裂纹生长发展的原位燃气涡轮防止专利检索-燃气涡轮发动机涡轮机专利检索查询-专利查询网

裂纹生长发展的原位燃气 涡轮防止

阅读：33发布：2020-05-08

专利汇可以提供裂纹生长发展的原位燃气涡轮防止专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提供了提供用于远程地停止燃气涡轮发动机的构件中的裂纹的方法，以及远程地清洁燃气涡轮发动机的构件的表面区域的方法。该方法可包括将附接于线缆输送系统的集成修理界面插入在燃气涡轮发动机内；将末端定位成邻近于构件的表面内的缺陷；暂时地附接邻近于构件上的表面内的缺陷的末端；以及将孔钻到缺陷的基部中。还提供一种集成修理界面。，下面是裂纹生长发展的原位燃气涡轮防止专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种远程地停止燃气涡轮发动机的构件中的裂纹的方法，所述方法包括：
将附接于线缆输送系统的集成修理界面插入在燃气涡轮发动机内；
将末端定位成邻近于所述构件的表面内的缺陷；
暂时地附接邻近于所述构件上的所述表面内的所述缺陷的所述末端；以及将孔钻到所述缺陷的基部中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔使用光纤激光钻钻取。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔使用水射流钻取。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔使用珠磨机钻取。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔使用机械麻花钻钻取。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔使用研磨球钻取。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔形成为所述缺陷的所述基部的大小的大约10%至大约50%。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔由弯曲内表面限定。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔以大约0.5mm或更小内的精度在期望位置钻取。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔具有半径为大约0.1mm至3.25mm的孔大小。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述末端使用三脚夹具、胶水或真空吸器附接。
12.一种集成修理界面，包括：
线缆输送系统，其具有可控制末端；
附接机构，其位于所述线缆输送系统上用于将所述可控制末端暂时地定位到燃气涡轮发动机内的构件上；以及
用于在所述构件内形成孔的钻取器件。
13.根据权利要求12所述的集成修理界面，其特征在于，所述钻取器件包括光纤激光钻。
14.根据权利要求12所述的集成修理界面，其特征在于，所述钻取器件包括水射流。
15.根据权利要求12所述的集成修理界面，其特征在于，所述钻取器件包括珠磨机。
16.根据权利要求12所述的集成修理界面，其特征在于，所述钻取器件包括机械麻花钻。
17.根据权利要求12所述的集成修理界面，其特征在于，所述钻取器件包括研磨球。
18.根据权利要求12所述的集成修理界面，其特征在于，所述附接机构包括三脚夹具、胶水或真空吸器。
19.一种远程地清洁燃气涡轮发动机的构件的表面区域的方法，所述方法包括：
将附接于线缆输送系统的集成修理界面插入在燃气涡轮发动机内；
将末端定位成邻近于所述区域，用于所述构件上的清洁；
暂时地附接邻近于所述区域用于所述构件上的清洁的所述末端；以及
清洁所述区域。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，清洁所述区域经由喷水、喷砂、化学喷雾完成。

说明书全文

裂纹生长发展的原位燃气涡轮防止

技术领域

[0001] 本主题大体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地，涉及一种用于执行燃气涡轮发动机的内部构件的原位修理的系统和方法。

背景技术

[0002] 燃气涡轮发动机典型地包括具有成串联流动关系的高压压缩机、燃烧器以及高压涡轮的涡轮机芯部。芯部能够以已知方式操作以生成主气流。高压压缩机包括固定导叶的环形阵列(“排”)，其将进入发动机的空气引导到压缩机的下游的旋转叶片中。共同地，一排压缩机导叶和一排压缩机叶片构成压缩机的“级”。类似地，高压涡轮包括固定的喷嘴导叶的环形排，其将离开燃烧器的气体引导到涡轮的下游的旋转叶片中。共同地，一排喷嘴导叶和一排涡轮叶片构成涡轮的“级”。典型地，压缩机和涡轮两者包括多个连续的级。

[0003] 燃气涡轮发动机，特别地飞行器发动机需要高度的定期维护。例如，定期维护经常调度成允许发动机的内部构件针对缺陷检查并且随后修理。令人遗憾地，用于飞行器发动机的许多常规的修理方法需要发动机从飞行器的本体移除并且随后部分地或完全地拆卸。就此而言，这些修理方法导致在与修理内部发动机部件相关联的时间和成本两者方面的显著增加。

[0004] 因此，用于执行燃气涡轮发动机的内部构件的原位修理的系统和方法将在本技术内受欢迎。发明内容

[0005] 本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本发明的实践学习。

[0006] 一种方法大体上提供用于远程地停止燃气涡轮发动机的构件中的裂纹。在一个实施例中，该方法包括将附接于线缆输送系统的集成修理界面插入在燃气涡轮发动机内；将末端定位成邻近于构件的表面内的缺陷；暂时地附接邻近于构件上的表面内的缺陷的末端；以及将孔钻到缺陷的基部中。

[0007] 还大体上提供一种集成修理界面。在一个实施例中，集成修理界面包括线缆输送系统，其具有可控制末端；附接机构，其位于线缆输送系统上用于将可控制末端暂时地定位到燃气涡轮发动机内的构件上；以及用于在构件内形成孔的钻取器件。

[0008] 一种方法还提供用于远程地清洁燃气涡轮发动机的构件的表面区域。在一个实施例中，该方法包括将附接于线缆输送系统的集成修理界面插入在燃气涡轮发动机内；将末端定位成邻近于区域，用于构件上的清洁；暂时地附接邻近于区域用于构件上的清洁的末端；以及清洁区域。

[0009] 本发明的这些及其它的特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入在本说明书中并且构成本说明书的部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同描述用于阐释本发明的原理。

附图说明

[0010] 包括针对本领域技术人员的其最佳模式的本发明的完整且开放的公开在参照附图的说明书中阐述，在该附图中：图1示出了根据本主题的方面的可利用在飞行器内的燃气涡轮发动机的一个实施例的截面视图；
图2示出了涡轮的一个实施例的局部截面视图，该涡轮适合于在图1中显示的燃气涡轮发动机内使用，特别示出了用于提供至涡轮的内部通路的限定在发动机中的接近端口；
图3示出了压缩机的一个实施例的局部截面视图，该压缩机适合于在图1中显示的燃气涡轮发动机内使用，特别示出了用于提供至压缩机的内部通路的限定在发动机中的接近端口；
图4示出了根据本主题的方面的用于执行燃气涡轮发动机的内部构件的原位修理的系统的一个实施例的简化视图，特别示出了修理工具插入穿过发动机的接近端口以接近内部构件的缺陷；
图5示出了暂时地装固于翼型件的末端以便在其上执行原位修理的修理工具的局部视图；
图6示出了暂时地装固于燃气涡轮发动机的内部构件的表面以便在其上执行原位修理的修理工具的一个实施例的局部视图；
图7示出了暂时地装固于燃气涡轮发动机的内部构件的表面以便在缺陷内形成孔用于原位修理的修理工具的一个实施例的局部视图；
图8示出了在根据图7的孔的形成之后的局部视图。

[0011] 图9示出了暂时地装固于燃气涡轮发动机的内部构件的表面以便加热缺陷的基部用于原位修理的修理工具的一个实施例的局部视图；图10示出了暂时地装固于燃气涡轮发动机的内部构件的表面以便在缺陷内供应材料用于原位修理的修理工具的一个实施例的局部视图；
图11示出了根据本主题的方面的用于执行燃气涡轮发动机的内部构件的原位修理的系统的一个实施例的简化视图，特别示出了修理工具插入穿过发动机的接近端口以接近内部构件的缺陷并且将填充材料供应到构件上的缺陷中；并且
图12示出了跨越燃气涡轮发动机的内部构件的表面内的缺陷用于原位修理的带的一个实施例的局部视图。

[0012] 附图标记在本说明书和附图中的重复使用旨在表示本发明的相同或类似的特征或元件。

[0013] 部件列表10 燃气涡轮发动机
12 中心线轴线
14 芯部燃气涡轮发动机
16 风扇区段
18 外壳体
20 环形入口
22 增压压缩机
24 轴流式压缩机
26 燃烧器
28 高压涡轮
30 高压驱动轴
32 低压涡轮
34 低压驱动轴
36 排气喷嘴
37 减速装置
38 转子组件
40 风扇壳体
42 出口导叶
44 风扇转子叶片
46 下游区段
48 气流导管
50 气流
52 气流
54 气流
56 气流
58 气流
60 燃烧产物
62 接近端口
66 涡轮喷嘴
68 旋转涡轮叶片
70 喷嘴导叶
72 弓形外带
74 弓形内带
76 涡轮护罩
78 喷嘴导叶
80 压缩机导叶
82 压缩机叶片
100 系统
102 修理工具
104 构件
105 表面
106 缺陷
107 基部
108 可填充的体积
109 激光
110 高温导管
111 精确焊缝
114 材料供应端部
120 加热元件
122 加工头
124 加工机构
125 钻孔构件
127 加热构件
130 光学探针
132 光学元件
134 探针末端
135 附接机构
136 光源
138 铰接组件
140 铰接线缆
142 铰接马达
150 夹持臂
160 吸盘
200 翼型件末端
300 带
H 热气流
C 冷却流体。

具体实施方式

[0014] 现在将详细参照本发明的实施例，其一个或更多个实例在附图中示出。各个实例经由阐释本发明提供，而不限制本发明。实际上，对本领域技术人员而言将显而易见的是，可在本发明中作出各种改型和变型，而不脱离本发明的范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的部分的特征可与另一个实施例一起使用以产生又一个实施例。因此，意图是，本发明覆盖归入所附权利要求和它们的等同物的范围内的此类改型和变型。

[0015] 如本文中使用的，用语"第一"、"第二"和"第三"可以可互换地使用，以将一个构件与另一个区分开，并且不旨在表示独立构件的位置或重要性。

[0016] 用语"上游"和"下游"是指相对于流体通道中的流体流的相对方向。例如，"上游"是指流体流自的方向，而"下游"是指流体流至的方向。

[0017] 大体上，提供用于执行燃气涡轮发动机的内部构件的原位修理的系统和方法。在若干实施例中，系统可包括修理工具，其构造成插入穿过燃气涡轮发动机的接近端口，以允许工具的修理末端或末端端部定位成邻近于发动机的内部构件的缺陷，如裂纹、空隙、受损区域或限定可填充体积的任何其它缺陷。如将在下面描述的，修理工具可构造成暂时地附接于构件的表面，允许精确加工在构件上执行。例如，修理工具可供应填充材料(固体或液体)、钻机、清洁剂、加热元件等。

[0018] 例如，钻机可用于将孔钻到裂纹的基部中(例如，光纤激光钻、水射流、珠磨机(bead blast)、机械麻花钻、研磨球等)。在其它实施例中，填充材料可从发动机外部的位置供应至缺陷的内部位置，以允许由缺陷限定的可填充体积填充有填充材料。例如，在一个实施例中，修理工具可构造成将液态金属从发动机的外部供应到缺陷的可填充体积中。液态金属可接着在体积内冷却和固化，由此填入和修理缺陷。在另一实施例中，修理工具可构造成将高速粉末颗粒从发动机的外部供应到缺陷的可填充体积中。在冲击缺陷的表面时，高速抛射物可塑性地变形并且粘附于表面，由此填入可填充体积并且修理缺陷。

[0019] 将认识到的是，公开的系统和方法可大体上用于执行位于任何适合类型的燃气涡轮发动机(包括基于飞行器的涡轮发动机和陆基涡轮发动机)内的内部构件的原位修理，而不管发动机的当前组装状态(例如，完全地或部分地组装)。另外，关于飞行器发动机，将认识到的是，本主题可在翼或离翼实施。

[0020] 现在参照附图，图1示出了根据本主题的方面的可利用在飞行器内的燃气涡轮发动机10的一个实施例的截面视图，其中发动机10显示为具有出于参考目的延伸穿过其的纵向或轴向中心线轴线12。大体上，发动机10可包括芯部燃气涡轮发动机(大体上由附图标记14指示)和定位在其上游的风扇区段16。芯部发动机14可大体上包括限定环形入口20的大致管状外壳体18。此外，外壳体18可进一步包围并且支承增压压缩机22，其用于将进入芯部发动机14的空气的压力增大到第一压力水平。接着，高压多级轴流式压缩机24可接收来自增压压缩机22的加压空气并且进一步增大此类空气的压力。离开高压压缩机24的加压空气可接着流动至燃烧器26，在燃烧器26内燃料喷射到加压空气的流中，其中所得的混合物在燃烧器26内燃烧。高能燃烧产物从燃烧器26沿发动机10的热气体路径引导至第一(高压)涡轮28，用于经由第一(高压)驱动轴30驱动高压压缩机24，并且接着至第二(低压)涡轮32，用于经由与第一驱动轴30大体上同轴的第二(低压)驱动轴34驱动增压压缩机22和风扇区段
16。在驱动涡轮28和32中的各个之后，燃烧产物可经由排气喷嘴36从芯部发动机14排出以提供推进喷气推力。

[0021] 此外，如图1中显示的，发动机10的风扇区段16可大体上包括可旋转的轴流式风扇转子组件38，其构造成由环形风扇壳体40环绕。本领域技术人员将认识到的是，风扇壳体40可构造成由多个大致径向延伸的周向地间隔的出口导叶42关于芯部发动机14支承。就此而言，风扇壳体40可包围风扇转子组件38以及其对应的风扇转子叶片44。此外，风扇壳体40的下游区段46可在芯部发动机14的外部分之上延伸，以便限定提供附加推进喷气推力的第二(或旁通)气流导管48。

[0022] 将认识到的是，在若干实施例中，第二(低压)驱动轴34可直接联接于风扇转子组件38，以提供直接驱动构造。备选地，第二驱动轴34可经由减速装置37(例如，减速齿轮或齿轮箱)联接于风扇转子组件38，以提供间接驱动或齿轮驱动构造。此类(多个)减速装置还可按期望或需要提供在发动机10内的任何其它适合的轴和/或转轴之间。

[0023] 在发动机10的操作期间，将认识到的是，初始气流(由箭头50指示)可通过风扇壳体40的相关联入口52进入发动机10。气流50接着穿过风扇叶片44，并且分成移动穿过导管48的第一压缩气流(由箭头54指示)和进入增压压缩机22的第二压缩气流(由箭头56指示)。
第二压缩气流56的压力接着增大并且进入高压压缩机24(如由箭头58指示的)。在与燃料混合并且在燃烧器26内燃烧之后，燃烧产物60离开燃烧器26并且流动穿过第一涡轮28。之后，燃烧产物60流动穿过第二涡轮32并且离开排气喷嘴36以提供用于发动机10的推力。

[0024] 燃气涡轮发动机10还可包括多个接近端口，该多个接近端口限定穿过其壳体和/或框架，用于提供至芯部发动机14的内部的通路。例如，如图1中显示的，发动机10可包括多个接近端口62(仅显示其中六个)，其限定穿过外壳体18用于提供至压缩机22,24中的一个或两者的内部通路和/或用于提供至涡轮28,32中的一个或两者的内部通路。在若干实施例中，接近端口62可沿芯部发动机14轴向地间隔开。例如，接近端口62可沿各个压缩机22,24和/或各个涡轮28,32轴向地间隔开，使得至少一个接近端口62位于各个压缩机级和/或各个涡轮级处，用于提供至位于此类(多个)级处的内部构件的通路。另外，接近端口62还可围绕芯部发动机14周向地间隔开。例如，多个接近端口62可围绕各个压缩机级和/或涡轮级周向地间隔开。

[0025] 将认识到的是，尽管大体上在本文中关于提供至压缩机22,24中的一个或两者的内部通路和/或用于提供至涡轮28,32中的一个或两者的内部通路来描述接近端口62，但是燃气涡轮发动机10可包括提供至发动机10的任何适合的内部位置的通路的接近端口62，如通过包括接近端口62，接近端口62提供燃烧器26和/或发动机10的任何其它适合的构件内的通路。

[0026] 现在参照图2，根据本主题的实施例示出关于图1在上面描述的第一(或高压)涡轮28的局部截面视图。如显示的，第一涡轮28可包括第一级涡轮喷嘴66和紧接地位于喷嘴66下游的旋转的涡轮叶片68(显示其中一个)的环形阵列。喷嘴66可大体上由环形流动通道限定，该环形流动通道包括多个径向地延伸的圆形地间隔的喷嘴导叶70(显示其中一个)。导叶70可支承在许多弓形外带72和弓形内带74之间。此外，周向地间隔的涡轮叶片68可大体上构造成从绕着发动机10的中心线轴线12(图1)旋转的转子盘(未显示)径向向外延伸，此外，涡轮护罩76可紧接地定位成邻近于涡轮叶片68的径向外末端，以便限定外径向流动路径边界用于燃烧产物60沿发动机10的热气体路径流动穿过涡轮28。

[0027] 如上面指示的，涡轮28可大体上包括任何数量的涡轮级，其中各个级包括喷嘴导叶和随动涡轮叶片68的环形阵列。例如，如图2中显示的，涡轮28的第二级的喷嘴导叶78的环形阵列可紧接地位于涡轮28的第一级的涡轮叶片68下游。

[0028] 此外，如图2中显示的，多个接近端口62可限定穿过涡轮壳体和/或框架，其中各个接近端口62构造成在不同轴向位置处提供至涡轮28的内部的通路。具体地，如上面指示的，在若干实施例中，接近端口62可轴向地间隔开，使得各个接近端口62与涡轮28的不同级对准或者另外提供至涡轮28的不同级的内部通路。例如，如图2中显示的，第一接近端口62A可限定穿过涡轮壳体/框架，以提供至涡轮28的第一级的通路，而第二接近端口62B可限定穿过涡轮壳体/框架，以提供至涡轮28的第二级的通路。

[0029] 将认识到的是，类似的接近端口62也可提供用于涡轮28的任何其它级和/或用于第二(或低压)涡轮32的任何涡轮级。还将认识到的是，除了图2中显示的轴向间隔的接近端口62之外，接近端口62还可提供在不同的周向间隔的位置处。例如，在一个实施例中，多个周向间隔的接近端口可在各个涡轮级处限定穿过涡轮壳体/框架，以在围绕涡轮级的多个周向位置处提供至涡轮28的内部通路。

[0030] 现在参照图3，根据本主题的实施例示出关于图1在上面描述的高压压缩机24的局部截面视图。如显示的，压缩机24可包括多个压缩机级，其中各个级包括固定的压缩机导叶80(对于各个级仅显示其中一个)的环形阵列和可旋转的压缩机叶片82(对于各个级仅显示其中一个)的环形阵列两者。每排压缩机导叶80大体上构造成将流动穿过压缩机24的空气引导至紧接在其下游的压缩机叶片82的排。

[0031] 此外，压缩机24可包括限定穿过压缩机壳体/框架的多个接近端口62，其中各个接近端口62构造成在不同的轴向位置处提供至压缩机24的内部的通路。具体地，在若干实施例中，接近端口62可轴向地间隔开，使得各个接近端口62与压缩机24的不同级对准或者另外提供至压缩机24的不同级的内部通路。例如，如图3中显示的，示出了分别提供至压缩机24的四个连续级的通路的第一、第二、第三和第四接近端口62a,62b,62c,62d。

[0032] 将认识到的是，类似的接近端口62也可提供用于压缩机24的其它级中的任一个和/或用于低压压缩机22的级中的任一个。还将认识到的是，除图3中显示的轴向间隔的接近端口62之外，接近端口62还可提供在不同的周向间隔的位置处。例如，在一个实施例中，多个周向间隔的接近端口可在各个压缩机级处限定穿过压缩机壳体/框架，以在围绕压缩机级的多个周向位置处提供至压缩机24的内部通路。

[0033] 现在参照图4，根据本主题的方面示出用于执行燃气涡轮发动机10的内部构件的原位修理的系统100的一个实施例的简化视图。如显示的，系统100可包括修理工具102，其构造成插入穿过燃气涡轮发动机10的接近端口62，如关于图1-3在上面描述的接近端口62中的任一个，以允许原位修理程序在发动机10的(多个)内部构件(由虚线104指示)上执行。

[0034] 大体上，修理工具102可对应于任何适合的(多个)工具和/或(多个)构件，其可插入穿过燃气涡轮发动机10的接近端口62并且附接到构件104的表面105上以在其上执行精确加工。例如，附接机构135可暂时地附接到表面105上，以使工具102可在修理的(多个)内部发动机构件104(例如，(多个)涡轮叶片)的识别的缺陷106处或附近执行加工。就此而言，修理工具102可暂时地附接于表面105，以便允许缺陷106处的精确加工(例如，具有在大约0.5mm或更小内，如大约0.25mm或更小的精度)。如大体上在图4中显示的，导管110附接于加工头122，加工头122包括能够经由控制器114(例如，计算机或其它可编程机器)控制的加工机构124。

[0035] 在一个实施例中，附接机构135可为用于具有已知形状和/或尺寸的构件104的三脚夹具。如图5中显示的，构件104为具有已知形状和尺寸的翼型件末端200(例如，喷嘴和/或叶片)。在其它实施例中，构件104可为翼型件的后缘和/或前缘。附接机构135包括将修理工具102附接到表面105上的多个夹持臂150。夹持臂150被一起带到末端200的边缘上，直到修理工具102装固到末端200上。在显示的实施例中，三个夹持臂150包括在附接机构135中，但是可利用任何适合数量的夹持臂150(例如，三个或更多个夹持臂)。

[0036] 在另一实施例中，附接机构135可为附接到修理工具102上的吸盘。如图6中显示的，附接机构135包括将修理工具102附接到表面105上的吸盘160。在一个实施例中，真空可施加在吸盘160内，以在适当的位置将修理工具102保持到表面上。吸盘160可由可变形的不透气的材料(例如，橡胶材料)构成，其可与表面105形成吸附接。尽管以一个吸盘160显示，但任何数量的吸盘可用于将修理工具102装固到表面105上。在又一个实施例中，粘合剂可用于将修理工具102装固到表面105上，如热熔性粘合剂、环氧树脂材料等。接着，粘合剂材料可熔化成将修理工具102从表面105移除。

[0037] 通过附接机构135，修理工具102的位置可被精确地控制并且暂时地装固在适当的位置，这允许执行精确加工。在一个实施例中，加工头122定位和装固成邻近于修理的(多个)内部发动机构件104(例如，(多个)涡轮叶片)的识别的缺陷106。例如，如图4中特别地显示的，缺陷106对应于沿构件104的外部形成的裂纹、空隙或其它有缺陷的区域，其关于裂纹、空隙或其它有缺陷的区域的基部107限定开口或可填充的体积108。

[0038] 如图5-9中显示的，加工头122包括构造用于处理缺陷106的加工机构124。在图6-7的实施例中，加工机构124可包括钻孔构件125，如光纤激光钻、水射流、珠磨机、机械麻花钻、研磨球等等，其引导至构件104的表面105中的缺陷106的基部107。参照图8，钻孔构件125可用于在缺陷106的基部107内(例如，在构件104内的离表面105的最深点处)形成精确孔109。在一个实施例中，孔109可形成为缺陷106的基部107的尺寸的大约10%到大约50%。例如，孔109可具有大约0.1mm到大约3.25mm的孔尺寸(即，在缺陷106处垂直于或相切于表面
105的平面中的平均直径)。精确孔109可通过在基部107处形成更柔性的接头而有效地停止缺陷106通过构件104的传播。

[0039] 备选地或附加地，如图9中显示的，加工头122可包括加热构件127以局部地加热缺陷106的基部。例如，加热构件127可将热能(表示为箭头129)引导至构件104的表面105中的缺陷106的基部107，如图9中显示的。加热构件127可加热缺陷106的基部107内的精确焊缝111(例如，在构件104内的离表面105的最深点处)，以有效地停止缺陷106通过构件104的传播。

[0040] 例如，基部107可加热至大约1000℃到大约2000℃(例如，大约1800℃到大约2000℃)的温度，特别地其中构件104由金属合金或超级合金(如镍基合金、铬基合金等)构成。

[0041] 在一个实施例中，加工头122可用于清洁构件104的表面105上的区域。例如，加工头122可将清洁剂供应至构件104的表面105，如通过喷水、喷砂、化学喷雾等。

[0042] 在另一实施例中，填充材料可经由修理工具102供应至缺陷的位置，使得可填充的体积108可利用填充材料填入，由此修理缺陷106。在若干实施例中，修理工具102可构造成将液态金属供应在燃气涡轮发动机10的内部内作为填充材料。例如，液态金属可经由修理工具102从燃气涡轮发动机10外部的位置运输至发动机10内的位置，以允许液态金属注射或另外引导到由缺陷106限定的可填充的体积108中。接着，在金属冷却时，液态金属可在可填充的体积108内固化。

[0043] 将认识到的是，液态金属可大体上对应于任何适合的金属材料。例如，在一个实施例中，液态金属可对应于修理的内部构件104的母金属材料。在其它实施例中，液态金属可对应于适合于用作燃气涡轮发动机10内的修理材料的任何其它金属材料。

[0044] 如图4的示出实施例中显示的，修理工具102可包括用于将液态金属从发动机10外部运输至缺陷106的位置的高温导管110。具体地，如图4中显示的，高温导管110可在位于燃气涡轮发动机10内的加工头122与位于发动机10外部的材料供应端部114之间纵长地延伸。工具102的末端端部可大体上定位成邻近于缺陷106的位置，用于将液态金属引导到可填充的体积108中。另外，工具102的材料供应端部114可大体上构造成从液态金属源接收液态金属。例如，如图10和图11中显示的，包含在位于燃气涡轮发动机10外部的炉(或其它适合的液态金属源)内的液态金属可供应至工具102的材料供应端部114。在材料供应端部114处接收的液态金属可接着引导穿过高温导管110至工具102的末端端部，以允许液态金属输送至缺陷106的位置。

[0045] 将认识到的是，高温导管110可大体上由允许导管110用作用于液态金属的流体输送器件的任何适合的高温材料形成。例如，在若干实施例中，高温导管110可由耐受高于供应至缺陷106的金属的熔化温度的温度的陶瓷材料形成。然而，在其它实施例中，导管110可由任何其它适合的高温材料形成。

[0046] 另外，如特别地在图10和11中显示的，修理工具102可包括在高温导管110内以操作关联提供的一个或更多个加热元件(由虚线120指示)。大体上，(多个)加热元件120可构造成在液态金属供应穿过导管110时在高温导管110内生成热，以便将金属维持在其液态状态中。例如，在一个实施例中，(多个)加热元件120可对应于(多个)阻抗加热元件，如一个或更多个电阻丝，其集成到导管110的(多个)壁中或者并入在导管110的(多个)壁内。然而，在另一实施例中，(多个)加热元件120可对应于任何其它适合的(多个)热生成装置和/或(多个)构件，其可用于在导管110内提供加热，以便将液态金属的温度维持在其熔化温度处或之上。

[0047] 在一个实施例中，修理工具102包括光学探针130，其邻近于加工头122，并且构造成与修理工具102关联使用。例如，如图4中显示的，光学探针130对应于构造成与修理工具102组合使用用于修理缺陷106的单独的构件。然而，在其它实施例中，光学探针130可联接于修理工具102或者集成在修理工具102内。另外，如图4中显示的，光学探针130插入穿过与修理工具102相同的接近端口62。然而，在其它实施例中，探针130可插入到与修理工具102不同的接近端口62中，如接近端口62，接近端口62定位成邻近于修理工具102插入在其内的接近端口62。

[0048] 大体上，光学探针130可对应于允许捕获或另外获得发动机10的内部的图像的任何适合的光学装置。例如，在若干实施例中，光学探针130可对应于管道镜、视频内窥镜(videoscope)、纤维镜，或本领域中已知的任何其它的类似的光学装置，其允许通过接近端口62观看燃气涡轮发动机10的内部。在此类实施例中，光学探针130可包括一个或更多个光学元件(由虚线框132示意性指示)，如一个或更多个光学透镜、光纤、图像捕获装置、线缆和/或类似物，用于在探针130的末端134处获得发动机10的内部的视图或图像，并且用于将此类图像从探针末端134沿探针130的长度传送或中继至发动机10的外部，用于由在(多个)内部构件104上执行修理程序的人员观看。此外，探针130可包括定位在探针末端134处或邻近于探针末端134的光源(由虚线框136指示)，以在发动机10的内部提供照明。

[0049] 如图4和11中显示的，光学探针130还可包括铰接组件138，其允许探针末端134的定向在燃气涡轮发动机10的内部内调节。例如，铰接组件138可允许探针末端134绕着单个轴线或多个轴线旋转或枢转，以调节末端134关于探针130的其余部分的定向。将认识到的是，铰接组件138可大体上具有任何适合的构造，并且/或者可包括允许探针末端134的定向关于探针130的其余部分的调节的任何适合的构件。例如，在一个实施例中，多个铰接线缆140可联接在探针末端134与一个或更多个铰接马达142之间。在此类实施例中，通过经由(多个)马达142调节线缆140的张力，探针末端134可在燃气涡轮发动机10内重新定向。

[0050] 在一个特别实施例中，铰接组件138还控制附接机构135，以便将构件104暂时地附接于表面105，以便在其上执行期望的加工。

[0051] 在又一个实施例中，带300可附接到缺陷106的相对表面上，如大体上在图12中描绘的。如显示的，带300跨越在缺陷106之上，使得第一端部304附接于第一表面105a，并且第二端部306附接于第二表面105b。如显示的，带300的各个端部304,306限定附接孔口301，其允许附接销302(例如铆钉、螺钉、螺栓等)将带300的端部304,306装固到相应的表面105a,105b上。备选地，粘合剂和/或焊接可用于将带300的端部304,306附接于相应的表面105a,
105b。在某些实施例中，图1-11中显示的集成的修理界面可被利用，并且将带300精确地附接在缺陷106之上。

[0052] 方法大体上提供用于执行燃气涡轮发动机的内部构件的原位修理。大体上，在本文中关于在上面关于图1-12描述的燃气涡轮发动机10和系统100论述方法。然而，本领域技术人员将认识到的是，公开的方法可大体上以具有任何其它适合的发动机构造的燃气涡轮发动机和/或以具有任何其它适合的系统构造的系统实施。此外，尽管出于论述的目的以特别顺序论述了方法，但本文中论述的方法不限于任何特别顺序或布置。本领域技术人员使用本文中提供的公开将认识到，在不偏离本公开的范围的情况下，本文中公开的方法的各种步骤可以以各种方式省略、重新布置、组合和/或修改。

[0053] 该方法可包括：将修理工具插入穿过燃气涡轮发动机的接近端口，使得工具包括定位在发动机内的末端端部；将末端邻近于缺陷(例如，裂纹或其它受损点)定位在构件的表面内；以及将末端暂时地附接成邻近于缺陷以允许执行精确加工。例如，如在上面指示的，该方法可包括将修理工具的末端端部定位成邻近于燃气涡轮发动机的内部构件的缺陷。如在上面指示的，缺陷106可例如对应于燃气涡轮发动机10的内部构件104的裂纹、空隙或其它有缺陷的区域。

[0054] 此外，该方法可包括通过将修理工具的末端端部暂时地附接于构件的表面来使用修理工具执行精确修理加工(例如，钻孔、清洁、加热、供应液态金属、装固带等)。

[0055] 该书面的描述使用实例以公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践本发明(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例包括不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。

标题	发布/更新时间	阅读量
用于涡轮发动机的保养管	2020-05-08	843
用于控制旋转约束的波纹状球形接头组件挠性界面	2020-05-08	1048
具有增材制造整流罩的增材制造管道式换热器系统	2020-05-08	383
具有波纹管的放气阀	2020-05-08	927
隔热包层以及隔热包层组件	2020-05-08	863
用于飞行发动机燃烧器的密封的圆锥形平圆顶	2020-05-08	629
用于涡轮发动机的保养管	2020-05-08	214
用于沉积期望超合金成分的方法	2020-05-11	742
用于同步定相飞机发动机的系统和方法	2020-05-08	393
一种预测旋流畸变进气对航空发动机性能影响的计算方法	2020-05-08	292

裂纹生长发展的原位燃气涡轮防止

裂纹生长发展的原位燃气涡轮防止

技术领域

背景技术

附图说明

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：