[发明专利]一种通过数字化来测量涡轮机喷嘴扇形体流动段的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量涡轮机喷嘴扇形体流动段的方法。本发明更广泛涉及选择 涡轮机喷嘴扇形体的布置形式的力法。

背景技术

在涡轮机喷嘴中，扇形体是一种为人们所知的部件，其包括一个或多个相互连 接两个平台的叶片。喷嘴主要由将扇形体连接成环状而构成。在这种喷嘴中，每个 扇形体位于其两侧的两个相邻扇形体的相对装配位置，其安装形式通过其平台接触 面与相邻扇形体平台接触面对接而成。

扇形体的流动段是指气流穿过喷嘴扇形体而占有的流动区域，其从垂直于气流 流动方向来测量。根据引伸，术语“流动段”还可以只表示流过喷嘴扇形体的气流 宽度。

下面描述中，流动段被认为是指其基本含义，即气流流动段区域。但更广泛的 是，应理解的是本发明还应用于仅作为上述气流流动宽度表示的气流流动段。

在喷嘴扇形体内的气流流动段中，对内部流动段和外部流动段可加以区别。

只有在带有至少两个叶片的喷嘴扇形体中才会有内部流动段，而且，这些内部 流动段是在所述扇形体内成对相邻的两个叶片之间测量的。

两个外部流动段中，每个流动段都是扇形体端部叶片和用于测量的所谓“基准” 叶片之间所形成的区域的一半。基准叶片是指喷嘴内邻近扇形体的对面叶片。一般 来讲，喷嘴扇形体端部叶片和基准叶片之间区域需要使用具有标准尺寸的基准叶片 来测定；这就形成了喷嘴扇形体相应端部的标称流动段。进而，也可确定喷嘴端部 相对于构成某个特定扇形体组成部分的基准叶片的实际流动段；在这种情况下，喷 嘴扇形体端部叶片和上述叶片之间区域就可以测定，而喷嘴扇形体所述端部的流动 段是所述区域的一半。

在喷嘴中，大家知道，综合性能尤其取决于喷嘴的流动段，即各个扇形体流动 段之和。因此，测量这些流动段是一项非常重要的工作。

应该特别注意的是，在维修作业期间，这些作业都需要清洁喷嘴扇形体，然后 对其进行表面加工，结果，流动段的参数值容易改变。为此，在这种维修作业结束 时，需要对喷嘴流动段参数值重新进行测量，以确保其始终与所规定的指标要求相 符合。

为了测量扇形体的流动段，传统上使用两种测量方法。

首先，可以使用一种测量台，扇形体就置于该台上，允许空气流从扇形体中流 过，在空气穿过扇形体流过时与空气流动相关的各种量值从而得以测量。在这些量 值变化方式的基础上，可以测定扇形体的流动段。

这种测量台主要用于低压喷嘴。这种测量方法的缺陷是精度不准，且不能获得 除流动段以外的有关扇形体的其它信息。

用于测量喷嘴扇形体流动段的第二个测量方法是利用主要为机械形式的测量 台。

按照如下方式进行测量：将喷嘴扇形体置放在两个基准叶片之间的测量台上。 基准叶片为集成在测量台中的固定叶片。一旦扇形体的位置确定并锁定，操作手可 以应用一种比较器，所述比较器上带有一个触针，用于对喷嘴扇形体两侧上的各个 点进行测量，另外，触针也可对集成到装置内的基准叶片测量，从而测量喷嘴扇形 体的各个点。一般来讲，所使用的比较器都是多尺寸式的，即，其可以同时测量多 个尺寸，例如，在叶片间通道内，即两个相邻叶片之间的通道内，测量一个叶片和 邻近叶片之间的八个距离尺寸，以及喷嘴扇形体两个相对平台之间的距离尺寸。

这第二种测量方法特别适用于高压喷嘴。尽管其实施起来相对简单，但其也存 在各种缺陷，首先就是精度不准；特别是，所获得的结果往往取决于实施测量工作 的操作者。此外，测量结果也仅仅反映了有关该部件的相对一小部分数据点。如上 所述，按传统方式，使用这种测量方法，一个叶片和邻近叶片之间可以采集至少10 个距离测量结果，而在喷嘴扇形体两个平台之间沿垂直方向往往只能采集一个距离 测量结果。

发明内容

本发明的第一个目的是，提出一种测量涡轮机喷嘴扇相对于两个基准叶片的流 动段的方法，这种方法可提高精度，所述扇形体带有至少一个叶片，所述方法包括 如下步骤：

a)通过数字化创建扇形体的三维数值模型；

b)提供两个基准叶片中每个叶片的数值模型；

c)将扇形体端部的两个基准叶片的数值模型重新设置为在喷嘴中的相对装配位 置；

d)根据扇形体和基准叶片的数值模型部分，测定扇形体的流动段；

该目的可以通过如下步骤来实现：