專利名稱：用于檢查葉片尖部間隙的方法和系統的制作方法
技術領域：
本公開的領域大體涉及轉子葉片尖部的檢查，并且更具體而言，涉及用于檢查渦輪發(fā)動機中的葉片尖部間隙的方法和系統。
背景技術：
至少一些已知的渦輪發(fā)動機包括包含多排轉子葉片的轉子組件。各個轉子葉片從葉片平臺沿徑向向外延伸到尖部，而流徑殼體在轉子組件的周圍基本沿周向延伸，使得在各個相應的轉子葉片尖部和殼體之間限定尖部間隙。尖部間隙設計成最小，同時大小設置成為足夠大來促進發(fā)動機在一定范圍的可用的發(fā)動機工作條件下無摩擦地運行。在運行期間，發(fā)動機性能可受轉子葉片尖部和殼體之間的尖部間隙的影響。具體而言，如果間隙增大，則跨過轉子葉片尖部的泄漏可不利于限制發(fā)動機的性能。因此，檢查渦輪發(fā)動機中的殼體和轉子葉片尖部之間的間隙往往是合乎需要的，以評價發(fā)動機的性能特性。在至少一些已知的間隙檢查系統中，以人工的方式測量各個轉子葉片的尖部間隙。這樣的檢查技術耗時且可能不可靠，因為由于不同的測量裝置和/或不同的間隙檢查技術的原因，不同的操作員的測量結果有差異。此外，由于人工檢查發(fā)動機需要增加的時間，以及由于不同的操作員在執(zhí)行間隙測量時可能會有高度的差異，所以至少一些已知的發(fā)動機性能數據的質量可能不足作出優(yōu)化發(fā)動機性能和能量輸出需要的根本的工程決策。在那一點上，以不那么佳的性能運行發(fā)動機可不利地影響運營收入，而且可增加維護成本。

發(fā)明內容
在一方面，提供了一種用于檢查葉片尖部間隙方法。該方法包括提供包括尖部的多個轉子葉片，其中，該多個轉子葉片可旋轉地安裝在殼體內，使得在轉子葉片尖部和殼體之間限定葉片尖部間隙。該方法還包括提供一種系統，其用于通過朝尖部發(fā)射電磁能以及檢測由尖部反射的電磁能來檢查葉片尖部間隙。該方法進一步包括定位該系統，以促進檢查葉片尖部間隙；在殼體內旋轉該多個轉子葉片，并且同時使用調配(blending)設備來調配尖部；以及使用該系統來檢查葉片尖部間隙。在另一方面，提供了一種用于檢查轉子葉片的葉片尖部的系統。該系統包括探頭保持器組件和包括電磁探頭的探頭組件。電磁探頭大小設置成插入到探頭保持器組件中，并且構造成從探頭保持器組件中發(fā)射電磁能，以用于檢查限定在轉子葉片和在轉子葉片外側延伸的殼體之間的尖部間隙。探頭保持器組件可移除地聯接到殼體上，以促進使用電磁探頭來檢查葉片尖部間隙。在另一方面，提供了一種用于組裝葉片尖部間隙檢查系統的方法。該方法包括提供探頭保持器組件，以及提供包括電磁探頭的探頭組件，其中，電磁探頭大小設置成插入到探頭保持器組件中，并且構造成在葉片尖部間隙檢查期間從探頭保持器組件中發(fā)射電磁能。該方法進一步包括可移除地將探頭保持器組件聯接到在轉子葉片的周圍延伸的殼體上，以使得電磁探頭能夠檢查葉片尖部間隙。


圖I是一個示例性燃氣輪機發(fā)動機的示意圖；圖2是用于圖I中顯示的燃氣輪機發(fā)動機中的一個示例性壓縮機的橫截面
圖3是可用來檢查圖2中顯示的壓縮機中的葉片尖部間隙的一個示例性系統的局部橫截面圖；圖4是可用來檢查圖2中顯示的壓縮機中的葉片尖部間隙的一個備選系統的透視圖；圖5是圖4中顯示的系統的俯視圖；圖6是可用于圖4中顯示的系統的一個示例性探頭組件的透視圖；圖7是圖6中顯示的探頭組件的后視圖；圖8是圖7中顯示的探頭組件的沿著線8-8得到的橫截面圖；圖9是可用于圖4中顯示的系統的一個示例性探頭保持器組件的透視圖；圖10是圖9中顯示的探頭保持器組件的俯視圖；圖11是圖9中顯示的探頭保持器組件的仰視圖；圖12是圖9中顯示的探頭保持器組件的后視圖；圖13是圖9中顯示的探頭保持器組件的側視圖；以及圖14是圖5中顯示的系統的沿著線14-14得到的橫截面圖，并且該系統聯接到圖2中顯示的壓縮機的殼體上。部件列表A 距離D/第一直徑D"第二直徑L縱向軸線L1 長度L2 長度L3 長度T 厚度X 距離BD內直徑BD'外直徑ID內直徑OD外直徑
SD內直徑SD'外直徑SL 長度TL 長度 :角度 2 角度 3 角度100燃氣輪機發(fā)動機
102風扇組件104高壓壓縮機106燃燒器108高壓渦輪110低壓渦輪118排氣系統200 流徑201中心線軸線202壓縮機級204轉子葉片206轉子盤210葉片尖部212 殼體214殼體內表面216殼體外表面218葉片尖部間隙220 孔口221內表面222 第一部分223 第一端224 第二部分225 第二端226第一匹配表面228內部腔體232期望檢查級300 系統302檢查設備304 探頭306探頭保持器308 本體310探頭尖部
312 護套314護套端部316 基部318基部端部320 腔體322第二匹配表面324內表面
326外表面328內表面330外表面332 探頭插口333鎖定機構334控制單元336間隔件338 本體340間隔件第一端342間隔件第二端344 通道346外表面348 磁體350測試探頭354 線路356控制單元存儲器358控制單元控制器360計算機系統364 (USB)端口368顯示器370通訊介質400 系統402探頭組件404探頭保持器組件406 插口408 護套410 板412緊固件414 探頭415 尖部416前部面418支承件
420 蓋422 第一支腿424 第二支腿426 基部428支承突出部430頂表面432底表面434外側表面
436內側表面438前表面440遠纟而后表面442近纟而后表面444 凹部446 第一節(jié)段448 第二節(jié)段450第三節(jié)段452 前緣453 側部454前表面455 側部456后表面458 通道460 第一端462 第二端464第一磁性部分466第二磁性部分468第三磁性部分470 第一對472 第二對474第三對476緊固件478底半部480 凸緣
具體實施例方式以下詳細描述以實例的方式而非限制的方式示出了用于檢查葉片尖部間隙的示例性方法和系統。該描述將清楚地使本領域普通技術人員能夠制造和使用本公開，并且該描述描述了本公開的若干實施例、修改、變型、備選方案和用途，包括目前認為是執(zhí)行本公開的最佳模式。在本文中將本公開描述成應用于優(yōu)選實施例，即，用于檢查燃氣輪機發(fā)動機中的壓縮機葉片尖部間隙的方法和系統。但是，構想到本公開可一般地應用于大范圍的系統和/或各種各樣的其它商業(yè)、工業(yè)和/或消耗裝置應用。圖I是包括風扇組件102、高壓壓縮機104和燃燒器106的一個示例性燃氣輪機發(fā)動機100的示意圖。發(fā)動機100還包括高壓渦輪108和低壓渦輪110。在運行中，空氣流過風扇組件102，并且壓縮空氣從風扇組件102供應到高壓壓縮機104。高度壓縮的空氣被輸送到燃燒器106。來自燃燒器106的空氣流驅動旋轉的渦輪108和110，并且通過排氣系統118而離開燃氣輪機發(fā)動機100。圖2是可在發(fā)動機100 (在圖I中顯示)內使用的壓縮機(例如(但不限于)高壓壓縮機104)的一部分的橫截面圖。在該示例性實施例中，壓縮機104包括延伸通過多個 壓縮機級202的流徑200，該多個壓縮機級202定向成沿著延伸通過壓縮機104的中心線軸線201而沿軸向對準。各個級202包括多個轉子葉片204，該多個轉子葉片204使用任何適當的附連構造(例如“鳩尾榫”構造)聯接到轉子盤206上，并且在轉子盤206的周圍沿周向間隔開。各個壓縮機轉子葉片204具有尖部210。殼體212包圍級202，并且形成流徑200的外周緣。殼體212包括內表面214和外表面216。在一個例性實施例中，殼體212由聯接到一起的多個殼體節(jié)段(未顯)制造而成。在一個實施例中，通過將兩個殼體節(jié)段聯接到一起而在它們的相對的側部處形成接頭(未顯示)來組裝殼體212。在另一個實施例中，殼體212由任何數量的殼體節(jié)段組裝而成。備選地，殼體212可一體地形成為整體式單元。在一個示例性實施例中，殼體212包圍轉子葉片204，并且定位成緊鄰轉子葉片204，使得在殼體內表面214和各個葉片尖部210之間限定葉片尖部間隙218 (在圖3中顯示)。在一個示例性實施例中，殼體212包括限定在其中且延伸通過其中的至少一個孔口 220。各個孔口 220包括內表面221、具有限定在殼體內表面214中的第一端223的第一部分222 (例如膛孔)，以及具有限定在殼體外表面216中的第二端225的第二部分224 (例如沉孔)。第一部分222形成有第一長度L1和第一直徑D，，而第二部分224形成有第二長度L2和大于第一直徑D'的第二直徑D "。在一個實施例中，第一直徑D'小于大約0.400英寸。備選地，第一直徑D'可具有使得孔口 220能夠如本文描述的那樣起作用的任何長度。在一個不例性實施例中，第一部分222在第一匹配表面226處與第二部分224相交。在一個實施例中，殼體212具有沿著中心線軸線201改變的厚度T。第二長度L2沿著中心線軸線201隨厚度T而改變，使得在第一匹配表面226和中心線軸線201之間保持預先確定的距離A。在一個示例性實施例中，第一匹配表面226基本是平面的。備選地，第一匹配表面226可具有使得殼體212能夠如本文描述的那樣起作用的任何適當的輪廓。各個孔口 220對限定在殼體212內的內部腔體228提供通路，并且因而促進檢查葉片尖部間隙218。在一個示例性實施例中，孔口 220在殼體212的周圍沿周向間隔開，并且至少一些孔口 220基本對準多個期望檢查級232中的各個，以使得能夠檢查限定在各個期望檢查級232處的葉片尖部間隙218。例如，在一個實施例中，多個孔口 220對準四個期望檢查級232中的各個(即存在四組孔口 220)。備選地，任何數量的孔口 220組可對準任何數量的期望檢查級232。在一個示例性實施例中，各組孔口 220均包括在殼體212的周圍沿周向間隔開的四個孔口 220。備選地，各組孔口 220均可包括任何數量的沿周向間隔開的孔口 220。
圖3是可用來檢查限定在轉子組件(例如高壓壓縮機104(在圖2中顯示))中的葉片尖部間隙218的一個示例性系統300的橫截面圖。在一個示例性實施例中，系統300包括包含探頭304和探頭保持器306的檢查設備302。探頭304包括伸長本體308，伸長本體308包括具有用于發(fā)射電磁能的源的尖部310和用于檢測反射的電磁能的檢測器(例如傳感器)。備選地，本體308可具有任何形狀，并且源和/或檢測器可相對于檢查設備302位于使得檢查設備302能夠如本文描述的那樣起作用的任何地方。在一個實施例中，探頭304是發(fā)射和/或檢測光(例如白光)的光學探頭。在另一個實施例中，探頭304可發(fā)射和/或檢測任何波長的電磁能。在一個實施例中,探頭304每秒產生高達大約2000次電磁能讀數(即發(fā)射和/或檢測)。在該示例性實施例中，探頭保持器306包括具有端部314的大體圓柱形的探頭護套312、具有端部318的大體圓柱形的基部316，以及從護套端部314延伸到基部端部318的腔體320。備選地，基部316和/或護套312中的任一個可具有任何形狀，而不限于圓柱形 形狀。在一個示例性實施例中，護套312和基部316 —體地形成在一起而形成基本平面的第二匹配表面322。備選地，第二匹配表面322可形成有使得系統300能夠如本文描述的那樣起作用的任何輪廓。護套312具有從第二匹配表面322延伸到護套端部314的長度SL。護套312還包括形成有內直徑SD的內表面324，以及形成有外直徑SD'的外表面326?；?16包括形成有內直徑BD的內表面328和形成有外直徑BD'的外表面330。在一個示例性實施例中，護套內直徑SD小于基部內直徑BD，而護套外直徑SD'小于基部外直徑BD'。備選地，在另一個實施例中，護套內直徑SD可大于基部內直徑BD，或者可與基部內直徑BD大小大致相同，以及/或者護套外直徑SD'可大于基部外直徑BD'，或者可與基部外直徑BD'大小大致相同。如本文所用，用語“直徑”被限定為跨過任何橫截面形狀(例如長方形、三角形等)的距離，并且不限于僅描述跨過圓形或橢圓形橫截面形狀的距離。在一個示例性實施例中，探頭304容納在護套312內(即探頭304定位在腔體320中)，使得探頭尖部310在護套端部314的附近，以及使得護套內表面324接觸探頭304，以促進將探頭304穩(wěn)固在腔體320內。在一個實施例中，探頭保持器306包括探頭插口 332，探頭插口 332對探頭304提供動力，將探頭304電聯接到控制單元334上，以及/或者使得用戶能夠調節(jié)探頭304在探頭保持器306內的位置。在一個實施例中，探頭保持器306包括鎖定機構333，鎖定機構333使得用戶能夠牢固地將探頭304聯接到探頭插口 332和/或探頭保持器306內，以及/或者從探頭插口 332和/或探頭保持器306內選擇性地釋放探頭 304。為了使用檢查設備302來檢查葉片尖部間隙218，將探頭304的至少一部分和探頭保持器306插入到孔口 220中。在該示例性實施例中，孔口第一部分222接合護套312，以促進將護套312穩(wěn)固在其中。更具體而言，在該示例性實施例中，將護套312插入到孔口第一部分222中，使得護套端部314不會延伸通過孔口第一端223，以促進防止檢查設備302損害轉子葉片204。此外，在另一個實施例中，將護套312插入到孔口第一部分222中，使得在護套端部314和孔口第一端223之間保持預先確定的距離X。在一個示例性實施例中，距離X為大約0. 100英寸。備選地，距離X可為使得檢查設備302能夠如本文描述的那樣起作用的任何長度。在該示例性實施例中，系統300包括定位在第一匹配表面226和第二匹配表面322之間的間隔件336，以促進保持距離X。間隔件336具有由第一端340和第二端342限定的本體338。通道344從第一端340至第二端342延伸通過本體338。本體338具有長度L3>內直徑ID和外直徑OD，內直徑ID大于護套外直徑SD'，以使得護套312能夠穿過通道344，而外直徑OD小于孔口第二直徑D"，以使得間隔件336能夠插入到孔口第二部分224中。在一個實施例中，間隔件外直徑OD的長度與孔口第二直徑D"基本相同，使得在間隔件336插入到孔口 220內時，間隔件336的外表面346可滑動地接觸孔口第二部分224的內表面221。在該示例性實施例中，間隔件第一端340和間隔件第二端342基本是平面的，使得在間隔件336在殼體212和檢查設備302之間插入到孔口 220內時，間隔件第一端340定位成基本平地抵靠第一匹配表面226，以及使得間隔件第二端342定位成基本平地抵靠第二匹配表面322。間隔件336可包括在間隔件第一端340和/或間隔件第二端342附近的至少一個磁體348，以使得間隔件336能夠可移除地聯接到第一匹配表面226和/或第二匹配表面322上。在一個示例性實施例中，間隔件本體長度L3大于孔口第二部分224的第二長度L2,以促進保持距離X。備選地，系統300包括多個不同的間隔件336，其中，至少一個間隔件336針對各個期望檢查級232 (在圖2中顯示)而定位，使得促進保持距離X，而不管在各個期望檢查級 232處的殼體厚度T如何變化。例如，在一個示例性實施例中，系統300包括各自制造有不同的長度L3的三個不同的間隔件336，不同的長度L3促進在特定的期望檢查級232處使用這三個不同的間隔件336。在另一個備選實施例中，系統300不包括任何間隔件336，并且將探頭保持器306插入到孔口 220中，使得第一匹配表面226和第二匹配表面322定位成基本平地抵靠彼此。在該示例性實施例中，為了促進減小檢查設備302將損害轉子葉片204(在圖2中顯示)的可能性，系統300包括測試探頭350，在將檢查設備302插入到孔口 220中之前，將測試探頭350插入到孔口 220中。測試探頭350制造有與護套長度SL大致相同的長度TL。在一個示例性實施例中，為了促進防止轉子葉片204有損害，測試探頭350由具有大約3380磅每平方英寸(Psi)的抗剪強度的材料(例如高密度聚乙烯或尼龍材料)制造而成。這種抗剪強度確保測試探頭350在撞到轉子葉片204之后將進行剪切。在另一個實施例中，測試探頭350由具有小于大約4000psi的抗剪強度的材料制造而成。系統300還包括通訊聯接到探頭304上(例如通過電氣線路354、無線系統和/或任何其它適當的通訊介質)的探頭控制單元334?？刂茊卧?34包括控制單元存儲器356和控制單元控制器358，控制單元控制器358與探頭304通訊，與計算機系統360通訊，以及/或者使得數據能夠存儲在控制單元存儲器356中。如本文所用，用語控制器可包括任何基于處理器或基于微處理器的系統，這包括微控制器、精簡指令集電路(RISC)、專用集成電路(ASIC)、邏輯電路和能夠執(zhí)行本文描述的功能的任何其它電路或處理器。上面提供的實例僅是示例性的，并且不意圖以任何方式限制用語控制器的定義和/或含義?？刂茊卧?34包括至少一個通訊裝置(例如通用串行總線(USB)端口 364、無線接收/發(fā)送裝置等)，以與計算機系統360通訊。在一個實施例中，控制單元334是手持式單元。備選地，控制單元334可具有使得控制單元334能夠被用戶從一個檢查位置運送到另一個檢查位置的任何適當的大小、形狀和/或機械構造(例如輪子)。如本文所用，用語“檢查位置”指的是在各個期望檢查級232處的各個孔口 220的位置?？煽邕^任何適當的介質使用任何適當的動力源(諸如例如電池動力或硬接線)對控制單元334提供動力。在該示例性實施例中，控制單元334包括用于顯示用戶界面的至少一個顯示器368。顯示器368可利用各種顯示技術，包括(但不限于)液晶顯示(LCD)、等離子、陰極射線管(CRT)，或相似類型的顯示技術。顯示器368顯示與葉片尖部間隙218檢查操作相關聯的信息和/或至少一個數據輸入區(qū)(例如級數量數據輸入區(qū)、殼體厚度數據輸入區(qū)和/或孔口數量數據輸入區(qū))。在一個示例性實施例中，控制單元334編程成發(fā)送和/或接收來自源和/或檢測器的、指示發(fā)射的和/或檢測到的電磁能的信號。在一個示例性實施例中，控制單元控制器358編程成處理接收自探頭304的信號，產生至少一個葉片尖部間隙讀數，以及/或者在控制單元存儲器356中存儲關于在給定的運行時期期間出現的各個讀數的至少一個記錄。在該示例性實施例中，計算機系統360或其任何構件位于控制單元的遠處。系統360可包括計算機、輸入裝置、顯示單元和接口，以便例如訪問互聯網。計算機系統360還可 包括可聯接到通訊總線上的處理器。計算機可包括存儲器以及存儲裝置，存儲器可包括隨機存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(R0M)，存儲裝置可為硬盤驅動器或移動式存儲驅動器，例如軟盤驅動器、光盤驅動器等。存儲裝置構造成將計算機程序和/或其它指令加載到計算機系統中。如本文所用，用語“處理器”不僅限于在本領域中被稱為處理器的集成電路，而是寬泛地指計算機、微控制器、微型計算機、微處理器、可編程的邏輯控制器、專用集成電路和任何其它可編程的電路。計算機系統360執(zhí)行存儲在一個或多個存儲元件中的指令，以處理輸入數據。存儲元件還可如期望或需要的那樣保持數據或其它信息，并且可呈信息源或處理機中的物理存儲器元件的形式。指令集可包括指引計算機系統執(zhí)行具體操作(例如方法的工序)的各種命令。指令集可呈軟件程序的形式。軟件可呈各種形式，例如系統軟件或應用軟件。另夕卜，軟件可呈一系列單獨的程序、較大的程序內的程序模塊或程序模塊的一部分的形式。軟件還可包括呈面向對象編程的形式的模塊化編程。處理機對輸入數據的處理可響應于用戶命令，響應于之前的處理的結果，或者響應于另一個處理機所作出的請求。如本文所用，用語“軟件”包括存儲在存儲器中的、待由計算機執(zhí)行的任何計算機程序，該存儲器包括RAM存儲器、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器和非易失性RAM(NVRAM)存儲器。上面提到的存儲器類型僅是示例性的，并且不限制用以存儲計算機程序的存儲器的類型。在一個示例性實施例中，控制單元334與計算機系統360通訊(即通過任何適當的通訊裝置和/或通訊介質370，諸如例如，銅質電纜、光線電纜、射頻或其它無線通訊的方法，以及/或者它們的任何組合)。在一個實施例中，計算機系統360編程成接收來自控制單元334的至少一個記錄，將記錄存儲在計算機系統存儲器中，處理記錄，以及/或者將葉片尖部間隙數據輸出給使用記錄的用戶(即通過電子表格輸出統計數據)。在另一個實施例中，計算機系統360輸出至少以下數據(I)檢查位置級數量；(2)檢查位置孔口數量；(3)檢查位置殼體厚度；(4)探頭電磁發(fā)射/檢測頻率；(5)在各個檢查位置處針對各個轉子葉片而收集到的電磁記錄的數量(即發(fā)射/檢測)；(6)關于各個轉子葉片在各個檢查位置處的平均葉片尖部間隙；以及/或者(7)關于所有轉子葉片在各個期望檢查級處的平均葉片尖部間隙。在一個備選實施例中，系統300不包括計算機系統360，并且控制單元334構造成如本文描述的那樣執(zhí)行計算機系統360的操作。在一個示例性實施例中，系統300包括用于在檢查操作期間旋轉轉子葉片204的電動旋轉裝置(未顯示)(例如電動的轉動機構)。在一個實施例中，旋轉裝置在檢查操作期間以大約七轉每分鐘(rpm)旋轉轉子葉片204。在另一個實施例中，旋轉裝置可按任何旋轉速度旋轉轉子葉片204。在轉子葉片204的旋轉期間，用戶在各個檢查位置處將檢查設備302插入到殼體212。在將檢查設備302插入期望的孔口 220中之前，用戶將檢查位置數據輸入到控制單元用戶界面368中(例如檢查位置級數量、檢查位置孔口數量、檢查位置殼體厚度等)。在輸入檢查位置數據之后，用戶將間隔件336插入到孔口第二部分224中，并且將測試探頭350穿過間隔件336，以及插入到孔口第一部分222中，以確定是否已經選擇了恰當的間隔件336。如果測試探頭350接觸到轉子葉片204，則用戶將具有不同長度L3的不同的間隔件336插入到孔口第二部分224中，并且將測試探頭350重新穿過間隔件336，以及插入到孔口第一部分222中，以確定測試探頭350是否接觸到轉子葉片204。一旦用戶確認防止測試探頭350接觸轉子葉片204的恰當的間隔件336，用戶就從間隔件336中移除測試探頭350，并且將檢查設備302 (即探頭304和護套312)穿過間隔件336，以及插入到孔口第一部分222中。在將檢查設備302穿過間隔件336且插入到孔口第一部分222中之后，用戶就指引控制單元334開始葉片尖部間隙218的葉片尖部間隙檢查操作(即通過與用戶界面368交互)?？刂茊卧?34和探頭304發(fā)送和/或接收指示由探頭304發(fā)射和/或接收的電磁能的信號?？刂茊卧?34存儲關于各個葉片204在特定的檢查位置處的多個葉片尖部間隙記錄(例如控制單元334可針對各個檢查位置每個葉片204存儲大約十五個記錄)。在檢查各個檢查位置處的葉片尖部間隙218之后，控制單元334將在檢查操作期間存儲的各個記錄發(fā)送給計算機系統360，并且計算機系統360存儲這些記錄，并且將葉片尖部間隙數據輸出給用戶。圖4是可用于檢查葉片尖部間隙218的系統400的一個備選實施例的透視圖。圖5是系統400的俯視圖。在該示例性實施例中，系統400構造成用于在葉片尖部210的調配期間檢查葉片尖部間隙218 (例如葉片尖部間隙218的變化)，如下面更加詳細地描述的那樣。在該不例性實施例中，系統400包括探頭組件402和探頭保持器組件404，探頭保持器組件使得探頭組件402能夠可移除地聯接到其上。圖6和7是探頭組件402相應的透視圖和后視圖。圖8是探頭組件402的沿著線8-8得到的橫截面圖。在該示例性實施例中，探頭組件402包括插口 406、與插口 406 —體地形成且從插口 406延伸的護套408、聯接到插口 406上(例如使用多個緊固件412)且在護套408的周圍延伸的板410，以及至少部分地插入到護套408中的探頭414。插口 406使得動力能夠供應給探頭414，以及/或者使得能夠將探頭414電聯接到控制單元334上。護套408促進在使用期間保護探頭414不被接觸和損害，而且還促進將探頭414固定在其從插口 406延伸的狀態(tài)。在該示例性實施例中，探頭414具有伸長形狀且具有構造成發(fā)射電磁能和/或檢測反射的電磁能的尖部415。在一個實施例中，探頭414是發(fā)射和/或檢測可見光(例如白光)的光學探頭。在另一個實施例中，探頭414可發(fā)射和/或檢測任何波長的電磁能。備選地，插口 406和板410可一體地共同形成為整體式部件，以及/或者插口406和護套408可彼此單獨形成，并且以任何適當的方式聯接到彼此上。、
在該示例性實施例中，板410為盤形，并且包括緊靠在探頭保持器組件404上的前部面416。此外，板410的至少一部分(例如前部面416)由金屬材料制造而成，以使得探頭組件402能夠以可拆卸的方式、以磁的方式聯接到探頭保持器組件404上，如下面更加詳細地描述的那樣。備選地，板410可具有任何適當的構造，并且可由使得探頭組件402能夠如本文描述的那樣起作用的任何適當的材料制造而成(例如板410可具有任何適當的形狀，并且可由非金屬材料制造而成)。圖9是探頭保持器組件404的透視圖。圖10、11、12和13是探頭保持器組件404的相應的俯視圖、仰視圖、后視圖和側視圖。在該示例性實施例中，探頭保持器組件404包括一體地共同形成為整體式部件的支承件418和蓋420。在其它實施例中，支承件418和蓋420可單獨形成，并且可使用任何適當的聯接機構而聯接在一起。在該示例性實施例中，支承件418具有大體U形的外形，并且包括第一支腿422、第二支腿424，以及在第一支腿422和第二支腿424之間延伸的基部426。此外，支承突出部428與支腿422和424相反地從基部426延伸。支承件418還包括頂表面430、底表面432、外側表面434、一對內側表面436、多個前表面438、一對遠端后表面440和近端后表面442。 內側表面436和近端后表面442共同限定U形外形的凹部444。在該示例性實施例中，頂表面430和底表面432基本平行于彼此,而遠端后表面440和外側表面434則基本垂直于頂表面430和底表面432。在其它實施例中，頂表面430、底表面432、遠端后表面440和外側表面434可相對于彼此具有使得支承件418能夠如本文描述的那樣起作用的任何定向。在該示例性實施例中，近端后表面442基本是平面的，并且相對于表面430和432傾斜地定向，使得后表面442與底表面432形成銳角0 I (例如介于大約85°和大約89°之間)。在其它實施例中，后表面442可具有使得支承件418能夠如本文描述的那樣起作用的任何適當的定向。在該示例性實施例中，前表面438包括共同限定支承件418的前緣452的第一節(jié)段446、第二節(jié)段448和第三節(jié)段450。第一節(jié)段446和第三節(jié)段450在支承突出部428的相反的側部453和455上間隔開一定距離，并且第二節(jié)段448形成在支承突出部428上以及在節(jié)段446和450之間。在該示例性實施例中，第一節(jié)段446和第三節(jié)段450分別是基本平面的，并且各自相對于表面430和432傾斜地定向，使得節(jié)段446和450與底表面432形成銳角0 2(例如大約45° )。第二節(jié)段448基本垂直于表面430和432。在其它實施例中，第一節(jié)段446、第二節(jié)段448和第三節(jié)段和450分別可相對于表面430和432布置成使得支承件418能夠如本文描述的那樣起作用的任何定向。備選地，支承件418可具有使得支承件418能夠如本文描述的那樣起作用的任何適當的構造(例如支承件418可以不是大體U形，可不具有支承突出部428，以及/或者可具有不分段的前表面)。在該示例性實施例中，蓋420是大體L形的，并且包括基本平面的前表面454和基本平面的后表面456。蓋420沿著基部426和支承突出部428延伸，使得后表面456與近端后表面442基本共面，以及使得前表面454與第二節(jié)段448基本共面。因而，后表面456以與近端后表面442大致相同角度(即角度0 I)定向，而前表面454以與第二節(jié)段448大致相同的角度(即90° )定向。在其它實施例中，表面454和456可定向成使得蓋420能夠如本文描述的那樣起作用的任何定向。在該示例性實施例中，蓋420在其中限定大小設置成接收護套408的通道458。具體而言，通道458從位于后表面456上的第一端460延伸到位于前表面454上的第二端462。此外,通道458具有定向成基本垂直于后表面456的縱向軸線L，使得縱向軸線L定向成相對于底表面432成角度0 3。角度0 3與角度0 I互補。備選地，通道458可具有使得蓋420能夠如本文描述的那樣起作用的任何定向。在該示例性實施例中，探頭保持器組件404還包括布置在底表面432上的多個第一磁性部分464、在通道458的第一端460的上方布置在后表面456上的第二磁性部分466,以及在通道458的第一端460的下方、部分地布置在近端后表面442上且部分地布置在后表面456上的第三磁性部分468。第一磁性部分464的第一對470位于第一支腿422上，第一磁性部分464的第二對472位于第二支腿424上，而第一磁性部分4 64的第三對474位于基部426上,使得第一磁性部分464在底表面432上具有大體U形的布置。在其它實施例中，支承件418可具有以使得支承件418能夠如本文描述的那樣起作用的任何適當的方式布置的任何適當數量的磁性部分464、466和/或468。在該示例性實施例中，磁性部分464,466和468與支承件418和蓋420單獨形成，并且通過適當的緊固件476而聯接到支承件418和蓋420上。在一些實施例中，磁性部分464、466和/或468可與支承件418和/或蓋420 —體地形成。在該示例性實施例中，在系統400內，探頭控制單元334通訊聯接到探頭上(例如通過上面描述的電氣線路354、無線系統和/或任何其它適當的通訊介質)?？刂茊卧?34可包括控制單元存儲器356和控制單元控制器358，控制單元控制器358與探頭414通訊，與計算機系統360通訊，以及/或者使得數據能夠存儲在控制單元存儲器356中。控制單元334可構造成促進以任何適當的方式檢查葉片尖部間隙218，并且控制單元334的構造不限于上面描述的、用于系統300的檢查技術。圖14是系統400的沿著線14-14(圖5)得到的橫截面圖，而系統400聯接到殼體212上。當在系統400中組裝時，探頭414和線路354聯接到插口 406上，使得線路354將電磁能傳送到探頭414，以用于檢查尖部間隙218。將探頭414和護套408插入到蓋420的通道458中，使得尖部415與通道458的第二端462間隔開一定距離。至少部分地由金屬材料制造而成的板410分別通過第二磁性部分466和第三磁性部分468以磁的方式聯接到蓋420和支承件418上，使得探頭組件402可拆卸地聯接到探頭保持器組件404上。為了運行系統400的示例性實施例，使殼體212的第一節(jié)段(例如頂半部(未顯示))與殼體212的第二節(jié)段(例如底半部478)拆開，使得可接近轉子葉片204。在該示例性實施例中，在移除了殼體212的頂半部的情況下，底半部478的內表面214至少部分地被暴露。然后將系統400聯接到底半部478上，使得支承件418的底表面432承坐在底半部478上，支承件418的前緣452對準(例如略有偏移)內表面214，并且探頭414的尖部415定向成朝向轉子葉片204。在支承件418的底表面432上的第一磁性部分464促進可拆卸地將支承件418聯接到殼體212上，而支腿422和424促進將探頭保持器組件404夾持到底半部478上(例如可將支腿422和424夾持到凸緣480上，凸緣480用來將殼體212的頂半部緊固到殼體底半部478上)。因為支承件418的第一節(jié)段446和第三節(jié)段450以角度9 2定向，所以較容易對準前緣452與內表面214。因為后表面456和近端后表面442以角度0 I定向，以及因為通道458的縱向軸線L以互補的角度03定向，所以較容易使探頭組件402保持聯接到蓋420上，以及較容易實現探頭414相對于轉子葉片204的最佳定向，從而促進較精確地檢查尖部間隙218。而且，因為前表面454以與第二節(jié)段448大致相同的角度定向，所以探頭414可延伸得較接近前緣452，以及因此，較接近轉子葉片204，同時與它們充分地間隔開，以保護探頭414不受損。在運行期間，當系統400聯接到殼體底半部478上時，用戶可操作電動旋轉裝置(例如電動的轉動機構)來旋轉轉子葉片204。在轉子葉片204被旋轉時，以及在系統400檢查葉片尖部間隙218時，可使用調配設備(例如帶式磨機)來調配葉片尖部210。例如，當轉子葉片204的級202被電動的轉動機構旋轉時，帶式磨機可同時磨削葉片尖部210，同時用戶運行系統400來檢查整個級202的葉片尖部間隙218在磨削操作期間的變化(例如用戶評估來自控制單元334的輸出數據，以實時確定葉片尖部間隙218在整個級202上何時是可接受的以及因此級202的磨削何時停止)。在運行系統400時，用戶還可與控制單元334交互，以指引系統400處理和存儲在材料通過調配設備被從葉片尖部210上移除時在尖部間隙218中的任何檢測到變化。在其它實施例中，可按任何適當的方式運行系統400，以使用任何適當的技術來檢查葉片尖部間隙。如本文所描述的那樣，系統400因此促進使用 耗時較少且較可靠的尖部間隙檢查技術來測量葉片尖部間隙218。本文描述的方法和系統促進檢查燃氣輪機發(fā)動機壓縮機轉子葉片尖部間隙。更具體而言，本文描述的方法和系統通過提供自動化的和可重復的檢查技術來促進最大程度地減小葉片尖部間隙測量的變化性，使得發(fā)動機性能數據質量提高，以使得能夠關于優(yōu)化發(fā)動機性能和能量輸出而作出根本的工程決策。另外，本文描述的方法和系統促進在發(fā)動機殼體完全組裝好時以及/或者在發(fā)動機殼體被拆開時檢查葉片尖部間隙。而且，本文描述的方法和系統促進在葉片尖部被調配時檢查葉片尖部間隙，從而使得能夠實時確定葉片尖部間隙何時在容差內。此外，本文描述的方法和系統促進減少發(fā)動機檢查周期時間，從而降低檢查成本。如本領域技術人員將理解以及前述說明書將支持的那樣，可使用計算機編程技術或工程技術(包括計算機軟件、固件、硬件或它們的任何組合或子集)來實現上面描述的本發(fā)明的實施例，其中，一個技術效果是促進檢查葉片尖部間隙?？稍谝环N或多種計算機可讀介質內包含或提供具有計算機可讀代碼手段的任何得到的程序，從而制造計算機程序產品(即，根據所論述的本發(fā)明的實施例的工業(yè)制品)。計算機可讀介質可為例如(但不限于)固定的(硬盤)驅動器、磁盤、光盤、磁帶、諸如只讀存儲器(ROM)的半導體存儲器，以及/或者任何發(fā)送/接收介質，例如互聯網或其它通訊網絡或鏈路?？赏ㄟ^執(zhí)行直接來自一個介質的代碼、通過將代碼從一種介質拷貝到另一種介質以及/或者通過在網絡上發(fā)送代碼來制造和/或使用含有計算機代碼的工業(yè)制品。在上面詳細描述了用于檢查葉片尖部間隙的方法和系統的示例性實施例。用于檢查葉片尖部間隙的方法和系統不限于本文描述的具體實施例，而是相反，可獨立地以及與本文描述的其它構件分開來利用方法和系統的構件。例如，本文描述的方法和系統可具有其它工業(yè)和/或消耗裝置應用，而不限于如本文描述的那樣僅用燃氣輪機發(fā)動機來實踐。相反，可與許多其它行業(yè)結合起來實施和利用本發(fā)明。雖然已經在多種具體實施例方面描述了本發(fā)明，但是本領域技術人員將認可，可用在權利要求的精神和范圍內的改良來實踐本發(fā)明。
權利要求
1.一種用于檢查轉子葉片(204)的葉片尖部(210)的系統(400)，所述系統包括 探頭保持器組件(404);以及 包括電磁探頭(414)的探頭組件(402)，所述電磁探頭大小設置成插入到所述探頭保持器組件中，并且構造成從所述探頭保持器組件中發(fā)射電磁能，以用于檢查限定在所述轉子葉片和在所述轉子葉片外側延伸的殼體(212)之間的尖部間隙(218)，所述探頭保持器組件可移除地聯接到所述殼體上，以促進使用所述電磁探頭來檢查所述葉片尖部間隙。
2.根據權利要求I所述的系統(400)，其特征在于，所述探頭保持器組件(404)包括構造成以磁的方式將所述探頭保持器組件聯接到所述殼體(212)上的磁性部分(464)。
3.根據權利要求I所述的系統(400)，其特征在于，所述探頭保持器組件(404)包括構造成可移除地將所述探頭組件(402)聯接到所述探頭保持器組件上的磁性部分(466， .468)。
4.根據權利要求I所述的系統(400)，其特征在于，所述探頭保持器組件(404)具有大體U形的外形，所述探頭保持器組件構造成夾持到所述殼體(212)上。
5.根據權利要求I所述的系統(400)，其特征在于，所述探頭保持器組件(404)包括通道(458)，所述探頭組件(402)大小設置成接收在所述通道內。
6.根據權利要求5所述的系統(400)，其特征在于，所述通道(458)具有縱向軸線(L)，所述探頭保持器組件(404)進一步包括底表面(432)和后表面(442，456)，所述后表面限定所述通道的第一端(460)，并且相對于所述底表面以銳角的方式定向，所述縱向軸線基本垂直于所述后表面。
7.根據權利要求I所述的系統(400)，其特征在于，所述殼體(212)具有內表面(214)，所述探頭保持器組件(404)包括底表面(432)、前表面節(jié)段(446，450)，以及將所述底表面聯接到所述前表面節(jié)段上的前緣(452)，所述前表面節(jié)段在所述前緣處相對于所述底表面以銳角的方式定向。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于檢查葉片尖部間隙的方法和系統。提供了一種用于檢查轉子葉片(204)的葉片尖部(210)的系統(400)。該系統包括探頭保持器組件(404)和具有電磁探頭(414)的探頭組件(402)。電磁探頭大小設置成插入到探頭保持器組件中，并且構造成從探頭保持器組件中發(fā)射電磁能，以用于檢查限定在轉子葉片和在轉子葉片外側延伸的殼體(212)之間的尖部間隙(218)。探頭保持器組件可移除地聯接到殼體上，以促進使用電磁探頭來檢查葉片尖部間隙。
文檔編號G01B7/14GK102721361SQ201210115078
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月28日 優(yōu)先權日2011年3月28日
發(fā)明者A·T·海諾斯 申請人:通用電氣公司