釺焊/焊接操作機和操作噴嘴的方法

2023-09-10 20:25:35 1

專利名稱：釺焊/焊接操作機和操作噴嘴的方法
技術領域：
本發明涉及一種渦輪機修復技術，尤其涉及釺焊和焊接過程中操作渦輪機噴嘴組件的操作機。
背景技術：
噴嘴一般重達200磅重，在工作檯上無法安全地進行手工操作。另外試圖移動噴嘴組件可能會損壞零件和對操作者造成損傷。

發明內容
根據本發明實施例，提供一種用於支撐噴嘴段(nozzle segment)的操作機，該噴嘴段來自例如燃汽輪機或蒸汽輪機，所述操作機可以使噴嘴段豎直、水平地移動並旋轉到適當位置，然後在焊接或釺焊過程中保持固定不動。
因此，本發明可以在支撐和操作噴嘴段的操作機組件中體現，該操作機組件包括操作機，其包括豎直支撐元件和水平支撐元件，設置豎直支撐元件用於相對於基部選擇性的豎直移動，水平支撐元件在其近端可操作地與所述豎直支撐元件相連以便隨其豎直移動並圍繞所述豎直支撐元件的豎直軸樞轉；噴嘴段夾具，所述夾具可操作地與所述水平支撐元件的遠端相連，並且所述夾具具有與噴嘴段的第一和第二徑向端分別互補的連接元件，以選擇地與噴嘴段接合。
本發明也可以體現在釺焊、焊接和/或檢測過程中操作噴嘴段的方法中，其包括提供一個含有豎直支撐元件、水平支撐元件的操作機，和可操作地連接所述水平支撐元件遠端的噴嘴段夾具，豎直支撐元件設置成用於相對於基部選擇性的豎直移動，水平支撐元件在其近端可操作地與所述的豎直支撐元件相連以便隨其豎直移動並在所述豎直支撐元件的豎直軸周圍樞轉；在噴嘴段的每個縱向端將噴嘴段連接到噴嘴段夾具；選擇以下至少一個步驟(a)豎直移動所述豎直支撐元件和(b)在所述豎直支撐元件的豎直軸周圍樞轉所述水平支撐元件，從而相對於工件表面選擇性地、豎直且水平地移動噴嘴段夾具。


結合相應的附圖，通過仔細研究以下更為詳細的本發明優選實施例的說明，可以更完整地理解和評價本發明的這些目的和優點，其中圖1為根據本發明的實施例在工作檯上面支撐噴嘴段的噴嘴操作機組件的示意性俯視平面圖；圖2為圖1操作機組件的側視圖；圖3為省略了噴嘴段支撐夾具以清楚反映本發明實施例操作機的主視圖；圖4為沿圖3中4-4線的剖視圖；圖5為省略了噴嘴特定工具以清楚反映本發明實施例中噴嘴段支撐夾具的平面圖；圖6為圖5所示夾具的後視圖；圖7為省略了工具以清楚反映圖5所示夾具的上部和後部的透視圖；圖8為另一個具有噴嘴特定工具的例子的噴嘴段支撐夾具的平面圖；圖9為圖8所示夾具和工具的後視圖；圖10為圖9所示夾具和工具的側視圖；和圖11為沿圖10中11-11線的剖視圖。
具體實施例方式
根據本發明的實施例，圖1-11顯示噴嘴操作機組件和相關零件的非限制性實例。圖1和圖2示意性說明了在焊接、釺焊或其他檢測或修復過程中，用於支撐和移動噴嘴段的操作機組件10。如其所顯示的，在本發明的實施例中，操作機組件包括操作機12和噴嘴段支撐夾具14。設置操作機，以允許噴嘴夾具14支撐的噴嘴段16如箭頭V所示豎直移動，並且，例如在工具臺18上，水平移動。在圖示實施例中，水平移動是通過提供具有豎直段20和水平段22的操作機12來完成的，水平段22相對於豎直段20樞轉安裝(B)。在此實施例中，噴嘴段夾具固定架24依次樞轉安裝(D)在水平段22的遠端26上。因此，如箭頭B、D所示，圍繞A軸和C軸的同步樞轉運動致使噴嘴段夾具14在水平面上運動，同時，保持噴嘴段16相對於操作者X的位向。
圖示實施例中操作機12的豎直段20包括支柱或支杆、基部組件28、和支撐管30，根據液壓缸32的促動，所述支撐管30沿支柱向上或向下選擇性地移動。
如上所述，水平段22安裝成繞豎直段20的A軸樞轉。為此，圖示實施例中，水平段22包含大體為柱形的託架34，所述柱形託架34可旋轉地安裝在支撐管30上的套筒36上，以便由液壓缸32使得支撐管30上升、下降(V)，水平段22的近端38也類似地上升、下降。如上所述，安裝夾具固定架24使其在水平段遠端繞C軸旋轉。為此，圖示實施例中，水平段22的遠端26包含豎直定向的套筒40，噴嘴段夾具的裝配組件可樞轉地安裝在所述套筒40上，如同圖2和圖4示意性描述的柱狀段42、44一樣。
圖示實施例中，噴嘴段夾具14和固定架12繞樞軸C的移動及水平段22繞樞軸A的移動均手動實現。進一步地，在一實施例中，旋轉軸支撐在錐形滾柱軸承上，用載荷控制調節手動靈活性。旋轉軸優選具有鎖定裝置(未顯示細節)以單獨固定每個軸。可以理解，水平段22和/或夾具固定架24的樞轉運動可自動進行而不脫離本發明的範圍。更進一步地，儘管水平段22作為具有固定長度進行了示意性描述，但本領域技術人員應理解水平臂可由例如伸縮管而形成，以選擇性地提供水平臂沿其軸線的伸長或收縮。水平臂的伸展可由適合的液壓缸或其他本領域公知的驅動機構自動實現。
如上所述，操作機12和夾具14適用於支撐和操作例如超過200磅重的噴嘴段16。因此，在圖示實施例中，夾具14被構造作為剛性支撐，以抵抗就水平段22而言由噴嘴段的懸臂支撐而產生的彎曲負荷。此外，在本發明的一個實施例中，提供多個噴嘴段夾具14、114，以選擇地安裝在操作機12以適應不同尺寸/長度的噴嘴段。圖示實施例中的噴嘴段夾具14、114大體為U型，其具有安裝在夾具固定架24上的基座50、150和第一、第二臂52、54；152、154，所述第一、第二臂52、54；152、154從基座50水平延伸以固定到噴嘴段相應的徑向端。
為了分別將噴嘴固定到噴嘴夾具上，提供噴嘴特定的可互換工具或凸耳56、58；156、158用來選擇地固定夾具的每一個操作機臂。因此，可互換工具56、58；156、158對於噴嘴段構造而言是特定的，並分別設置夾具14、114以適應多種大致相似尺寸/長度的噴嘴。可互換工具安裝在夾具臂上，以便噴嘴段一旦固定到工具上，可相對於夾具臂選擇性地旋轉(N)。如上所述，對於操作機結構，優化設計旋轉噴嘴的軸承結構以消除支撐部分的空轉，因此需要人工介入以實現噴嘴段的旋轉。隨後噴嘴段被鎖定在特定方向上以消除無意識的的旋轉。此外，可選擇提供有動力的移動，在這種情況下，通過提供合適的驅動機構調節噴嘴段的旋轉，用於相對夾具臂選擇性地旋轉噴嘴特定工具。
圖示實施例中，噴嘴段16通過夾具14、114懸置在工作檯18上，所述工具臺18為具有開口或切口19的下向通風的桌臺，其中通常具有格柵(未示出)，氣體通過它被向下吸除以清除釺焊時產生的例如灰塵顆粒和溶劑煙霧。本發明不限於工作檯的上述包含物或其細節。
為了提供更進一步的自由度，夾具固定架24可相對水平向旋轉安裝，以便為夾具14、114提供選擇性地在軸(E)周圍旋轉(F)，其中軸E平行於樞軸C。這就使得如果確實必要或需要而利於焊接、釺焊或檢測，噴嘴段可選擇性地相對於水平向傾斜一定角度。繞水平軸E的旋轉F也選擇性地便於噴嘴安裝到夾具上。此外，建議手動旋轉，用鎖定機構選擇性消除手動旋轉，但是動力旋轉是可選擇的方法。
在本發明的一個實施例中，使用腳踏板控制液壓缸32用於上升和下降操作機12的水平段22。在另一個實施例中，使用雙按鈕控制器，例如，可以選擇按下上升按鈕和下降按鈕以相應地控制液壓缸32。
本發明結合目前被認為最實用和最優選的實施例進行描述，應可以理解本發明不局限於所公開的實施例，相反地，本發明涵蓋了在附加權利要求書的主旨和範圍內的各種改變和等同的裝置。
零件列表操作機組件10操作機12噴嘴段支撐夾具14、114噴嘴段16工作檯18開口或切口19豎直段20水平段22噴嘴弧度夾具固定架24遠端26支柱或支杆和基座裝置28支撐管30液壓缸32託架34套筒36近端38套筒40柱狀段42、44基部50、150第一、第二臂52、54；152、154互換工具或凸耳56、58；156、158旋轉(N)豎直移動(V)繞軸A樞轉運動(B)繞軸C樞轉運動(D)繞軸(E)旋轉(F)操作者X
權利要求
1.一種用於支撐和操作噴嘴段(16)的操作機組件(10)，其包括操作機，包括豎直支撐元件(20)和水平支撐元件(22)，安裝豎直支撐元件用於相對基部(28)選擇性地豎直移動(V)，水平支撐元件在其近端(38)與所述豎直支撐元件可操作地連接以便於隨其豎直移動並圍繞所述豎直支撐元件的豎直軸(A)樞轉(B)；及噴嘴段夾具(14，114)，所述夾具與所述水平支撐元件的遠端(26)可操作地連接，並具有與噴嘴段的第一和第二徑向端分別互補的連接元件(56，58；156，158)，以選擇性地與噴嘴段(16)接合。
2.如權利要求1所述的操作機組件，其中，所述夾具包含基部(50，150)和從其伸出的第一、第二臂(52，54；152，154)，所述連接元件安裝在所述臂上。
3.如權利要求1所述的操作機組件，其中，所述連接元件相對所述夾具的所述臂選擇性地旋轉(N)，以便使固定在其上的噴嘴段(16)可相對所述夾具(14，114)旋轉。
4.如權利要求1所述的操作機組件，其中，所述夾具與所述水平支撐元件的所述遠端可操作地連接，以便可相對其樞轉。
5.如權利要求4所述的操作機組件，其中，所述夾具可相對所述水平支撐元件繞樞軸(C)樞轉(D)，所述樞軸(C)基本上與所述豎直軸平行。
6.如權利要求1所述的操作機組件，其中，夾具固定架(24)安裝在所述夾具和所述水平支撐元件之間，且所述夾具固定架可相對所述水平支撐元件繞樞軸(C)樞轉(D)，所述樞軸(C)基本上與所述豎直軸平行。
7.如權利要求6所述的操作機組件，其中，所述夾具固定架在一端固定到所述夾具(14，114)上，且在其另一端與所述水平支撐元件(22)樞轉連接，其中所述夾具固定架可在所述各端之間旋轉，致使所述夾具可繞軸(E)旋轉(F)，軸(E)基本上豎直於所述樞軸(C)。
8.一種釺焊、焊接和/或檢測過程中操作噴嘴段的方法，包括提供具有豎直支撐元件(20)和水平支撐元件(22)的操作機(10)和噴嘴段夾具(14，114)，該噴嘴段夾具(14，114)與所述水平支撐元件的遠端(26)可操作地連接，豎直支撐元件安裝成用於相對基部(28)選擇性的豎直移動(V)，水平支撐元件(22)在其近端(38)與所述豎直支撐元件(20)可操作地連接，以便於隨其豎直移動和便於繞所述豎直支撐元件的豎直軸(A)樞轉(B)；在噴嘴段的每個縱向端將噴嘴段(16)連接到噴嘴段夾具(14，114)；及選擇以下至少一個步驟(a)豎直移動(V)所述豎直支撐元件和(b)繞所述豎直支撐元件的豎直軸樞轉(B)所述水平支撐元件，從而相對於工件表面選擇性地、豎直且水平地移動所述噴嘴段夾具。
9.如權利要求8所述的方法，其中，所述噴嘴段夾具包括基部(50，150)和第一、第二臂(52，54；152，154)，以及與所述噴嘴段互補的連接元件(56，58；156，158)選擇性地與噴嘴段接合，該方法進一步包括相對所述噴嘴段夾具的所述臂選擇性的旋轉(N)所述連接元件，致使安裝在其上的噴嘴段可相對所述噴嘴段夾具旋轉。
10.如權利要求8所述的方法，進一步包括，相對所述水平支撐元件遠端(26)選擇性地樞轉(D)所述噴嘴段夾具。
全文摘要
本發明涉及一種用於支撐和操作噴嘴段(16)的操作機組件(10)，例如汽輪機或蒸汽輪機的噴嘴段。該組件包括豎直支撐元件(20)和水平支撐元件(22)。安裝豎直支撐元件用於相對基部(28)選擇性地豎直移動(V)，並且水平支撐元件在其近端與豎直支撐元件可操作地連接，以便於隨其豎直移動和便於繞豎直支撐元件的豎直軸(A)樞轉(B)。噴嘴段夾具(14，114)與水平支撐元件的遠端可操作地連接，用於選擇性地支撐和操作噴嘴段。
文檔編號B23K37/047GK101036980SQ200710100628
公開日2007年9月19日 申請日期2007年3月16日 優先權日2006年3月17日
發明者G·D·舍爾洛克, P·L·卡爾馬, R·賴納特森 申請人:通用電氣公司