專利名稱：用于壓縮機(jī)輪的侵蝕指示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及渦輪機(jī)壓縮級(jí)(例如但不限于飛機(jī)渦輪引擎)領(lǐng)域，特別地，本發(fā)明涉及構(gòu)成這種壓縮級(jí)的元件的磨損問(wèn)題。更準(zhǔn)確而言，本發(fā)明涉及其中的構(gòu)成元件之一，即離心壓縮機(jī)輪，其包括轂、從所述轂沿徑向延伸的腹板，和由所述輪承載的多個(gè)葉片。在下文中，形容詞“軸向”和“徑向”是相對(duì)于壓縮機(jī)輪的旋轉(zhuǎn)軸線而認(rèn)定的。
背景技術(shù)：
這樣的公知的離心壓縮機(jī)輪與徑向擴(kuò)散器配合，以將沿軸向進(jìn)入壓縮級(jí)的空氣在其沿徑向離開(kāi)之前進(jìn)行壓縮。以已知方式，每個(gè)葉片從前邊緣向后邊緣延伸，且其具有壓力側(cè)和吸收側(cè)。而在壓縮級(jí)工作時(shí)，特別地但非必要地當(dāng)裝配到飛機(jī)渦輪引擎(例如直升機(jī)氣體渦輪)時(shí)，壓縮機(jī)輪易于受到侵蝕，特別是由于例如砂石這樣的顆粒被吸入壓縮級(jí)中所致。在經(jīng)幾小時(shí)工作后，通常發(fā)現(xiàn)存在侵蝕外形，具體為采用前邊緣退痕形式和在葉片根部壓力側(cè)上并朝向后邊緣延伸的溝痕的形式。換言之，在輪的這些位置顯現(xiàn)出溝痕是由于輪受到侵蝕所致。前邊緣退痕可能引起壓縮機(jī)的性能下降和空氣動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性下降，以及葉片機(jī)械強(qiáng)度的下降。而且溝痕使推進(jìn)器盤的機(jī)械強(qiáng)度下降。易于通過(guò)傳統(tǒng)手段(查看引擎空氣入口中的相機(jī))探測(cè)出前邊緣的侵蝕，還可能發(fā)生的是其不如溝痕類型侵蝕那樣大。因此，還有必要檢查溝痕類型侵蝕，使得一旦壓縮機(jī)輪發(fā)生過(guò)度溝痕侵蝕，則有必要更換輪。通常，侵蝕外形很細(xì)并很難看出來(lái)，因而難以快速確定已經(jīng)出現(xiàn)的侵蝕量是否可接受。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種離心壓縮機(jī)輪，其中可快速簡(jiǎn)單地檢查出溝痕類型的侵蝕。本發(fā)明通過(guò)以下事實(shí)實(shí)現(xiàn)其目的腹板包括輪的侵蝕指示物。選擇侵蝕指示物，使得當(dāng)侵蝕指示物被完全侵蝕時(shí)，壓縮機(jī)輪的侵蝕程度使其需要被更換。還可理解，侵蝕指示物清楚可見(jiàn)，以使得機(jī)修工可容易快速地檢查出壓縮機(jī)輪的磨損狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明，侵蝕指示物隨著溝痕在壓縮機(jī)輪腹板中形成而逐漸侵蝕。指示物優(yōu)選設(shè)置為使得侵蝕引起腹板的軸向厚度減小，由此使侵蝕指示物的軸向厚度減小。優(yōu)選地，侵蝕指示物位于腹板的外周邊緣上，使得易于檢查出溝痕形成，而且，侵蝕指示物在以此方式定位時(shí)不會(huì)阻礙空氣流動(dòng)通過(guò)壓縮機(jī)輪。在特別有利的實(shí)施例中，磨損指示物包括從腹板的周邊緣沿徑向突出的至少一個(gè)肋，所述肋的軸向厚度小于腹板的軸向厚度，以在肋的一平坦部與腹板的使葉片由此延伸的表面之間形成臺(tái)階。換言之，肋具有的徑向延伸度略大于相關(guān)葉片的徑向延伸度，其中術(shù)語(yǔ)“徑向延伸度”用于表示從壓縮機(jī)輪的旋轉(zhuǎn)軸線測(cè)得的徑向距離。換言之，肋在腹板的周邊緣上構(gòu)成額外的徑向厚度。在輪的侵蝕過(guò)程中，形成在葉片根部的溝痕易于沿軸向消耗葉片厚度，特別是在后邊緣處。其結(jié)果是臺(tái)階沿其軸向延伸度的方向被逐漸侵蝕，其中，規(guī)定術(shù)語(yǔ)“軸向延伸度” 用于表示在肋的平坦部與承載葉片的腹板的內(nèi)表面之間的距離。此軸向延伸度還對(duì)應(yīng)于腹板在其周邊緣處測(cè)得的軸向厚度與肋的軸向厚度之差。此后，當(dāng)整個(gè)臺(tái)階由于所形成的溝痕而被侵蝕時(shí)，溝痕開(kāi)始在肋的平坦部中形成。發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在肋的平坦部中特別易見(jiàn)肋侵蝕的開(kāi)始，使得有利地易于識(shí)別出侵蝕指示物的侵蝕端部。這樣，以特別方便的方式，機(jī)修工一在肋上可見(jiàn)到侵蝕跡象時(shí)，就將知悉有必要更換壓縮機(jī)輪。為此，有利地校準(zhǔn)臺(tái)階的軸向延伸度。優(yōu)選地，所述臺(tái)階具有的軸向延伸度在0. 5毫米(mm)至1. 5mm的范圍內(nèi)。而且，優(yōu)選地，所述肋的徑向延伸度在0. 5mm至3mm的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，磨損指示物由一個(gè)或多個(gè)肋構(gòu)成。然而，優(yōu)選地選擇單一的肋，其始終沿腹板的周邊緣的周界延伸。還應(yīng)指出，過(guò)去檢查壓縮機(jī)輪的侵蝕需要將壓縮機(jī)輪完全移除。這樣的移除通常在渦輪機(jī)的檢修或維修過(guò)程中執(zhí)行，常常是耗時(shí)的和昂貴的，而且還需要使飛機(jī)著陸。本發(fā)明還提供一種渦輪機(jī)壓縮級(jí)，其包括本發(fā)明的壓縮機(jī)輪，以及殼體，所述殼體設(shè)置有入口，以使內(nèi)窺鏡能夠插入所述壓縮級(jí)中以檢查所述侵蝕指示物的磨損。這樣，利用本發(fā)明，不再有必要移除壓縮機(jī)輪以檢查其侵蝕，只要機(jī)修工能夠通過(guò)將相機(jī)瞄準(zhǔn)磨損指示物而檢查輪的磨損即可。然后，通過(guò)使壓縮機(jī)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)修工可容易地檢查由于在每個(gè)輪葉片的根部處形成的溝痕而產(chǎn)生的侵蝕。所述相機(jī)優(yōu)選地為內(nèi)窺鏡。本發(fā)明還提供一種渦輪機(jī)，其包括本發(fā)明的壓縮級(jí)。該渦輪機(jī)優(yōu)選地是用于直升機(jī)或任何其他飛機(jī)的渦輪引擎。最后，本發(fā)明提供一種確定本發(fā)明的離心壓縮機(jī)輪的侵蝕的方法，在此方法中，將內(nèi)窺鏡插入所述壓縮級(jí)中，以檢查所述輪的侵蝕指示物的磨損。在此方法中，將內(nèi)窺鏡穿過(guò)設(shè)置在殼體中的開(kāi)口(優(yōu)選地在一凸起處)插入，然后內(nèi)窺鏡穿過(guò)擴(kuò)散器直到可以觀察到腹板周邊緣以及侵蝕指示物。這樣，利用所述方法，侵蝕程度可在使用中直接監(jiān)測(cè)，而不僅是在渦輪機(jī)的整體維護(hù)過(guò)程中。


通過(guò)閱讀以下的對(duì)利用非限制性示例給出的實(shí)施例的描述，本發(fā)明可被更好地理解且其優(yōu)點(diǎn)更加顯而易見(jiàn)。參照附圖進(jìn)行描述，其中
圖1是本發(fā)明的壓縮機(jī)輪的立體圖，其中顯示出磨損指示物由沿腹板周邊緣的周界延伸的肋構(gòu)成；圖2是壓縮級(jí)的局部截面圖，其中顯示出圖1所示輪的下游端；圖3是圖2的局部細(xì)節(jié)圖，其中顯示出圖1所示輪的侵蝕指示物以及壓縮級(jí)的擴(kuò)散器殼體的一部分；圖4是圖1所示輪在所述輪未受侵蝕時(shí)的葉片的后邊緣的局部圖；圖5是圖1所示輪在所述輪受到輕微侵蝕時(shí)的葉片的后邊緣的局部圖，侵蝕指示物被部分地消耗；圖6是圖1所示輪在所述輪受到嚴(yán)重侵蝕時(shí)的葉片的后邊緣的局部圖，侵蝕指示物被完全地消耗；和圖7是包括圖1所示壓縮機(jī)輪的直升機(jī)氣體渦輪的截面圖。
具體實(shí)施例方式圖1是常見(jiàn)于直升機(jī)氣體渦輪中的類型的壓縮機(jī)輪10的立體圖。自然地，本發(fā)明還適用于其他類型的包括壓縮機(jī)輪的渦輪引擎。以已知的方式，壓縮機(jī)輪10包括轂12，用于與驅(qū)動(dòng)軸(未示出)配合以驅(qū)動(dòng)輪10 圍繞其軸線A旋轉(zhuǎn)。在以下描述中，形容詞“徑向”和“軸向”相對(duì)于軸線A使用。壓縮機(jī)輪10安裝在殼體中，以面對(duì)壓縮級(jí)13的擴(kuò)散器11，這在圖7中可見(jiàn)。壓縮機(jī)輪10還包括腹板14，在圖2中更加清楚可見(jiàn)，所述腹板從轂12沿徑向延伸。而且，壓縮機(jī)輪10承載多個(gè)葉片16，每個(gè)葉片在前邊緣16a與后邊緣16b之間延伸。還已知這些葉片16由轂12和腹板14承載。如圖2和3中可見(jiàn)，在此實(shí)例中，葉片16 的后邊緣16b與腹板14的周邊緣22齊平。根據(jù)本發(fā)明，壓縮機(jī)輪10的腹板14包括侵蝕指示物18，侵蝕指示物18在此實(shí)例中包括肋20 (優(yōu)選但并非必須為單一的肋)，所述肋20在葉片16的每個(gè)的后邊緣16b的位置處從腹板14的周邊緣22沿徑向突出。參見(jiàn)圖2和3，以下更詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的磨損指示物18。如這些圖中可見(jiàn)，肋20的軸向厚度EN小于腹板的軸向厚度EV，以在肋20的平坦部20a與腹板14的使葉片16由此延伸的表面S之間形成臺(tái)階M。換言之，此臺(tái)階M構(gòu)成沿空氣穿過(guò)壓縮機(jī)輪10的流動(dòng)方向F下降的臺(tái)階。這樣，肋20位于周邊緣的遠(yuǎn)離表面S(葉片16由此突出)的軸向端處。而且，肋20的徑向延伸度HN優(yōu)選地在0. 5mm至3mm的范圍內(nèi)，以在肋20的端部與壓縮級(jí)13的擴(kuò)散器11之間留出徑向間隙。此臺(tái)階20的軸向延伸度HM優(yōu)選地在0.5mm至1.5mm的范圍內(nèi)，用于以下所述的目的。參見(jiàn)圖4至6，以下闡釋侵蝕指示物如何操作。這些圖顯示出葉片16中的一個(gè)的接近于其后邊緣16b的壓力側(cè)。當(dāng)輪未受侵蝕時(shí)，例如，在采用新輪時(shí)，腹板14在葉片根部處未出現(xiàn)任何侵蝕輪廓，如圖4中可見(jiàn)。
在幾百小時(shí)的操作之后，被空氣流傳送的顆粒引起侵蝕，這種侵蝕通過(guò)在葉片根部處在其壓力面I旁邊出現(xiàn)的溝痕30被呈現(xiàn)，如圖5中可見(jiàn)。此溝痕30的深度逐漸增大，并趨向于消耗腹板14的軸向厚度EV。在圖5中可見(jiàn)，在后邊緣16b處的溝痕30所具有的深度小于臺(tái)階M的軸向延伸度 HM。換言之，在這種情況下，臺(tái)階M尚未被完全侵蝕，肋20尚未被侵襲。優(yōu)選地，只要侵蝕尚未侵襲到肋20，則認(rèn)為壓縮機(jī)輪10的磨損仍然是可接受的。在更進(jìn)一步的侵蝕狀態(tài)下，例如在圖6中所示，可見(jiàn)溝痕30已經(jīng)侵襲到肋20，使得臺(tái)階M已經(jīng)(在葉片16根部處在其壓力側(cè)I上)消失。換言之，溝痕30的深度大于臺(tái)階M的軸向延伸度HM。在此臺(tái)階中，侵蝕指示物18 被完全侵蝕，這意味著壓縮機(jī)輪10需要更換。根據(jù)本發(fā)明，有利地使用相機(jī)(優(yōu)選地為內(nèi)窺鏡40)檢查侵蝕指示物18的磨損， 相機(jī)通過(guò)壓縮級(jí)13的殼體15中的入口 42插入，特別是經(jīng)由如圖7中示意性所示的凸起而插入。內(nèi)窺鏡40穿過(guò)在壓縮級(jí)中常見(jiàn)的徑向擴(kuò)散器44插入。如借助于圖2可理解的那樣，內(nèi)窺鏡40用于觀察和檢查侵蝕指示物18的磨損狀態(tài)，而不必完全拆卸輪10。在實(shí)踐中，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如通過(guò)侵蝕指示物18的完全磨損所呈現(xiàn)的肋20的侵蝕的開(kāi)始可借助于內(nèi)窺鏡而容易地探測(cè)出來(lái)。易于看到與肋的侵蝕相關(guān)的臺(tái)階M的消失。總之，在侵蝕指示物18的內(nèi)窺檢查過(guò)程中，可出現(xiàn)兩種情況臺(tái)階M仍然存在，肋 20未顯現(xiàn)任何侵蝕跡象，因而可繼續(xù)使用壓縮機(jī)輪10 ；或者，臺(tái)階M已經(jīng)消失，肋20顯現(xiàn)出侵蝕跡象，在這種情況下需要更換輪。
權(quán)利要求
1.一種離心壓縮機(jī)輪(10)，包括轂(12)，從所述轂沿徑向延伸的腹板(14)，和由所述輪承載的多個(gè)葉片(16)，其特征在于，所述腹板包括所述輪(10)的侵蝕指示物(18)，所述侵蝕指示物(18)包括在所述葉片 (16)中的一個(gè)的后邊緣(16b)的位置處從所述腹板的周邊緣0 沿徑向突出的至少一個(gè)肋(20)，所述肋00)具有的軸向厚度(EN)小于所述腹板(14)的軸向厚度(EV)，以在所述肋的平坦部(20a)與所述腹板(14)的使所述葉片由此延伸的表面( 之間形成臺(tái)階(M)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心壓縮機(jī)輪，其特征在于，所述臺(tái)階(M)具有的軸向延伸度 (HM)在0. 5讓至1. 5mm的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的離心壓縮機(jī)輪，其特征在于，所述肋00)的徑向延伸度 (EN)在0. 5mm至3mm的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的離心壓縮機(jī)輪，其特征在于，所述肋00)沿所述腹板(14)的周界延伸。
5.一種渦輪機(jī)壓縮級(jí)(13)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的離心壓縮機(jī)輪 (10)以及殼體(15)，所述殼體(1 設(shè)置有入口 0 以使內(nèi)窺鏡GO 能夠插入所述壓縮級(jí)中以檢查所述侵蝕指示物的磨損。
6.一種渦輪機(jī)，包括根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓縮級(jí)(13)。
7.一種確定根據(jù)權(quán)利要求5所述壓縮級(jí)的離心壓縮機(jī)輪的侵蝕的方法，其特征在于， 將內(nèi)窺鏡GO)插入所述壓縮級(jí)(1 中以檢查所述輪的侵蝕指示物(18)的磨損。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種離心壓縮機(jī)輪(10)，其包括轂(12)，從所述轂沿徑向延伸的腹板(14)，和由所述輪承載的多個(gè)葉片(16)。本發(fā)明的特征在于以下事實(shí)所述腹板包括所述輪的侵蝕指示物(18)。
文檔編號(hào)F04D29/28GK102326003SQ201080008376
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月19日
發(fā)明者奧利維耶·戴斯奎布斯, 奧利維耶·托特, 杰弗洛伊·比羅蒂, 西拉維·古爾丹特 申請(qǐng)人:渦輪梅坎公司