[发明专利]用于测量内部间隙的设备和方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及测量内部间隙。具体而言，本发明描述了用于测量例如不能够直接接近待测间隙的涡轮中的内部间隙的装置和方法。

背景技术

大件的商业设备通常具有与活动部件紧密接近的固定部件。例如在燃气涡轮中，压缩机包括与静止的静叶紧密接近的多级旋转叶片。周围的空气进入该压缩机中，并且该旋转叶片和静止的静叶逐渐地向工作流体(空气)赋予动能以增加该工作流体的压力并使其达到高能态。该压缩工作流体流向一个或多个燃烧器，这些燃烧器将燃料与该压缩工作流体混合并点燃该混合物以产生具有高温和高压的燃烧气体。该燃烧气体流经涡轮中的旋转叶片或轮叶和固定的叶片或喷嘴的交替的级。旋转叶片或轮叶附连到转子上，并且燃烧气体在其流经涡轮级时的膨胀引起该轮叶以及因此该转子旋转，从而产生功。

压缩机和涡轮中的旋转和静止部件之间的间隙是重要的设计和运行考虑事项，其一方面平衡了效率和性能，另一方面平衡了制造和维护成本。例如，减小在涡轮中的轮叶和静止的护罩或罩之间的间隙通过减少绕过涡轮轮叶的燃烧气体的量而大体上提升了该涡轮的效率和性能。然而，减小的间隙也可能导致用来实现该减小的间隙的额外制造成本和归因于旋转和静止部件之间的增加的磨损、摩擦或冲击的增加的维护成本。

通常在组装期间检查以及在运行之后周期性地检查旋转和静止部件之间的间隙，以保证设计间隙得到保持以及这些部件被合适地排列。在组装期间，可能可以容易地接近该旋转和静止部件以校验间隙。然而一旦完成组装，可能就不可容易地接近该旋转和静止部件。因此，可能必须延长停机时段，以供耗时的部件拆卸使用，以获得对待测间隙的直接接近。备选地，该间隙可以通过测量邻近部件而间接地测量。然而，间隙的间接测量在该测量中引进了误差，并且该引进的误差相比于允许的或期望的间隙可能是显著的。因此，用于直接测量组装好的设备中的旋转和静止部件之间的间隙的装置将会是合乎需要的。

发明内容

本发明的各方面和优点下面在以下描述中进行阐述，或者它们根据描述可能是显然的，或者它们可以通过对本发明的实施而被了解。

本发明的一个实施例是一种用于测量涡轮罩的内侧部分和涡轮轮叶的外侧部分之间的间隙的装置。该装置包括具有基座表面的基座。与该基座滑动接合的第一支脚包括第一支脚表面和第一远端。当基座表面邻接涡轮罩时，该基座表面和第一支脚表面之间的预定距离导致该第一支脚的第一远端的至少一部分位于该涡轮罩的内侧部分和该涡轮轮叶的外侧部分之间。

本发明的一个备选实施例是一种用于测量涡轮罩的内侧部分和涡轮轮叶的外侧部分之间的间隙的装置。该装置包括具有基座表面的基座。与该基座滑动接合的第一支脚包括第一支脚表面和第一远端。接近该基座的第二支脚包括第二远端。当该基座表面邻接涡轮罩时，该基座表面和该第一支脚表面之间的预定距离导致该第一支脚的第一远端的至少一部分位于该涡轮罩的内侧部分和该涡轮轮叶的外侧部分之间，以及该第二支脚的第二远端与该涡轮罩的内侧部分大约齐平(even)。

本发明还包括用于测量涡轮罩的内侧部分和涡轮轮叶的外侧部分之间的间隙的方法。该方法包括将装置的支脚插入到涡轮罩中的内孔中，以及向后移动该装置，直到该装置邻接涡轮罩中的该内孔为止。该方法还包括从该内孔收回该装置的支脚，直到该支脚的至少一部分邻接涡轮罩的内侧部分为止，在该涡轮罩内延伸该装置的支脚，直到该支脚的至少一部分邻接该涡轮轮叶的外侧部分为止，以及测量该支脚在收回之后延伸的距离。

本领域一般技术人员在查阅本申请文件之后将更好地理解这些实施例的特征和方面以及其它。

附图说明

在本申请文件的包括对附图的参照的剩余部分中更具体地阐述了本发明的完整的和可实现的公开，包括其对于本领域技术人员来说最优的模式，其中：

图1是涡轮级外侧部分的简化截面；

图2是围带(shroud)尖端和涡轮罩的内侧部分之间的间隙的放大视图；

图3是根据本发明的一个实施例的测量装置的平面侧视图；

图4是图3示出的测量装置的平面主视图；

图5是通过内孔插入涡轮罩中的图3和图4示出的测量装置的简化截面；

图6是图5示出的测量装置的远端的放大视图；

图7是根据本发明的一个备选实施例的测量装置的平面侧视图；

图8是图7示出的测量装置的平面主视图；

图9是通过内孔插入涡轮罩中的图7和图8示出的测量装置的简化截面；

图10是图9示出的第一构件和第二构件的放大轴向截面；以及