用于涡轮发动机中部件的组装或拆卸的利用柔性加热护套的感应加热制造技术

通过使用缠绕在毂的外圆周表面（18）周围的柔性加热护套（40）来感应加热，燃气涡轮发动机（2）的诸如毂（10）的第一部件从诸如轴（12）的第二部件组装或拆卸。护套（40）包括具有多个环（44）的导电的柔性电缆（42）。所述护套利用被联接到电缆的每个相应环的多个电连接器（54）选择性地打开和闭合。电源（64）使电流通过相应的电缆环，这加热了毂。感应加热施加到发动机中的配合部件以便产生足够的温差，其允许毂和轴的组装或拆卸。控制器（30）调节被施加到毂和轴的功率，并且利用温度传感器（15、16）监测它们的温度。

Induction heating with flexible heating sheath for assembly or disassembly of components in turbo engines

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于涡轮发动机中部件的组装或拆卸的利用柔性加热护套的感应加热本申请要求在2017年10月10日提交的序列号为62/570,265的美国技术专利申请的优先权，并且是所述技术专利申请的部分继续申请，所述技术专利申请的内容通过引用并入本文中。
所公开的实施例涉及涡轮发动机部件的组装和拆卸。更具体地，一些公开的实施例涉及涡轮发动机的毂（包括动力输出毂）和配合轴的组装和拆卸。
技术介绍
燃气涡轮发动机通常包括用于容纳压缩机区段、燃烧区段和涡轮机区段的壳体或气缸。空气供应在压缩机区段中被压缩，并且被引导到燃烧区段中。经压缩的空气进入燃烧入口并且与燃料混合。然后空气/燃料混合物被燃烧以产生高温和高压（工作）气体。然后，该工作气体行进穿过过渡段，并且进入涡轮机的涡轮机区段。涡轮机区段通常包括多排叶片，所述多排叶片将工作气体引导至涡轮机叶片的翼型部分。工作气体行进穿过涡轮机区段，引起涡轮机叶片旋转，从而转动被附接到其上的转子。转子也附接到压缩机区段，从而转动压缩机，并且可以可操作地连接到发电机以用于产生电力。通过将流过燃烧区段的气体加热到尽可能高的温度，提高了燃气涡轮机的高效率。燃气涡轮机所经历的极端条件要求对各种部件进行维护和检查，以防止燃气涡轮发动机的故障。使用传统方法来组装和拆卸这些部件，维护这些部件会很耗时。改进部件的组装和拆卸在节省成本方面是重要的。
技术实现思路
简而言之，本公开的方面涉及燃气涡轮发动机内的部件的组装和/或拆卸，所述部件是诸如毂和配合轴。配合的毂和轴以及其他类似的配合部件通过在毂周围缠绕柔性加热护套而被组装或拆卸。加热护套中电缆环的端部通过可选择性分离的电连接器被接合。电缆环的分离端部缠绕在毂周围，并且通过联接相应的电连接器而被重新接合。通过利用电源供应通过护套的电缆环的电流来加热毂，使毂的相对温差增加到高于轴的相对温差。经加热的毂膨胀；这有利于组装或拆卸配合的毂和轴。在一些实施例中，通过改变在单独线圈环之间的节距间距、或者通过改变施加到单独线圈环的功率，来选择性地修改配合的毂和轴的局部加热。在一些实施例中，控制器调节由电源施加到线圈环的功率。在一些实施例中，控制器至少部分地基于配合部件的温度来调节施加到线圈环的功率。在一些实施例中，控制器利用与配合部件联接的毂和/或轴传感器来确定配合部件的温度。本文中所描述的示例性实施例的特征在于感应加热装置，以用于从燃气涡轮发动机的第二部件（诸如轴）拆卸或组装第一部件，诸如毂。该示例性装置包括用于缠绕在第一部件的外圆周表面周围的柔性加热护套。加热护套包括具有多个环的导电柔性电缆。所述环利用在相邻环之间被限定的相对节距取向而共同限定三维轮廓。三维轮廓被选择性地定尺寸为当第一部件被护套缠绕时抵靠并且包封第一部件。一对第一线圈架和第二线圈架分别联接到电缆的每个相应的环，以用于维持在多个环的相邻环之间的相应的相对节距取向。多个导电电连接器插设在第一线圈架与第二线圈架之间。每个电连接器都具有可选择性分离的第一连接器部分和第二连接器部分，所述第一连接器部分和第二连接器部分分别在电缆的对应环内串联地导电联接。所述装置包括被联接到加热护套的电缆的电源，以用于当多个电连接器的第一连接器部分和第二连接器部分分别彼此联接时加热电缆环。电源使电流通过相应的环，使得第一部件被加热到比第二部件更高的温度。本文中所描述的其它示例性实施例的特征在于一种用于从第二部件（诸如燃气涡轮发动机的轴）的配合外表面拆卸或组装第一部件（诸如毂）的内表面的方法。提供了一种柔性加热护套（40、70、80、90）。所述护套包括具有多个环的导电柔性电缆。分别具有可选择性分离的第一连接器部分和第二连接器部分的多个导电电连接器在电缆的对应环内串联地导电联接。每个电连接器的相应的第一连接器部分和第二连接器部分中的每一个彼此分离。通过使第一部件在每个电连接器的分离的第一连接器部分与第二连接器部分之间通过，第一部件的外表面被插入护套内。每个电连接器的相应的第一连接器部分和第二连接器部分彼此联接；这包封了与环进行抵接接触的第一部件的外圆周表面。通过如下来来加热第一部件：利用电源向加热护套的柔性电缆供应电流、将第一部件的相对温度增加到高于第二部件的相对温度、以及将第一部件的内表面膨胀到大于第二部件的外表面。然后，第一部件的经加热的内表面以及第二部件的配合外表面被分离或接合。本文中所描述的本专利技术的示例性实施例的相应特征可以以任何组合或子组合而被共同或分别地应用。附图说明在结合附图的以下具体实施方式中进一步描述了本专利技术的示例性实施例，在附图中：图1是配合的毂和轴的截面示意图；图2是包括温度传感器阵列的配合的动力输出毂和轴的自顶向下平面图；图3是航改式燃气涡轮发动机内的图2的毂和轴的正视截面视图；图4是图示燃气涡轮发动机的示例性配合的毂和轴的感应加热的时间-温度曲线图；图5是感应加热装置内的毂的透视图；图6是感应加热装置内的航改式燃气涡轮发动机的毂和轴的透视图；图7是感应加热装置的实施例的透视图，所述感应加热装置包括带有螺旋缠绕的电缆的处于闭合位置中的柔性加热护套；图8是图7的感应加热装置的柔性护套的俯视平面图；图9是图7和图8的电连接器的联接的第一连接器部分和第二电连接器部分及其配合电缆端部的详细视图；图10是图7的感应加热装置的柔性护套在电连接器闭合之后的示意图，所述柔性护套缠绕在毂和配合轴的圆周周围；图11是感应加热装置的柔性护套的另一实施例在电连接器闭合之后的示意图，所述柔性护套缠绕在毂和配合轴的圆周周围，其中柔性电缆的每个分立的、单独的环被独立地加热；图12是感应加热装置的柔性护套的另一实施例在电连接器闭合之后的示意图，所述柔性护套缠绕在毂和配合轴的圆周周围，其中柔性电缆的每个分立的、单独的环与其他分立的环并行地被加热；和图13是感应加热装置的柔性护套的另一实施例在电连接器闭合之后的示意图，所述柔性护套缠绕在毂和配合轴的圆周周围，其中柔性电缆的每个分立的、单独的环与其他分立的环串联地被加热。为了有利于理解，在可能的情况下，已经使用相同的附图标记来表示对于这些图来说是共用的相同元件。这些图不是按比例绘制的。具体实施方式为了有利于理解本公开的实施例、原理和特征，在下文中参考说明性实施例中的实现方式来公开所述实施例、原理和特征。然而，本公开的实施例不限于在所描述的系统或方法中使用，并且可以在如本领域技术人员将理解的其他系统和方法中被利用。下文中描述的作为组成各种实施例的部件旨在是说明性的而非限制性的。将执行与本文中所描述的部件相同或类似的功能的许多合适的部件旨在包含在本公开的实施例的范围内。虽然下面描述了多个实施例，但是应当理解到，基本构思和专利技术适用于燃气涡轮发动机内的其他部件的感应加热和类似的工业应用。在诸如航改式发动机的燃气涡轮发动机内，动力输出（PTO）毂从其配合轴中的抽出是难以执行的。当前过程采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从燃气涡轮发动机的第二部件拆卸或组装第一部件的感应加热装置，包括：/n柔性加热护套（40），其用于缠绕在燃气涡轮发动机（2）的第一部件（10）的外圆周表面（18）周围，所述加热护套具有：/n具有多个环（44）的导电柔性电缆（42），所述环共同限定三维轮廓，所述三维轮廓限定相邻环之间的相对节距取向（P），所述三维轮廓被选择性地定尺寸为在所述第一部件被护套缠绕时抵靠并且包封所述第一部件；/n一对第一线圈架（46）和第二线圈架（48），其分别联接到所述电缆（42）的每个相应的环（44），以用于维持所述多个环（44）的相邻环之间的相应的相对节距取向（P）；和/n插设在所述第一线圈架（46）与第二线圈架（48）之间的多个导电电连接器（54），每个电连接器具有可选择性分离的第一连接器部分（56）和第二连接器部分（58），所述第一连接器部分（56）和第二连接器部分（58）分别在所述电缆的对应环（44）内串联导电联接；和/n电源（64），其联接到所述加热护套（40）的电缆（42），以用于当多个电连接器（54）中的所述第一连接器部分（56）和第二连接器部分（58）分别彼此联接时通过使电流通过相应的环来加热电缆环（44），使得所述第一部件（10）被加热到比所述第二部件（12）更高的温度。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171010 US 62/5702651.一种用于从燃气涡轮发动机的第二部件拆卸或组装第一部件的感应加热装置，包括：
柔性加热护套（40），其用于缠绕在燃气涡轮发动机（2）的第一部件（10）的外圆周表面（18）周围，所述加热护套具有：
具有多个环（44）的导电柔性电缆（42），所述环共同限定三维轮廓，所述三维轮廓限定相邻环之间的相对节距取向（P），所述三维轮廓被选择性地定尺寸为在所述第一部件被护套缠绕时抵靠并且包封所述第一部件；
一对第一线圈架（46）和第二线圈架（48），其分别联接到所述电缆（42）的每个相应的环（44），以用于维持所述多个环（44）的相邻环之间的相应的相对节距取向（P）；和
插设在所述第一线圈架（46）与第二线圈架（48）之间的多个导电电连接器（54），每个电连接器具有可选择性分离的第一连接器部分（56）和第二连接器部分（58），所述第一连接器部分（56）和第二连接器部分（58）分别在所述电缆的对应环（44）内串联导电联接；和
电源（64），其联接到所述加热护套（40）的电缆（42），以用于当多个电连接器（54）中的所述第一连接器部分（56）和第二连接器部分（58）分别彼此联接时通过使电流通过相应的环来加热电缆环（44），使得所述第一部件（10）被加热到比所述第二部件（12）更高的温度。


2.根据权利要求1所述的感应加热装置，还包括具有多个盘绕环（44）的螺旋缠绕的电缆（42）。


3.根据权利要求1和2所述的感应加热装置，所述电缆还包括多个分立闭合环（72）、（82）、（92）的阵列，所述多个分立闭合环（72）、（82）、（92）分别独立地（72）或者以串联（91）或并联（86、88）电路电联接到它们对应的电源（64）。


4.根据权利要求1-3所述的感应加热装置，还包括相邻环（44）之间的局部变化的节距间距（P）取向，以用于选择性地局部改变至所述第一部件（10）的热传递速率。


5.根据权利要求1-4所述的感应加热装置，还包括：
联接到所述第一线圈架（46）的至少一个电连接器（54）的第一连接器部分（56）或第二连接器部分（58）中的一个，其与所有的其他电连接器（54）电隔离，而同时与其对应的电缆环（44A、44B）串联导电联接；
联接到所述第二线圈架（48）的至少一个电连接器（54）的第一连接器部分（56）或第二连接器部分（58）中的另一个，其与所有的其他电连接器（54）电隔离，而同时与其对应的电缆环（44A、44B）串联导电联接。


6.根据权利要求5所述的感应加热装置，电连接器第一部分（56）和第二部分（58）中的至少一个分别包括配合的可插入的凸形部分和凹形部分，所述凸形部分和凹形部分在所述第一线圈架（46）和第二线圈架（48）彼此相互联接时选择性地保持在插入位置中。


7.根据权利要求1-6所述的感应加热装置，还包括：
至少一个温度传感器（15），其联接到所述第一部件（10），以用于感测第一部件温度；
控制器（30），其联接到所述电源（64）和所述至少一个温度传感器（15），以用于至少部分地基于由所述温度传感器感测的第一部件（10）温度来调节由所述电源通过环（44）的电流。


8.根据权利要求7所述的感应加热装置，还包括：
多个温度传感器（15），其以阵列的形式联接到所述第一部件（10）；
所述控制器（30），其联接到反馈环中的所有温度传感器（15），以用于调节由所述电源（64）通过所述电缆环（44）的电流，使得由所有温度传感器感测的温度保持低于预定的最大温度。


9.根据权利要求7-8所述的感应加热装置，还包括：
所述控制器（30），其根据预定的调节计划调节电流功率强度和施加时间，但是如果由所述至少一个温度传感器（15）感测的温度超过一个或多个预定温度，则改变所述调节计划。


10.一种用于从燃气涡轮发动机的第二部件的配合外表面拆卸或组装第一部件的内表面的方法，包括：
提供柔性加热护套（40、70、80、90），其具有：导电的柔性电缆（...

【专利技术属性】
技术研发人员：H乔汉，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE