專(zhuān)利名稱(chēng)：具有剛毛的管道鏡栓塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開(kāi)的主題涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，且更具體而言涉及管道鏡栓塞。
背景技術(shù)：
大體上，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒壓縮空氣和燃料的混合物來(lái)產(chǎn)生熱的燃燒氣體。燃 燒氣體可流過(guò)渦輪，以便產(chǎn)生用于負(fù)載和/或壓縮機(jī)的動(dòng)力。壓縮機(jī)通過(guò)一系列的級(jí)來(lái)壓 縮空氣，各個(gè)級(jí)具有繞著中心軸旋轉(zhuǎn)的多個(gè)葉片。常規(guī)的壓縮機(jī)維護(hù)可包括將管道鏡插入 各個(gè)壓縮機(jī)級(jí)中，以檢查壓縮機(jī)葉片和其它壓縮機(jī)構(gòu)件。管道鏡可在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)未操 作時(shí)期期間通過(guò)沿著壓縮機(jī)的軸向方向和/或周向方向定位的檢查端口插入。為了防止壓 縮空氣在已經(jīng)移除了管道鏡且燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)在使用中之后通過(guò)檢查端口泄漏，可用栓塞 密封各個(gè)端口。這些栓塞可包括基本延伸穿過(guò)檢查端口的整個(gè)長(zhǎng)度的填料。但是，檢查端 口的長(zhǎng)度可沿著壓縮機(jī)的縱向軸線(xiàn)不同。因此，如果將構(gòu)造成用于較長(zhǎng)的檢查端口的填料 放置在較短的檢查端口中，則該填料可突入壓縮機(jī)的內(nèi)部中。在這種情況下，壓縮機(jī)葉片可 接觸填料，從而可能損壞壓縮機(jī)葉片。

發(fā)明內(nèi)容
下面對(duì)在范圍方面與原本要求保護(hù)的發(fā)明相當(dāng)?shù)哪承?shí)施例進(jìn)行概述。這些實(shí)施 例不意圖限制要求保護(hù)的發(fā)明的范圍，而是相反，這些實(shí)施例僅意圖提供本發(fā)明的可能形 式的簡(jiǎn)要概述。實(shí)際上，本發(fā)明可包括可能類(lèi)似于或異于下面所論述的實(shí)施例的各種形式。在第一個(gè)實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)式機(jī)械，旋轉(zhuǎn)式機(jī)械包括殼體、延伸穿過(guò)殼 體的軸，以及聯(lián)接到殼體內(nèi)部的軸上的多個(gè)葉片。系統(tǒng)還包括設(shè)置在殼體中的開(kāi)口中的栓 塞，其中，栓塞包括聯(lián)接到基座上的填料，且填料構(gòu)造成以便在與葉片撞擊后斷開(kāi)。在第二個(gè)實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括構(gòu)造成安裝在旋轉(zhuǎn)式機(jī)械中的檢查開(kāi)口中的栓 塞。栓塞包括聯(lián)接到安裝基座上的多根剛毛，且剛毛構(gòu)造成以便在與旋轉(zhuǎn)式機(jī)械中的旋轉(zhuǎn) 葉片撞擊后斷開(kāi)。在第三個(gè)實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括這樣的機(jī)械該機(jī)械包括可相對(duì)于第二構(gòu)件移 動(dòng)的第一構(gòu)件。該系統(tǒng)還包括設(shè)置在第二構(gòu)件中的檢查開(kāi)口中的檢查栓塞，其中，檢查栓塞 包括聯(lián)接到基座上的多個(gè)纖維，且纖維構(gòu)造成以便在與第一構(gòu)件撞擊后斷開(kāi)。


當(dāng)參照附圖閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得 更好理解，在附圖中，同樣的符號(hào)在所有圖中表示同樣的部件，其中圖1是根據(jù)本技術(shù)的某些實(shí)施例的、具有用來(lái)檢查壓縮機(jī)的內(nèi)部的監(jiān)視系統(tǒng)和管 道鏡的渦輪機(jī)系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖；圖2是根據(jù)本技術(shù)的某些實(shí)施例的如圖1所示的渦輪機(jī)系統(tǒng)的剖面?zhèn)纫晥D；圖3是根據(jù)本技術(shù)的某些實(shí)施例的、在圖2的線(xiàn)3-3內(nèi)得到的壓縮機(jī)區(qū)段的剖面?zhèn)纫晥D；圖4是根 據(jù)本技術(shù)的某些實(shí)施例的、在圖3的線(xiàn)4-4內(nèi)得到的管道鏡栓塞的剖面 側(cè)視圖；圖5是根據(jù)本技術(shù)的某些實(shí)施例的、在圖3的線(xiàn)4-4內(nèi)得到且具有延伸超過(guò)檢查 端口的端部的剛毛的管道鏡栓塞的剖面?zhèn)纫晥D；以及圖6是根據(jù)本技術(shù)的某些實(shí)施例的、在圖3的線(xiàn)4-4內(nèi)得到且具有比檢查端口的 長(zhǎng)度更短的剛毛的管道鏡栓塞的剖面?zhèn)纫晥D。部件列表10燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)12燃料噴嘴14燃料供應(yīng)16燃燒器18 渦輪19 軸20 排氣口22壓縮機(jī)24 進(jìn)氣 口26 負(fù)載28—30 空氣32壓縮空氣34燃料-空氣混合物36管道鏡38監(jiān)視系統(tǒng)40壓縮機(jī)殼體41軸向方向42 導(dǎo)葉43周向方向44 葉片45徑向方向46管道鏡栓塞48管道鏡栓塞頭部50管道鏡栓塞密封部52管道鏡栓塞剛毛54檢查端口55 第一孔口56 第二孔口58密封部的直徑60第一孔口的直徑
62第一孔口的長(zhǎng)度63密封部的長(zhǎng)度64第二孔口的直徑66第二孔口的長(zhǎng)度68剛毛的長(zhǎng)度69螺紋軸線(xiàn)70剛毛的長(zhǎng)度72剛毛的長(zhǎng)度
具體實(shí)施例方式下面將對(duì)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)具體實(shí)施例進(jìn)行描述。為了致力于提供對(duì)這些實(shí)施 例的簡(jiǎn)明描述，可能不會(huì)在說(shuō)明書(shū)中對(duì)實(shí)際實(shí)現(xiàn)的所有特征進(jìn)行描述。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)例如在 任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中開(kāi)發(fā)任何這種實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)，必須作出許多對(duì)實(shí)現(xiàn)而言專(zhuān)有的決定來(lái) 實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)者的具體目標(biāo)，例如符合與系統(tǒng)有關(guān)及與商業(yè)有關(guān)的約束，開(kāi)發(fā)人員的具體目標(biāo) 可根據(jù)不同的實(shí)現(xiàn)彼此有所改變。此外，應(yīng)當(dāng)理解，這種開(kāi)發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗時(shí)的，但 盡管如此，對(duì)具有本公開(kāi)的益處的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，這種開(kāi)發(fā)工作將是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和制造 的例行任務(wù)。在介紹本發(fā)明的各實(shí)施例的元件時(shí)，冠詞“一個(gè)”、“一種”、“該”和“所述”意圖表 示存在一個(gè)或多個(gè)該元件。用語(yǔ)“包括”、“包含”和“具有”意圖為包括性的，且表示除了列 出的元件之外，可存在另外的元件。本公開(kāi)的實(shí)施例可通過(guò)采用具有構(gòu)造成以便在與壓縮機(jī)葉片撞擊后斷開(kāi)的填料 的管道鏡栓塞來(lái)顯著地減小或消除壓縮機(jī)葉片損壞的可能性。在此構(gòu)造中，如果管道鏡栓 塞在壓縮機(jī)葉片的路徑內(nèi)延伸，則接觸葉片的填料部分可斷開(kāi)。例如，在某些實(shí)施例中，管 道鏡栓塞可包括剛毛，剛毛由某材料構(gòu)成且具有一定厚度和密度，從而使得與壓縮機(jī)葉片 接觸會(huì)使剛毛的一部分?jǐn)嚅_(kāi)，同時(shí)顯著地減小或消除了對(duì)壓縮機(jī)葉片造成的損壞。例如，剛 毛的定向可沿著徑向、周向和/或軸向方向。此外，剛毛可用來(lái)吸收可以以別的方式在壓縮 機(jī)內(nèi)引起壓力振蕩的聲能?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖，且首先參照?qǐng)D1，示出了燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)圖。 該圖包括燃料噴嘴12、燃料供應(yīng)14和燃燒器16。如圖所描繪，燃料供應(yīng)14通過(guò)進(jìn)入燃燒 器16中的燃料噴嘴12將液體燃料和/或氣體燃料(諸如天然氣)輸送到渦輪機(jī)系統(tǒng)10。 燃燒器16點(diǎn)燃和燃燒燃料_空氣混合物，且然后將熱的加壓排氣傳送到渦輪18中。排氣 穿過(guò)渦輪18中的渦輪葉片，從而驅(qū)動(dòng)渦輪18旋轉(zhuǎn)。渦輪18中的葉片和軸19之間的聯(lián)接 將使軸19旋轉(zhuǎn)，軸19還聯(lián)接到整個(gè)渦輪機(jī)系統(tǒng)10中的幾個(gè)構(gòu)件上，如圖所示。最后，燃燒 過(guò)程的排氣可通過(guò)排氣口 20離開(kāi)渦輪機(jī)系統(tǒng)10。在渦輪機(jī)系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例中，作為壓縮機(jī)22的構(gòu)件而包括了壓縮機(jī)導(dǎo)葉或 葉片。壓縮機(jī)22內(nèi)的葉片可聯(lián)接到軸19上，且將在軸19被渦輪18驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)時(shí)旋轉(zhuǎn)。壓 縮機(jī)22可通過(guò)進(jìn)氣口 24將空氣吸到渦輪機(jī)系統(tǒng)10中。另外，軸19可聯(lián)接到負(fù)載26上， 可通過(guò)軸19的旋轉(zhuǎn)對(duì)負(fù)載26供以動(dòng)力。如所理解的，負(fù)載26可為可通過(guò)渦輪機(jī)系統(tǒng)10 的旋轉(zhuǎn)輸出產(chǎn)生動(dòng)力的任何適當(dāng)?shù)难b置，例如發(fā)電設(shè)備或外部機(jī)械負(fù)載。例如，負(fù)載26可包括發(fā)電機(jī)、飛機(jī)的推進(jìn)器等。進(jìn)氣口 24通過(guò)諸如冷氣入口的適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)將空氣30吸入 渦輪機(jī)系統(tǒng)10中，以便隨后通過(guò)燃料噴嘴12使空氣30與燃料供應(yīng)14混合。如將在下面 詳細(xì)論述的，可供給由渦輪機(jī)系統(tǒng)10獲得的空氣30，且通過(guò)使壓縮機(jī)22內(nèi)的葉片旋轉(zhuǎn)將該 空氣30壓縮成加壓空氣。然后可將該加壓空氣供給到燃料噴嘴12中，如由箭頭32所示。 然后燃料噴嘴12可混合加壓空氣和燃料，如由標(biāo)號(hào)34所示，以產(chǎn)生用于燃燒(例如使燃料 更加完全地燃燒以便不浪費(fèi)燃料或造成過(guò)度排放的燃燒)的適當(dāng)?shù)幕旌媳嚷?。在某些?shí)施例中，系統(tǒng)10可包括管道鏡36和監(jiān)視系統(tǒng)38，以檢查壓縮機(jī)22的內(nèi) 部。例如，管道鏡36可為剛性鏡或纖維鏡。管道鏡36可在渦輪機(jī)系統(tǒng)10未操作時(shí)期期間 插入壓縮機(jī)22的各部分(例如端口)中。這樣，就可檢查壓縮機(jī)葉片和壓縮機(jī)22的其它構(gòu) 件，以確保壓縮機(jī)22恰當(dāng)?shù)夭僮?。管道鏡36可以以光學(xué)的方式聯(lián)接到監(jiān)視系統(tǒng)38上。監(jiān) 視系統(tǒng)38可包括通過(guò)管道鏡36照亮壓縮機(jī)22的內(nèi)部的光源。另外，監(jiān)視系統(tǒng)38可包括 能夠監(jiān)視、顯示和/或記錄來(lái)自管道鏡36的圖像的光學(xué)傳感器。在某些實(shí)施例中，管道鏡 36可包括構(gòu)造成將來(lái)自壓縮機(jī)22的內(nèi)部的圖像傳送到監(jiān)視系統(tǒng)38的內(nèi)芯，以及構(gòu)造成將 光從監(jiān)視系統(tǒng)38傳輸?shù)綁嚎s機(jī)22的外層。在此構(gòu)造中，可監(jiān)視和分析壓縮機(jī)22的內(nèi)部， 以確保壓縮機(jī)22在既定的參數(shù)內(nèi)操作。另外的實(shí)施例可采用諸如著色滲透劑施用器、超聲 波探測(cè)器或渦流探測(cè)器的備選的壓縮機(jī)檢查裝置來(lái)檢查壓縮機(jī)22的內(nèi)部。管道鏡36或其它壓縮機(jī)檢查裝置可通過(guò)定位在壓縮機(jī)22各處的檢查端口或開(kāi)口 插入壓縮機(jī)22中。例如，對(duì)于每個(gè)壓縮機(jī)級(jí)，壓縮機(jī)22可包括至少一個(gè)檢查端口。在另外 的實(shí)施例中，壓縮機(jī)22可包括設(shè)置在各個(gè)壓縮機(jī)級(jí)的周邊周?chē)亩鄠€(gè)檢查端口。例如，對(duì) 于各個(gè)壓縮機(jī)級(jí)，壓縮機(jī)22可包括1、2、3、4、5、6、7、8個(gè)或更多個(gè)沿周向隔開(kāi)的檢查端口。 在另外的實(shí)施例中，對(duì)于各個(gè)周向位置，壓縮機(jī)22可包括相對(duì)于各個(gè)壓縮機(jī)級(jí)位于下游位 置和上游位置兩者處的檢查端口。此構(gòu)造可使得能夠檢查壓縮機(jī)葉片的前緣和后緣兩者。在壓縮機(jī)22的檢查完成之后，可密封各個(gè)檢查端口，以阻止壓縮空氣在渦輪機(jī)操 作期間泄漏。在某些實(shí)施例中，用管道鏡栓塞密封檢查端口，管道鏡栓塞包括安裝基座和填 料?；砂ü潭ǖ綁嚎s機(jī)22的外殼上的帶螺紋的部分。在某些實(shí)施例中，填料可包 括基本沿著各個(gè)檢查端口的整個(gè)長(zhǎng)度自基座延伸的多根剛毛。在此構(gòu)造中，如果將具有過(guò) 長(zhǎng)的剛毛的管道鏡栓塞插入檢查端口中，剛毛就可在與旋轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)葉片接觸時(shí)彎曲或斷 開(kāi)。特別地，因?yàn)閯偯蔀楸〉那矣杀葔嚎s機(jī)葉片更軟的材料構(gòu)成，所以壓縮機(jī)葉片可將剛 毛剪切到接觸而不顯著地?fù)p壞葉片的程度。換句話(huà)說(shuō)，如果將具有不適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度的管道鏡 栓塞插入檢查端口內(nèi)，剛毛就可保護(hù)壓縮機(jī)葉片不受損。另外，剛毛可用來(lái)抑制可以以別的 方式在壓縮機(jī)22內(nèi)引起壓力振蕩的聲能。圖2顯示了渦輪機(jī)系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例的剖面?zhèn)纫晥D。如圖所描繪，該實(shí)施例包 括壓縮機(jī)22，壓縮機(jī)22聯(lián)接到燃燒器16的環(huán)形陣列上，例如六個(gè)、八個(gè)、十個(gè)或十二個(gè)燃燒 器16。各個(gè)燃燒器16包括至少一個(gè)燃料噴嘴12(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個(gè)或更多 個(gè))，該至少一個(gè)燃料噴嘴12將空氣-燃料混合物供給到位于各個(gè)燃燒器16內(nèi)的燃燒區(qū)。 隨著排氣朝向排氣口 20傳送，空氣-燃料混合物在燃燒器16內(nèi)的燃燒將會(huì)使渦輪18內(nèi)的 導(dǎo)葉或葉片旋轉(zhuǎn)。如在下面詳細(xì)論述的，壓縮機(jī)22的某些實(shí)施例包括各種各樣的獨(dú)特的特 征，以在將不適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度的管道鏡栓塞插入檢查端口中的情況下降低損壞壓縮機(jī)葉片的可 能性。
圖3呈現(xiàn)了在圖2的線(xiàn)3-3內(nèi)得到的壓縮機(jī)22的一部分的詳細(xì)截面圖?？諝庋?著軸向方向41進(jìn)入壓縮機(jī)22。然后空氣穿過(guò)一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)級(jí)。例如，壓縮機(jī)22可包 括1至25、5至20、10至20或14至18個(gè)壓縮機(jī)級(jí)。各個(gè)壓縮機(jī)級(jí)包括圍繞壓縮機(jī)22沿 周向方向43基本均等地隔開(kāi)的導(dǎo)葉42和葉片44。導(dǎo)葉42剛性地安裝到壓縮機(jī)22上，且 構(gòu)造成以便朝向葉片44引導(dǎo)空氣。軸19驅(qū)動(dòng)葉片44旋轉(zhuǎn)。當(dāng)空氣穿過(guò)各個(gè)壓縮機(jī)級(jí)時(shí)， 空氣壓力升高，從而為燃燒器16提供足夠的空氣，以進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜紵?。如之前所論述的，壓縮機(jī)22可包括設(shè)置在殼體40內(nèi)的多個(gè)檢查端口，以在渦輪機(jī) 系統(tǒng)10不操作時(shí)監(jiān)視壓縮機(jī)22的內(nèi)部。為了防止空氣在渦輪機(jī)系統(tǒng)10在使用中時(shí)通過(guò) 這些端口泄漏，壓縮機(jī)22可包括構(gòu)造成以便密封檢查端口的多個(gè)管道鏡栓塞46。如下面詳 細(xì)論述的，這些管道鏡栓塞46中的各個(gè)可包括基本沿著檢查端口的整個(gè)長(zhǎng)度延伸的剛毛。 此構(gòu)造可吸收可以以別的方式在壓縮機(jī)22內(nèi)引起壓力振蕩的聲能。此外，剛毛可用來(lái)保護(hù) 渦輪葉片44，使其不與剛毛偶然接觸。特別地，剛毛可構(gòu)造成以便在與渦輪葉片44撞擊時(shí) 彎曲或斷開(kāi)。這樣，就可保護(hù)渦輪葉片44，使其不會(huì)受意外地插入具有對(duì)于檢查端口來(lái)說(shuō)太 長(zhǎng)的剛毛的管道鏡栓塞46的影響。圖4是在圖3的線(xiàn)4-4內(nèi)得到的管道鏡栓塞46的剖面?zhèn)纫晥D。如圖所示，管道鏡 栓塞46包括頭部48、密封部50和剛毛52。管道鏡栓塞46定位在檢查端口 54內(nèi)，以阻止 壓縮空氣在壓縮機(jī)操作期間泄漏。密封部50構(gòu)造成裝配在檢查端口 54的第一孔口 55內(nèi)， 而剛毛52則構(gòu)造成沿著第二孔口 56延伸。密封部50的直徑58基本類(lèi)似于第一孔口 55 的直徑60。在此構(gòu)造中，可形成緊密密封，以阻止高壓空氣在渦輪機(jī)系統(tǒng)操作期間從壓縮機(jī) 22中泄漏。在某些實(shí)施例中，密封部50包括螺紋，且第一孔口 55包括互補(bǔ)的漸縮凹槽(即 匹配螺紋)，使得管道鏡栓塞46可通過(guò)頭部48的旋轉(zhuǎn)固定到壓縮機(jī)殼體40上。在這種布 置中，例如，頭部48可包括六角形型式，以使得能夠用扳手來(lái)固定管道鏡栓塞46。此外，第 一孔口 55的長(zhǎng)度62可大于密封部50的長(zhǎng)度63，以有利于兩個(gè)構(gòu)件之間的適當(dāng)接觸。第二孔口 56的長(zhǎng)度66可基本類(lèi)似于剛毛52的長(zhǎng)度68。在這種構(gòu)造中，剛毛52 可顯著地減小或防止在第二孔口 56內(nèi)形成壓力振蕩。另外，剛毛52可布置成以便裝配在 第二孔口 56的直徑64內(nèi)。如在下面詳細(xì)論述的，如果剛毛52在壓縮機(jī)葉片44的路徑內(nèi) 延伸，則剛毛52的構(gòu)造可使得葉片44能夠使剛毛52彎曲或斷開(kāi)，從而減小葉片損壞的可 能性。相反，如果剛毛52的長(zhǎng)度比第二孔口 56的長(zhǎng)度66更短，則剛毛52可吸收聲能，以 限制壓縮機(jī)22內(nèi)的壓力振蕩。如圖所示，剛毛52定向成與密封部50的螺紋軸線(xiàn)69基本平行。備選實(shí)施例可包 括沿與螺紋軸線(xiàn)69基本垂直的方向(例如沿著軸向方向41或周向方向43)定向的剛毛。 其它實(shí)施例可包括朝向徑向方向45、軸向方向41和/或周向方向43相對(duì)于螺紋軸線(xiàn)69 成大于約1°、10°、20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°或更大的角度的剛毛52。另外 的實(shí)施例可包括以上述方向的組合定向的剛毛52。例如，某些實(shí)施例可包括定向成與螺紋 軸線(xiàn)69基本平行(例如沿著徑向方向45)的第一組剛毛，以及相對(duì)于第一組剛毛朝向軸向 方向41和/或周向方向43以約0°至90°、20°至70°、30°至60°或約45°定向的第 二組剛毛。在某些實(shí)施例中，剛毛52可沿隨機(jī)定向布置(例如鋼絨、礦渣絨、切短原絲薄氈 等)。其它實(shí)施例可包括布置成交織嚙合構(gòu)造的剛毛52。另外的其它實(shí)施例可包括用樹(shù)脂 結(jié)合在一起以形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的剛毛52。
備選實(shí)施例可采用泡沫金屬填料來(lái)代替剛毛52。泡沫金屬是具有多個(gè)充氣孔的實(shí) 心金屬結(jié)構(gòu)。孔的密度和大小可特別地構(gòu)造成以便提供這樣的結(jié)構(gòu)該結(jié)構(gòu)顯著地減小或 防止在檢查端口 54內(nèi)形成壓力振蕩，且在發(fā)生接觸的情況下顯著地減小或防止壓縮機(jī)葉 片損壞。在另一個(gè)實(shí)施例中，填料可由可磨耗的或易碎的材料構(gòu)成，例如懸浮在粘結(jié)劑中的 金屬顆粒。易碎材料趨向于在壓力下分裂成片段而非變形。因此，如果壓縮機(jī)葉片44撞擊 易碎材料，撞擊力就可使金屬顆粒在撞擊點(diǎn)處與粘結(jié)劑分開(kāi)。因此，與壓縮機(jī)葉片44接觸 的填料部分可從填料的剩余部分中斷開(kāi)，且分解成金屬顆粒。如圖所示，檢查端口 54和管道鏡栓塞46可基本沿徑向方向45定向。在備選實(shí)施 例中，檢查端口 54可朝周向方向43和/或軸向方向41旋轉(zhuǎn)。例如，檢查端口 54可朝向周 向方向43、遠(yuǎn)離壓縮機(jī)葉片44的旋轉(zhuǎn)方向而旋轉(zhuǎn)。換句話(huà)說(shuō)，栓塞46的軸線(xiàn)可朝向軸19 的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)引導(dǎo)但自該旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)偏移開(kāi)。此構(gòu)造可有利于增強(qiáng)剛毛52在與壓縮機(jī)葉片44 接觸時(shí)的變形和/或斷開(kāi)。例如，檢查端口 54可朝周向方向43繞著軸向方向41旋轉(zhuǎn)至少 1°、2°、5°、8°、10°、15°、20°、30°、45° 或更多。剛毛52可由各種各樣的材料構(gòu)成。例如，在某些實(shí)施例中，剛毛52可由金屬(除 了其它金屬和合金之外，例如為鋼、鋁、銅、鈦或鎢)構(gòu)成。在備選實(shí)施例中，剛毛52可由陶 瓷纖維(除了別的之外，包含鋁、硅和/或硼的氧化物)構(gòu)成。另外的實(shí)施例可包括由玻璃 和/或碳纖維構(gòu)成的剛毛52。其它的另外的實(shí)施例可包括由諸如碳化鎢的金屬陶瓷構(gòu)成的 剛毛52。例如，其它實(shí)施例可包括由諸如對(duì)芳族聚酰胺(例如可從DuPont獲得的Kevlar ‘ : )、間位芳族聚酰胺(例如可從DuPont獲得的Nomex )的塑料/合成纖維、丙烯酸或聚乙 烯構(gòu)成的剛毛52。可基于組分纖維的材料屬性來(lái)選擇剛毛52的成分。特別地，可選擇剛毛52，使其 熔化溫度大于剛毛52在壓縮機(jī)操作期間可經(jīng)歷的最大空氣溫度。例如，當(dāng)空氣在壓縮機(jī)22 內(nèi)壓縮時(shí)，空氣溫度升高。因此，壓縮機(jī)22的后面的級(jí)內(nèi)的溫度可大于較前的級(jí)的溫度。在 某些實(shí)施例中，例如，壓縮機(jī)溫度的范圍可從約100至1200度，100至900度或200至800 度。因此，可基于最大的預(yù)期暴露溫度來(lái)選擇剛毛52。在某些實(shí)施例中，剛毛材料可基于壓 縮機(jī)級(jí)而不同。例如，較前的壓縮機(jī)級(jí)可采用具有較低熔點(diǎn)的纖維，而后面的壓縮機(jī)級(jí)則采 用具有較高熔點(diǎn)的纖維。因此，可基于組分纖維的熔化溫度和剛毛52在壓縮機(jī)22內(nèi)的位 置來(lái)選擇剛毛52。但是，為了防止由于將具有低熔點(diǎn)纖維的管道鏡栓塞52意外地插入具有 比纖維熔點(diǎn)更高的溫度的后面的壓縮機(jī)級(jí)中而造成的剛毛損壞，可選擇所有剛毛52，使得 纖維的熔點(diǎn)大于最大的壓縮機(jī)溫度。在某些實(shí)施例中，也可改變剛毛52的密度和厚度。例如，各剛毛52可為約1至15、 2至10或4至6密耳厚。在某些實(shí)施例中，例如，各剛毛52可小于約1、2、3、4、5、6、8、10、 12或15密耳厚。另外，剛毛的密度可為約每平方英寸10至2500、100至1500、200至1000 或300至500根剛毛。在某些實(shí)施例中，剛毛密度可小于約每平方英寸10、25、50、100、150、 300、500、800、1000、1200、1500、2000或2500根剛毛。在另外的實(shí)施例中，剛毛52的分布可 為不均勻的。例如，剛毛52可橫跨密封部50分組成小捆。剛毛厚度和密度可與剛毛的成 分直接相關(guān)。例如，較薄及較低密度的構(gòu)造可采用較硬的材料(例如金屬或陶瓷纖維)，而 較厚及較高密度的構(gòu)造可采用較軟的材料(例如塑料或合成纖維)。這樣的構(gòu)造可用來(lái)保 護(hù)壓縮機(jī)葉片44，使之不會(huì)由于與剛毛52意外接觸而損壞。另外，如下面所論述的，可選擇剛毛厚度和密度，以顯著地減小或消除壓縮機(jī)22內(nèi)的壓力振蕩。剛毛52可用來(lái)限制壓力振蕩在壓縮機(jī)22內(nèi)形成。特別地，當(dāng)空氣流過(guò)壓縮機(jī)22 時(shí)，空氣可進(jìn)入第二孔口 56。第二孔口 56可用作聲共振器，從而引起可造成不合需要的壓 縮機(jī)葉片振動(dòng)的壓力振蕩。剛毛52可阻擋空氣流進(jìn)入第二孔口 56中，從而減小共振，且減 小壓力振蕩的幅度。另外，可通過(guò)從第二孔口 56和壓縮機(jī)22的內(nèi)部之間的交接處流出的 渦流來(lái)引起壓力振蕩。剛毛52可與產(chǎn)生這些渦流的空氣流型式相干涉，使得流出的渦流和 所引起的壓力振蕩得以減小。最后，剛毛52可用來(lái)吸收來(lái)自進(jìn)入第二孔口 56的、剛毛52 之間的空氣的聲能，從而進(jìn)一步減小壓縮機(jī)22內(nèi)的壓力振蕩。壓力振蕩的減小可通過(guò)減小 壓縮機(jī)葉片振動(dòng)來(lái)提高壓縮機(jī)效率。圖5是在圖3的線(xiàn)4-4內(nèi)得到的管道鏡栓塞46的剖面?zhèn)纫晥D，其中剛毛52延伸 到壓縮機(jī)葉片44的旋轉(zhuǎn)路徑中。例如，如果將具有長(zhǎng)度70的剛毛52的管道鏡栓塞46插 入具有長(zhǎng)度66的第二孔口 56的檢查端口 54內(nèi)，剛毛52就可延伸超過(guò)第二孔口 56的內(nèi)徑 范圍。這種布置可由于將構(gòu)造成用來(lái)裝配在長(zhǎng)度70的第二孔口 56內(nèi)的管道鏡栓塞46意 外地插入長(zhǎng)度66的第二孔口 56中而產(chǎn)生。在這種情況下，剛毛52可構(gòu)造成以便變形和/ 或斷開(kāi)，從而使得顯著地減小或消除了損壞壓縮機(jī)葉片44的可能性。例如，如之前所論述 的，剛毛52的成分、厚度和/或密度可使在壓縮機(jī)葉片44的路徑內(nèi)延伸的剛毛52的一部 分能夠在與壓縮機(jī)葉片44接觸后斷開(kāi)?；蛘?，壓縮機(jī)葉片44和剛毛52之間的接觸可使剛 毛52暫時(shí)或永久地變形，從而使得顯著地減小或消除損壞葉片44的可能性。圖6是在圖3的線(xiàn)4-4內(nèi)得到的管道鏡栓塞46的剖面?zhèn)纫晥D，其中剛毛52沒(méi)有 沿著第二孔口 56的整個(gè)徑向范圍延伸。例如，如果將具有長(zhǎng)度72的剛毛52的管道鏡栓塞 46插入具有長(zhǎng)度66的第二孔口 56的檢查端口 54內(nèi)，則剛毛52可能就不會(huì)沿著第二孔口 56的整個(gè)徑向范圍延伸。這種布置可由于將構(gòu)造成用來(lái)裝配在長(zhǎng)度72的第二孔口 56內(nèi)的 管道鏡栓塞46意外地插入長(zhǎng)度66的第二孔口 56中而產(chǎn)生。在這種情況下，第二孔口 56的 一部分可沿著流過(guò)壓縮機(jī)22的空氣的路徑形成腔體。但是，這種腔體可能不會(huì)顯著地有助 于壓縮機(jī)22內(nèi)的壓力振蕩。特別地，實(shí)驗(yàn)已經(jīng)確定，小于直徑64的一部分的腔體深度不可 在壓縮機(jī)22內(nèi)建立壓力振蕩。例如，如果腔體深度小于第二孔口 56的直徑64的約10%、 25 %、50 %、75 %或100 %，就不可形成壓力振蕩。另外，如之前所論述的，剛毛52可吸收聲 能，從而使得顯著地減小或消除壓力振蕩。例如，當(dāng)空氣進(jìn)入剛毛52之間的空間時(shí)，剛毛52 可抑制聲能，且減小壓力振蕩。如所理解的，在備選實(shí)施例中，對(duì)于其它機(jī)械構(gòu)造，可采用具有剛毛52的管道鏡 栓塞46。例如，除了上述壓縮機(jī)22之外，可在各種其它類(lèi)型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械(例如渦輪18)中 采用這種構(gòu)造的管道鏡栓塞46。另外，可在其中旋轉(zhuǎn)部件可接觸栓塞46的任何旋轉(zhuǎn)機(jī)械上 采用具有剛毛52的管道鏡栓塞46，從而顯著地減小或消除損壞旋轉(zhuǎn)部件的可能性。另外， 除了檢查端口 54之外，可使用此栓塞設(shè)計(jì)來(lái)密封旋轉(zhuǎn)機(jī)械內(nèi)的其它類(lèi)型的開(kāi)口。此外，可在具有線(xiàn)性地運(yùn)動(dòng)的部件的機(jī)械上采用具有剛毛52的管道鏡栓塞46。例 如，如果用具有剛毛52的栓塞46密封線(xiàn)性機(jī)械的表面內(nèi)的檢查端口或其它開(kāi)口，則如果 與栓塞46進(jìn)行接觸，可顯著地減小或消除損壞該機(jī)械內(nèi)的運(yùn)動(dòng)部件的可能性。例如，如果 活塞在線(xiàn)性機(jī)械的缸體內(nèi)移動(dòng)，且管道鏡栓塞46在活塞的路徑內(nèi)延伸，則活塞可接觸剛毛 52，從而使得剛毛斷開(kāi)和/或變形。此布置可顯著地減小或消除損壞活塞的可能性。類(lèi)似地，可在其它機(jī)械構(gòu)造(線(xiàn)性的、旋轉(zhuǎn)的等)中使用具有剛毛52的管道鏡栓塞46，以便如果 運(yùn)動(dòng)部件接觸管道鏡栓塞46，則減小損壞運(yùn)動(dòng)部件的可能性。 本書(shū)面描述使用實(shí)例來(lái)公開(kāi)本發(fā)明，包括最佳模式，且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠 實(shí)踐本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的可授予 專(zhuān)利的范圍由權(quán)利要求書(shū)限定，且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果這種其它 實(shí)例具有不異于權(quán)利要求書(shū)的字面語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)元素，或者如果這種其它實(shí)例包括與權(quán)利要 求書(shū)的字面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)元素，則這種其它實(shí)例意圖處于權(quán)利要求書(shū)的范 圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種系統(tǒng)，包括旋轉(zhuǎn)式機(jī)械，包括殼體(40)；延伸穿過(guò)所述殼體(40)的軸(19)；聯(lián)接到所述殼體(40)內(nèi)部的所述軸(19)上的多個(gè)葉片(44)；以及設(shè)置在所述殼體(40)中的開(kāi)口(54)中的栓塞(46)，其中，所述栓塞(46)包括聯(lián)接到基座(50)上的填料，且所述填料構(gòu)造成以便在與所述多個(gè)葉片(44)中的至少一個(gè)撞擊后斷開(kāi)。
2.根據(jù)要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述填料包括多根剛毛(52)。
3.根據(jù)要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多根剛毛(52)具有小于約15密耳的直徑 和小于約每平方英寸2500根剛毛的組裝密度。
4.根據(jù)要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多根剛毛(52)相對(duì)于所述軸(19)的旋轉(zhuǎn) 軸線(xiàn)沿大體徑向方向(45)沿著所述開(kāi)口(54)的軸線(xiàn)(69)布置。
5.根據(jù)要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多根剛毛(52)包含金屬、陶瓷、金屬陶瓷、 塑料或它們的組合。
6.根據(jù)要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述開(kāi)口(54)具有朝向所述軸(19)的旋轉(zhuǎn)軸 線(xiàn)引導(dǎo)但偏離所述軸(19)的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的栓塞軸線(xiàn)(69)。
7.根據(jù)要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述填料包括相對(duì)于所述軸(19)的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn) 沿徑向方向(45)、軸向方向(41)、周向方向(43)或它們的組合的多個(gè)纖維(52)。
8.根據(jù)要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)式機(jī)械包括具有所述多個(gè)葉片(44) 的壓縮機(jī)(22)、渦輪(18)或它們的組合。
9.根據(jù)要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述栓塞(46)是可移除的，以使得能夠?qū)z查 裝置(36)插入所述旋轉(zhuǎn)式機(jī)械中，以檢查所述多個(gè)葉片(44)。
10.一種系統(tǒng)，包括構(gòu)造成安裝在旋轉(zhuǎn)式機(jī)械中的檢查開(kāi)口(54)中的栓塞(46)，其中，所述栓塞(46)包括 聯(lián)接到安裝基座(50)上的多根剛毛(52)，且所述剛毛(52)構(gòu)造成以便在與所述旋轉(zhuǎn)式機(jī) 械中的至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片(44)撞擊后斷開(kāi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有剛毛的管道鏡栓塞。在一個(gè)實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)式機(jī)械，該旋轉(zhuǎn)式機(jī)械包括殼體(40)、延伸穿過(guò)殼體(40)的軸(19)，以及聯(lián)接到殼體(40)內(nèi)部的軸(19)上的多個(gè)葉片(44)。該系統(tǒng)還包括設(shè)置在殼體(40)中的開(kāi)口(54)中的栓塞(46)，其中，栓塞(46)包括聯(lián)接到基座(50)上的填料，且該填料構(gòu)造成以便在與葉片(44)撞擊后斷開(kāi)。
文檔編號(hào)F04D29/00GK101876324SQ20101017531
公開(kāi)日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者A·薩倫赫 申請(qǐng)人:通用電氣公司