热屏元件的装配设备 |
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| 申请号 | CN201080012115.2 | 申请日 | 2010-01-29 | 公开(公告)号 | CN102356276B | 公开(公告)日 | 2014-12-17 |
| 申请人 | 西门子公司; | 发明人 | A.克鲁格; S.哥伦德尔; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种装配设备，用于借助至少一个螺旋连接(18)在支承结构(17)上装配一个包括多个相邻排列的热屏元件的热屏的一个设计为平的热屏元件(14)，其中，装配方向朝向沿支承结构表面法线的方向，以及热屏元件有至少一个进口(5)用于穿过装配工具，尤其螺旋工具(6)。按本发明规定，设一个 框架 (12)，它包括固定至少一个螺旋工具(6)的器件，以及设至少一个固定装置(13、15)，用于将热屏元件(14)固定在框架(12)上，将所述框架和所述固定装置设置为保持所述至少一个螺旋工具(6)和至少一个热屏元件(14)彼此的相对 位置 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种装配设备，用于借助至少一个螺旋连接沿支承结构(17)表面法线的方向装配一个包括多个相邻排列的热屏元件的热屏的设计为平的热屏元件(14)，其中，装配方向朝向沿支承结构(17)表面法线的方向，以及热屏元件(14)有至少一个进口(5)用于穿过螺旋工具(6)，其特征在于，所述装配设备具有至少一个螺旋工具(6)，一个包括固定至少一个螺旋工具(6)的器件的框架(12)，以及至少一个固定装置(13、15)；所述固定装置(13、 |
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| 说明书全文 | 热屏元件的装配设备技术领域背景技术[0002] 在多种工业应用中使用能承载的陶瓷热屏，以耐受高达摄氏1600度的温度。尤其如可在发电厂和大型飞机中使用的燃气轮机和涡轮发动机的涡轮机热屏，在其燃烧室内部有比较大的通过热屏防护的表面。由于热膨胀和由于大的尺寸，热屏必须由许多用陶瓷制造的一个个热屏元件组成，它们有足够间隙地彼此间隔。所述间隙为热屏元件提供足够的热膨胀空间。但正因为这种间隙，使热燃气也有可能与支承热屏的支承结构直接接触，所以作为一种有效的应对措施，经由冷却通道通过间隙朝燃烧室的方向吹入形式上为冷却空气的冷却流体。此外冷却空气还可应用于针对那些将陶瓷热屏元件(CHS，Ceramic Heat Shields)紧固在支承结构上的金属支架送风并因而使之冷却。 [0003] 为了将支架设计得尽可能简单并成整体，已知一种结构形式，其中支架一方面可啮合式插入支承结构中圆环形平行结构的槽内，另一方面支架通过所设计的抓钳夹紧在陶瓷热屏元件侧棱内所设的固定槽内。这些热屏元件先后通过支架插入支承结构的槽内，其中后来的那些元件事先定位地堵塞在其位置内。以此方式可例如在燃气轮机的燃烧室内构成热屏元件的一种圆环形排列。 [0004] 然而最后剩下的那个热屏元件不再能按这种方式装配，因为在两侧存在的相邻热屏元件阻塞沿切线方向的安装运动。这一最后的热屏元件往往称为样板，或简称样品(Attrape)。因此为了安装这最后的热屏元件采用螺旋连接的方案，这种螺旋连接允许热屏元件沿支承结构表面法线方向安装。 [0005] 为此一种已知的螺旋连接利用四个螺钉，它们插入为此设计在热屏元件侧棱内的凹槽中。这种方案有许多缺点，因为装配时操作困难。操作四个螺钉迫使例如采用一些并不可靠的固定措施，如粘结或胶带，由此可能丢失螺钉并由于存在高的破坏危险所以必须要无条件找到丢失的螺钉。此外轴向装配也是不利的，因为螺钉通过用胶带固定可能倾斜，并因而不再能导入规定的孔中。由于涉及最后的热屏元件，螺钉不可能用手定位，而是必须通过(看不见的)内六角穿入孔中。此外为了安装最后的热屏元件可能有必要使用两个人，因为四个螺钉必须插入支承结构上相应的四个孔中。 [0006] EP1701095A1和EP0588540B1举例介绍了一种如上所述设计有已描述的优点及缺点的热屏。热屏元件还经常称为砖块以及固定它们的固定件称为砖架。 发明内容[0007] 本发明要解决的技术问题是，可靠和不复杂地沿支承结构表面法线方向装配由多个热屏元件构成的热屏的热屏元件。 [0008] 为解决上述技术问题，本发明按第一方面从一种装配设备出发，它用于借助至少一个螺旋连接在支承结构上装配一个包括多个相邻排列的热屏元件的热屏的设计为平的热屏元件。在这里，装配方向朝向沿支承结构表面法线的方向。此外热屏元件有至少一个孔，用于穿过装配工具，尤其螺旋工具。 [0009] 为了能借助上述装配设备本发明的技术问题，设一个框架，它包括固定至少一个螺旋工具的器件，以及设至少一个固定装置，用于将热屏元件固定在框架上，将它们设置为保持所述至少一个螺旋工具和至少一个热屏元件彼此的相对位置。 [0010] 用于将热屏元件固定在框架上的固定装置设计为吸头，借助它可以在热屏元件通常光滑的表面上实现良好的抽吸连接。 [0011] 此外，用于将热屏元件固定在框架上的固定装置也可以与框架固定连接。 [0012] 按本发明另一项优选的扩展设计，用于将热屏元件固定在框架上的固定装置与框架高度可调地连接。由此可以使装配设备适应具体任务。 [0013] 至少一个用于固定至少一个螺旋工具的器件设计为可以相对于框架旋转和/或倾动和/或可平移。 [0014] 用于固定至少一个螺旋工具的器件设计为球形万向节，以及，所述球形万向节被施加预先规定的约束和/或摩擦，由此螺旋工具可灵活调整，与此同时可以固定在一个到达的位置。 [0015] 若尤其设四个螺旋工具用于四个各自对应的固定螺钉，则按本发明的装配设备可适应于用四个螺旋工具装配样片-热屏元件。 [0016] 为了便于手工操作，所述至少一个螺旋工具配备用于手动操纵的握把。这种握把例如在最简单的情况下设计为螺旋工具头部区圆柱形增粗段。 [0017] 此外，所述至少一个螺旋工具可将其工具顶端插入一个设计在固定螺钉头部的成型槽内。热屏元件的所述至少一个螺旋连接与螺旋工具对应的固定螺钉成型槽，优选地设计为内六角槽、十字槽或一字槽或其他结构的啮合槽。 [0018] 本发明有关方法方面的技术问题，通过一种装配热屏元件的方法得以解决，这种方法借助一种按上述优选扩展设计的装配设备实施。 [0019] 为此， [0020] -热屏元件的所述至少一个固定螺钉插入一个规定用于固定螺钉的凹槽或缺口内， [0021] -用于将热屏元件固定在装配设备框架上的固定装置的所述至少一个吸头，通过紧压在热屏元件热侧表面上而造成抽吸连接， [0022] -将所述至少一个螺旋工具插入设计在固定螺钉头部的成型槽内，[0023] -将热屏元件通过安装在其上的装配设备在一个沿热屏支承结构表面法线方向定向的装配运动中导入为其规定的位置， [0024] -所述至少一个固定螺钉借助与之连接的螺旋工具导入一个设计在支承结构内对应的螺旋连接孔内，从而准备进行螺旋连接过程， [0025] -所述至少一个螺旋工具将固定螺钉旋入螺旋连接孔内，以及，[0026] -从热屏元件拆除装配设备，为此将吸头脱开以及将所述至少一个螺旋工具从所述至少一个固定螺钉成型槽拔出。最后，每个固定螺钉用扭力板手以期望的规定扭矩拧紧。 [0027] 采用按本发明的方法，热屏元件的装配可以沿任何期望的方向或在任何期望的位置进行，亦即也可以处于任意倾斜角或按轴向位置进行。 [0028] 本发明有关应用方面的技术问题，通过装配设备应用于安装热屏最后一个热屏元件得以解决，所述最后一个热屏元件封闭了一排预装配的相邻的热屏元件。 附图说明[0031] 下面借助附图通过实施例说明本发明。 [0032] 图1表示在插入一个热屏元件时按本发明的装配设备优选实施例的透视图。 具体实施方式[0033] 在图1中表示的按本发明优选的扩展设计，使用于一个已知结构形式的热屏元件。 [0034] 热屏元件14设计用于垂直地螺旋连接在支承结构17上，并为此在两个彼此背对的侧棱上分别有两个凹槽4，在这里它们优选地设计为矩形，由此防旋转地固定分别置入其中的垫片或角板2。此外每个凹槽4有一个侧向缺口1，固定螺钉18的杆体从侧向置入其中。 [0035] 因此固定螺钉18与垫片或角板2一起可以侧向置入侧面的缺口1和凹槽4中。在固定螺钉18头部设成型槽用于置入螺旋工具形状对应的工具顶端。成型槽和工具顶端优选地设计为已知的内六角插塞连接，但也可以有其他形状，如十字或一字槽。 [0036] 沿轴向在固定螺钉18头部3上方，从热屏元件14热侧21方面各贯穿一个进口5，直至由凹槽4构成的空腔。进口5的直径比固定螺钉18头部2的直径小得多，它的直径尺寸确定为，使之足够让螺旋工具6通过。因此在热屏工作时，仅有限量的热燃气通过尺寸最小化的进口5进入凹槽4，到达固定螺钉18的金属垫片2和头部3。此外，凹槽4用冷却流体吹洗，冷却流体从支承结构17出发通过间隙d吹入燃烧室，阻截燃气进入凹槽4内。大多作为冷却空气存在的部分冷却流体，也可以通过进口5到达燃烧室内。设置间隙d，为各热屏元件8、14的热膨胀预留足够的空间。 [0037] 每个固定螺钉18旋入支承结构17内的螺旋连接中，在本例中它分别设计为盘形弹簧叠19。一个(图中未表示的)螺母用于压缩盘形弹簧叠19。预紧的盘形弹簧叠19保证有弹性地固定热屏元件14，这是需要的，为的是例如补偿基于热学和热声学的条件诱发的运动。 [0038] 在传统的装配中，这四个固定螺钉18必须与垫片2一起从侧向置入各自的侧面凹槽4和缺口1内，并防止在装配期间掉落。 [0039] 在这种情况下可以非常有效地使用按本发明的装配设备。本装配设备有一个框架12，它例如有一个固定十字架11作为设在中央的支架。在固定十字架11中心，垂直于框架 12固定或按一种优选的设计可调高度地设一个杆13，作为吸头15的固定装置。高度的可调性可例如借助施加在杆13上的螺纹实现。形式上为圆柱形增粗段的把手10用于转动杆 13，并由此实施固定装置15的高度调整。 [0040] 在矩形框架12的每个角上分别安装一个螺旋工具6，在这里，这些螺旋工具6的位置选择为，使它们与支承结构17中四个螺旋连接的位置相对应。 [0041] 每个螺旋工具6优选地可倾动、可旋转和高度可调或可沿高度移动地安装在框架12的各个角区内。按一项优选的扩展设计这些例如通过球形万向节实施，螺旋工具6也可垂直平移地安装在球形万向节内。优选地，所有的运动通过一种预调的摩擦具有期望的约束地施加，由此可以均匀地实施螺旋工具的自由运动，以适应螺旋工具6的旋转和螺旋工具6沿高度的移动位置，以及也可以固定在所到达的位置上。通过这种固定，操作者可以将全部四个螺旋工具6先后逐个插入各固定螺钉的头部2中，无需操作者同时固定全部四个螺旋工具6。每个螺旋工具6在其外端有一个握把9，它使螺旋工具6的手工操作更加方便。 [0042] 装配过程例如设计为这样：操作者首先将热屏元件14与在四个侧面凹槽4和缺口1每一个内的四个包括各自垫片2的固定螺钉一起置入，以及将热侧21优选地向上定位。 [0043] 然后装配设备优选地从上方将四个螺旋工具，一个接一个地装入每一个进口5内，并将各自的工具顶端插入固定螺钉18头部3的成型槽中。当全部四个固定螺钉18已插入时，操作者将杆13的高度调整为，使吸头15与热屏元件14的热侧21进入接触，并通过紧压吸头形成抽吸连接。此外框架12也可以下压，由此使螺旋工具6克服摩擦力地移入其支座内。 [0044] 也可以与此相反，首先将吸头15通过紧压与热屏元件14的热侧21形成抽吸连接，只是在这之后才将一个个螺旋工具6在其支座内通过倾动、旋转和移动插入固定螺钉的头部2内。 [0045] 以此方式安放在装配设备上的热屏元件14，现在可以由单个操作者举起，并嵌入预装配的相邻的热屏元件8之间一个任意定向的装配位置内。此时操作者可以舒适地通过倾动、旋转和移动螺旋工具6一个接一个将固定螺钉18穿入各自的盘形弹簧叠19中，并通过旋拧螺旋工具6将螺旋工具6向前推进，直至允许可手动产生扭矩，实现螺旋连接。 [0046] 当以此方式造成全部四个螺旋连接时，通过松开用弹性材料制造的吸头，可以拆除装配设备。为此吸头可例如有一个用杠杆操纵的放气和充气阀，或可以简单地手工拔出。 [0047] 在拆除装配设备后，操作者可例如借助扭力板手用预定的扭矩拧紧固定螺钉18。 |
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