī)械構(gòu)件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)流體機(jī)械構(gòu)件的方法以及一種維修這類構(gòu)件的方法。作為流體機(jī)械此處主要指的是水輪機(jī)和泵，但也包括其它流體機(jī)械，如船用螺旋漿等等。通常所說的流體機(jī)械是指與流體接觸的機(jī)械。作為構(gòu)件主要是針對(duì)流體機(jī)械的葉片而言，例如是渦輪機(jī)葉片。
流體機(jī)械上引導(dǎo)流體的引導(dǎo)面對(duì)機(jī)械的工作性能，尤其是效率，有決定性的影響。這一點(diǎn)對(duì)于水輪機(jī)和泵以及船用螺旋漿的葉片來說特別適用。在此，上述對(duì)于機(jī)械工作性能的影響首先取決于葉片的尺寸形狀，葉片通常都是空間彎曲的，就象轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)(Kaplan渦輪機(jī))或混流式水輪機(jī)(Francis渦輪機(jī))一樣。但在很大程度上也取決于葉片的表面特性。因此人們一直致力于盡可能地減小粗糙度，從而使渦輪機(jī)葉片表面盡可能變得光滑。為此，從各種各樣的磨光方法一直到拋光方法都予以采用。
尤其是水輪機(jī)會(huì)或強(qiáng)或弱地受到流體影響，使其引導(dǎo)流體的引導(dǎo)面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化。因水流中富含沙粒，其受腐蝕的危險(xiǎn)性特別大。另外空化氣蝕作用也很令人擔(dān)憂，它在非常情況下會(huì)侵蝕渦輪葉片。這些現(xiàn)象都會(huì)導(dǎo)致渦輪葉片結(jié)構(gòu)的變化，因而十分不利。
現(xiàn)有技術(shù)中有大量用于修理構(gòu)件表面缺陷處的方法。例如在歐洲專利文獻(xiàn)EP0676259A1中，首先是通過深挖清除掉缺陷點(diǎn)，隨后將精確匹配的涂層材料體填入凹陷處，使之與構(gòu)件上其余表面輪廓精確匹配。
由雜志“機(jī)械市場(chǎng)”，Wuerzburg98(1992年)，第40頁(yè)至44頁(yè)可知，在高應(yīng)力構(gòu)件上熱噴鍍涂層。
由雜志“機(jī)械市場(chǎng)”，Wuerzburg99(1993年)，第72頁(yè)至79頁(yè)可知一種生產(chǎn)高價(jià)值耐磨層的方法，更確切地說是一種具有高噴射速度和低火焰溫度的熱噴鍍方法。這種方法也可在生產(chǎn)渦輪機(jī)時(shí)應(yīng)用。
由雜志“機(jī)械構(gòu)造技術(shù)”，柏林34(1985)，第23至25頁(yè)可知，通過涂敷塑料使磨損的機(jī)械構(gòu)件得以被重新利用。
已公知，為防止沙蝕，水輪機(jī)構(gòu)件通過熱噴鍍被涂以防護(hù)層。已知的方法例如有火焰噴鍍，等離子噴鍍，HVOF-噴鍍。噴鍍上的防護(hù)層具有很高的硬度并能有效防蝕。
然而在構(gòu)件接縫處有一定問題。大型構(gòu)件一般由兩個(gè)或多個(gè)單個(gè)構(gòu)件組成，它們具有接合匹配面，在接合狀態(tài)，它們之間具有一水平的或垂直的接縫。兩個(gè)構(gòu)件在接合時(shí)構(gòu)成一共同的與流體接觸的表面。接縫就在這共同的面上延伸。兩個(gè)構(gòu)件在接縫處分別具有一接合邊，這兩條接合邊因而相互貼靠。
當(dāng)構(gòu)件(由各單個(gè)構(gòu)件接合成)上與流體接觸的表面被涂以防護(hù)層時(shí)，存在著這樣的危險(xiǎn)，即，防護(hù)層在各單個(gè)構(gòu)件產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)剝落。這種剝落現(xiàn)象即便在相對(duì)運(yùn)動(dòng)很小時(shí)也會(huì)出現(xiàn)。也許會(huì)考慮給各單個(gè)構(gòu)件涂上防護(hù)層，使所述接合邊也被涂層包覆起來，從而使匹配面區(qū)域也同樣被涂覆。然而這樣做也并非一個(gè)好的解決辦法，因?yàn)樵诮雍线吷系姆雷o(hù)層相互疊置會(huì)再次導(dǎo)致剝落。相關(guān)構(gòu)件在接縫處仍會(huì)遭受侵蝕，此外還會(huì)使液壓輪廓線不連續(xù)。
本發(fā)明的目的在于提供一些措施來制造流體機(jī)械上具有接縫的構(gòu)件，使防護(hù)層能被可靠且長(zhǎng)期地涂覆上，同時(shí)不會(huì)破壞液壓輪廓線，以便構(gòu)成流體機(jī)械工作時(shí)與流體接觸的表面。
本發(fā)明的目的是通過一種用于生產(chǎn)流體機(jī)械構(gòu)件的方法來實(shí)現(xiàn)的，該流體機(jī)械構(gòu)件包括兩單個(gè)部件，它們分別具有一個(gè)在工作時(shí)面向流體的表面(流動(dòng)面)和一個(gè)匹配面，其中首先對(duì)各單個(gè)部件的匹配面和流動(dòng)面之間的邊緣部位進(jìn)行構(gòu)造，以形成凸出的倒圓面，使得在各單個(gè)部件接合后還留有一縫隙，之后在流動(dòng)面以及凸出的倒圓面上涂覆一耐蝕層，隨后使構(gòu)件的各單個(gè)部件以匹配面相互接合，從而形成一接縫，接著再用填充材料填充凸出的倒圓面之間的縫隙，使該實(shí)心填充體與流體接觸面構(gòu)成一共同的表面。
本發(fā)明的本質(zhì)在于下列措施在與流體接觸的表面處和接縫處制出一縫隙；對(duì)縫隙面倒圓，使縫隙朝向流體接觸面開口。在流體接觸面和倒圓面上涂覆一防護(hù)層。用耐蝕材料填充該縫隙，進(jìn)而重新建立液壓輪廓線。特別適合于作耐蝕材料的可以是一種聚合物。當(dāng)聚合物填充體在徑向部位遭受些微損壞時(shí)，通過優(yōu)選熱噴鍍防護(hù)層所建立的防蝕保護(hù)在維修保養(yǎng)間隔期結(jié)束之前仍能保持。在維修時(shí)，聚合物填充體可以簡(jiǎn)便地得以修復(fù)。
特別有利的做法是在縫隙后開出一后切口，這樣填充材料不僅可通過粘附，也可通過形狀匹配、剛性閉鎖地錨固在構(gòu)件的單個(gè)部件上。
下面借助附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，附圖中

圖1簡(jiǎn)略示出帶有一Kaplan渦輪機(jī)的一液壓設(shè)備；圖2示出兩單個(gè)部件，它們通過相互接合構(gòu)成水輪機(jī)的一構(gòu)件；圖3示出圖2所示兩單個(gè)部件處于接合狀態(tài)。
部件27是一個(gè)動(dòng)輪環(huán)，它是一典型構(gòu)件，本發(fā)明方法可用在其上。
圖2和圖3中所示單個(gè)部件30和40在本實(shí)施例中鏡像對(duì)稱地構(gòu)成。當(dāng)然也可以是其它構(gòu)造。重要的是，這兩個(gè)部件分別具有一匹配面31和41(見圖2)。它們?cè)谙嗷ソ雍蠒r(shí)構(gòu)成一接縫50。這兩個(gè)部件30，40此外還具有在工作時(shí)與流體接觸的表面32，42(不帶涂層)。從該圖中還可看到倒圓面33，43，這在本發(fā)明中具有重要意義。通過倒圓面33和43的相互配置，在這兩個(gè)部件30，40處于接合狀態(tài)時(shí)，在它們之間形成一縫隙(見圖3)。在這兩個(gè)部件34，44上還分別具有一凹缺34，44，它們?cè)诮雍蠣顟B(tài)(見圖3)構(gòu)成一燕尾狀的后切口。
表面32、42以及倒圓面33、43上有一熱噴鍍上的防蝕保護(hù)層。
從圖3中可看到，在倒圓面33和43之間的所述縫隙以及由所述凹缺34和44構(gòu)成的后切口由一實(shí)心填充體60來充填。該實(shí)心填充體60具有一外表面62，它與外表面32和42構(gòu)成一共同的，沒有突起點(diǎn)的連續(xù)貫通面，從而構(gòu)成所期望的液壓輪廓線。燕尾狀后切口61使實(shí)心填充體60形狀匹配、剛性閉鎖地錨固在這兩個(gè)部件30，40上。
對(duì)表面32，33，42，43的噴涂當(dāng)然也可在安裝前進(jìn)行。涂層端部位于表面33和43相互面對(duì)的區(qū)域內(nèi)。表面62不用再噴涂。
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)流體機(jī)械構(gòu)件的方法，該流體機(jī)械構(gòu)件包括兩單個(gè)部件(30，40)，它們分別具有一個(gè)在工作時(shí)面向流體的表面(流動(dòng)面)和一個(gè)匹配面(31，41)，其中1.1.首先對(duì)各單個(gè)部件(30，40)的匹配面(31，41)和流動(dòng)面(32，42)之間的邊緣部位進(jìn)行構(gòu)造，以形成凸出的倒圓面(33，43)，使得在各單個(gè)部件(30，40)接合后還留有一縫隙，1.2.之后在流動(dòng)面(32，42)以及凸出的倒圓面(33，43)上涂覆一耐蝕層，1.3.隨后使構(gòu)件的各單個(gè)部件(30，40)以匹配面(31，41)相互接合，從而形成一接縫(50)，1.4.接著再用填充材料填充凸出的倒圓面(33，43)之間的縫隙，使該實(shí)心填充體與流體接觸面構(gòu)成一共同的表面(32，62，42)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述縫隙具有一后切口輪廓(61)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述倒圓面(33，43)和所述縫隙在分別制造所述兩單個(gè)構(gòu)件(30，40)時(shí)形成。
4.一種流體機(jī)械的構(gòu)件，它包括兩單個(gè)部件(30，40)，它們分別具有一個(gè)在工作時(shí)面向流體的表面(32，42)(流動(dòng)面)以及一匹配面(31，41)；4.1.各單個(gè)部件(30，40)以其匹配面(31，41)相互接合，使得在它們中間形成一接縫(50)；4.2.各單個(gè)部件(31，41)在接縫(50)處和流動(dòng)面(32，42)處的構(gòu)造使得在接合成一構(gòu)件后，在這兩個(gè)部件(30，40)之間形成一縫隙，并使相關(guān)的縫隙表面分別具有一過渡到流動(dòng)面(32，42)的凸出的倒圓(33，43)；4.3.各流動(dòng)面(32，42)以及凸出的倒圓(33，43)由一耐蝕層覆蓋；4.4.所述縫隙由一實(shí)心填充體(60)來填充，同時(shí)結(jié)合所述兩個(gè)單個(gè)部件(30，40)的流動(dòng)面，構(gòu)成一共同的表面(32，62，42)。
5.如權(quán)利要求4所述的構(gòu)件，其特征在于，所述共同的表面(32，62，42)是一平坦表面。
6.如權(quán)利要求4或5所述的構(gòu)件，其特征在于，所述縫隙具有一后切口，例如一燕尾狀的后切口(61)。
7.如權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的構(gòu)件，其特征在于，所述實(shí)心填充體是一耐蝕聚合物。
8.如權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的構(gòu)件，其特征在于，所述耐蝕層是一熱噴涂層。
全文摘要
一種生產(chǎn)流體機(jī)械構(gòu)件的方法，組成該構(gòu)件的兩單個(gè)部件分別具有一流動(dòng)面和匹配面，其中首先對(duì)各單個(gè)部件的匹配面和流動(dòng)面之間的邊緣部位進(jìn)行構(gòu)造，以形成凸出的倒圓面，使得在各單個(gè)部件接合后還留有一縫隙，之后在流動(dòng)面以及凸出的倒圓面上涂覆一耐蝕層，隨后使構(gòu)件的各單個(gè)部件以匹配面相互接合，從而形成一接縫，接著再用填充材料填充凸出的倒圓面之間的縫隙，使該實(shí)心填充體與流體接觸面構(gòu)成一共同的表面。
文檔編號(hào)F03B3/12GK1239756SQ9910535
公開日1999年12月29日 申請(qǐng)日期1999年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月4日
發(fā)明者克里斯托弗·施奈德 申請(qǐng)人:沃依特·海德羅公司