專利名稱：燃燒動力學特性監測系統的深度設定工具的制作方法
技術領域：
本發明總的涉及燃氣渦輪，尤其涉及精確地將燃燒動力學特性監測系統探頭安置在燃氣渦輪的燃燒襯里周圍的深度設定工具。
背景技術：
作為燃氣渦輪中燃燒系統的監測控制與診斷工具的一部分，希望測量和獲取有關燃燒動力學特性的數據。可以利用這個燃燒動力學特性數據確定整個燃燒系統的工作良好狀況，并還可利用它調節該燃燒系統，使該系統在燃燒動力學特性和排放之間的適當平衡內工作。
目前，在一些形式的燃氣渦輪中使用燃燒動力學特性監測系統。為了可靠的測量，要求對燃燒動力學特性監測系統的探頭的測量端頭能精確和可重復地安裝。不正確地安裝的動力學特性探頭可以導致讀數不精確和可能損壞硬件與增加停機時間。因此，該燃燒動力學特性監測系統使用一個可精確和重復地安裝該探頭的測量端頭深度的深度設定工具。在授與Gleeson的共同擁有的題為“設定探頭深度的成套工具和方法”的美國專利6694832號公開了這種深度設定工具的一個例子。本文引入美國專利6694832號供參考。
然而，這些已知的深度設定工具不能用在其他已知的渦輪中。例如，已知的深度設定工具不能與紐約市的Schenectady的通用電氣公司銷售的E級渦輪一起工作。具體地說，與其他形式的渦輪比較，E級渦輪通過襯里的孔較通過殼體和流通套筒的孔大。這樣，已知的深度設定工具不能與該E級渦輪一起工作。
因此希望有一種可以適應E級渦輪和同樣形式的目前不為已知的深度設定工具適合的裝置的幾何形狀的深度設定工具。該深度設定工具可精確和重復地安裝燃燒動力學特性監測系統探頭和同樣形式的探頭。
本發明概要本發明說明設定渦輪探頭深度的成套工具。該成套工具包括具有一個延伸的腿和一個對中圓柱體的外凸的測量夾具和具有深度桿的一個內凹的測量夾具。
該對中圓柱體可以包括一個螺紋部分。在該螺紋部分上可以安置一個鎖緊圓柱體。該對中圓柱體可以包括一個安置在該螺紋部分上的鎖緊螺母。該腿可以包括一個底腳和一個突起。該突起的深度約為0～0.1英寸(大約為2.54mm)。該腿包括一個與該對中圓柱體相鄰的偏置位置。該外凸的測量夾具可以包括一個安置在該對中圓柱體周圍的對中接片。該內凹的測量夾具可以包括一個空心體，該空心體可以包括一個外凸測量夾具口和一個深度桿口。該深度桿口有螺紋，并且該深度桿可以包括一個螺釘。該內凹測量夾具可以包括安置在該外凸測量夾具口周圍的一個口配件。該口配件可以包括一個螺母和一對套圈。
本申請還說明將一個探頭安置在具有一個襯里的渦輪殼體內的目標深度處的方法。該方法可包括下列步驟利用第一工具測量從該口配件至離該襯里給定距離的距離；操縱該第一工具以指示該距離；將該第一工具插入第二工具中；操縱該第二工具，從內部指示該距離；從該第二工具中取出該第一工具；將該探頭插入該第二工具和該口配件中；和操縱該口配件，以指示該距離。
該操縱該第一工具的步驟可以包括在該對中圓柱體上轉動該鎖緊圓柱體。操縱該第二工具的步驟可以包括調節該深度桿。操縱該口配件的步驟可以包括調節一對套圈。
本申請還說明了設定渦輪探頭深度的成套工具。該成套工具可以包括具有一個延伸的腿和上面安置一個鎖緊圓柱體的有螺紋的對中圓柱體的一個外凸測量夾具；具有一個體和一個可調節的深度桿的內凹測量夾具；和具有一個螺母和一對套圈的一個口配件。該腿可包括一個底腳和一個突起。該外凸測量夾具可以具有安置在該對中圓柱體周圍的一個對中接片。
業內人士，在閱讀結合附圖和所附權利要求書的下列詳細說明后，除了解本申請的這些和其他特點。
附圖簡要說明

圖1為在所述的深度設定工具中使用的外凸測量夾具的側視平面圖；圖2為安置在燃燒殼體內的圖1所示的外凸測量夾具的側視平面圖；圖3為與這里所述的深度設定工具的外凸測量夾具配合的內凹測量夾具的橫截面側視圖；圖4為設置在圖3所示的內凹測量夾具內的探頭的橫截面側視圖。
優選實施例說明現參見附圖，圖中相同的代號表示相同的零件。圖1表示這里所述的深度設定工具或成套工具100的一部分。具體地說，圖1表示該深度設定工具或成套工具100的外凸測量夾具110。
如圖所示，該外凸測量夾具110可以包括一個對中圓柱體120。該對中圓柱體120可以基本上為圓形的，并可包括第一平滑部分130，第二平滑部分140，和安置在該平滑部分130，140之間的一個螺紋部分150。可以使用其他形狀。
腿160可以延伸穿過調節圓柱體120和/或在其下面。該腿160可以為任何方便的形狀和長度。該腿160可以稍微與該對中圓柱體120的中心偏離。該腿160伸入底腳170中。雖然該底腳170的底部應與該腿160垂直，但該底腳170可以為任何方便的尺寸和形狀。該腿160和底腳170可以有加工的半徑，使得可以使用該底腳170的最大長度，同時允許該腿160和底腳170通過渦輪零件。一個突起180可以與該底腳170連接。如下面將要更詳細說明那樣，該突起180的高度可將該底腳170安置在該襯里附近。
一個鎖緊圓柱體190可以安置在該對中圓柱體120的螺紋部分150上。該鎖緊圓柱體190可以為帶有加工螺紋的管狀結構，以便操縱該對中圓柱體120的螺紋部分150向上和向下。一個鎖緊螺母200可以安置在該螺紋部分150上的該鎖緊圓柱體190上面。該鎖緊螺母200可以為通常的螺母，并可將該鎖緊圓柱體190鎖緊在規定位置。
一個對中接片210可以與該對中圓柱體120的一端連接。該對中接片210面向與該底腳170相同的方向。該對中接片210保證該外凸測量夾具110作為全體總是指向正確的方向。
該外凸測量工具110可由不銹鋼，標準鋼或相同形式的金屬制成。該外凸測量110的長度大約為5～10英寸(大約24.13～24.4cm)，其寬度大約為0.740～0.745英寸(大約1.88～1.89cm)。該腿160和底腳170的直徑小，可以裝入和通過渦輪零件。該腿160的長度大約為3.25～3.5英寸(大約8.255～8.89cm)。同樣，該底腳170的長度為大約0.20～0.25英寸(大約0.51～0.635cm)。該突起180的寬度大約在0.75英寸(大約19.05mm)以下，并且深度大約為0～0.1英寸(大約2.54mm)。作為全體，該外凸測量夾具110的形狀和尺寸可根據渦輪的性質改變。
圖2表示在渦輪220內使用外凸測量夾具110。如圖所示，該渦輪220包括一個燃燒殼體230。該燃燒殼體230形成一個流通套筒240，一個流動通道250和一個襯里260。該渦輪220還包括一個口270。該口270內可以有一個口配件。在這個例子中可以使用Swagelok配件280(Swagelok配件為由Ohio州Swagelok of Solon公司銷售的一個多件配件。進一步的詳細可在www.swagelok.com.中找到)。該口270可以有一個凸臺290。該Swagelok配件280可以安置在該凸臺290上。
在使用中，將該螺母和套圈從該Swagelok配件280的基座取下。該外凸測量夾具110的鎖緊圓柱體190和鎖緊螺母200向著該對中接片210擰緊和離開該底腳170。然后，可將該腿160和底腳170通過該Swagelok配件280插入，并插入該流通套筒250中。該外凸測量夾具110的其余部分通過該流通套筒250插入，直至該底腳170與該襯里260接觸為止。然后，該對中接片210指向所希望的方向，以保證該底腳170也指向所希望的方向。然后，向著該Swagelok配件280擰緊該鎖緊圓柱體190直至該鎖緊圓柱體190與該鎖緊螺母200接觸，并擰緊在規定位置上。然后，可將該外凸測量夾具110從該口270取出。
圖3表示使用該深度設定工具或成套工具100的內凹測量夾具300與該外凸測量夾具110連接。該內凹測量夾具300包括一個體310。該體310大部分可以為管子形狀。該體310在一端上有一個外凸測量夾具口320和在另一個端口有一個深度桿口330。圍繞該深度桿口330的該體310的部分可以作出螺紋。該深度桿340可安置在該深度桿口330內。在這個例子中，該深度桿340可以為指旋螺釘345的形式。該指旋螺釘345也可擰緊。該指旋螺釘345可以安置在該體310內，并通過鎖緊螺母350鎖緊在規定位置。該Swagelok配件280可以安置在該外凸測量夾具口320上。該Swagelok配件280可以與上述的Swagelok配件280相同或作成尺寸相同。
該內凹測量夾肯300可由不銹鋼，標準鋼或相同形式的金屬制成。該內凹測量夾具300的長度約為6.25～6.5英寸(大約15.875～16.51cm)，其寬度約為1.8～2.25英寸(大約4.57～5.715cm)。該體310的直徑大約為2～2.25英寸(大約5.08～5.715cm)，其長度大約為3.25～3.5英寸(大約8.255～8.89cm)。作為全體，該內凹測量夾具300的形狀和尺寸可根據渦輪的性質變化。
在使用中，該指旋螺釘345和該鎖緊螺母350盡可能擰松。然后，將該外凸測量夾具110插入該體310的外凸測量夾具口320中，直至該鎖緊圓柱體190與該Swagelok配件280接觸為止。然后，轉動該指旋螺釘345，直至它與該外凸測量夾具110的底腳170接觸為止。然后，該鎖緊螺母350將該指旋螺釘345鎖緊在規定位置。然后，可以取下該外凸測量夾具110。
圖4表示該內凹測量夾具300與探頭360一起使用。該探頭360可以為一個燃燒動力學特性監視器探頭或任何所希望形式的測量裝置。該探頭360包括一個細長的測量端頭370。該測量端頭370設計成位于離該襯里260內部大約0～0.125英寸(大約0～3.175mm)。可以使用任何其他位置。
將Swagelok螺母380和一對Swagelok套圈390返回至在該內凹測量夾具300上的該Swagelok配件280。將該測量端頭370安置在該內凹測量夾具300的體310內，直至該頂部370與該指旋螺釘345接觸為止。安裝后，可以用手擰緊該Swagelok螺母380。該Swagelok螺母380可以定在(3)點鐘位置。然后，可用扳手擰緊該螺母380 11/4圈在(9)點鐘位置。在該螺母380和該套圈390的位置在(9)點鐘位置上后，可以松開該螺母380。可以將該探頭360從該內凹測量夾具300取出。
再可以將該探頭360放在該口270內。然后，可將該Swagelok螺母380擰緊至先前向上拉的位置。然后，可將該螺母380再轉動附加的1/4圈，使該套圈390完全坐落下來。然后，可以起動該探頭360。
不使用Swagelok配件280也可以進行這里所作的測量。在這種情況下，可用另一種方法標記目標深度。例如，可以簡單地通過標出圓柱體120相對于該襯里260的位置，可以表示該目標深度。可以使用任何形式的物理標記。
應當了解，以上所述只涉及本申請的優選實施例。本行業的普通技術人員，在不偏離由以下權利要求書和其等同文件所限定的本發明的總的精神和范圍的條件下，可作許多改變和改進。
零件清單100-深度設定工具110-外凸測量夾具120-對中圓柱體130-第一平滑部分140-第二平滑部分150-螺紋部分160-腿170-底腳180-突起190-鎖緊圓柱體200-鎖緊螺母210-對中接片220-渦輪230-燃燒殼體240-流通套筒250-流動通道260-襯里270-口280-Swagelok配件290-凸臺300-內凹測量夾具
310-體320-外凸測量夾具口330-深度桿口340-深度桿345-指旋螺釘350-鎖緊螺母360-探頭370-頂部380-Swagelok螺母390-Swagelok套圈
權利要求
1.一種設定渦輪探頭深度的成套工具(100)，包括一個外凸測量夾具(110)；該外凸測量夾具(100)包括一個延伸的腿(160)和一個對中的圓柱體(120)；和一個內凹測量夾具(300)；該內凹測量夾具(300)包括一個深度桿(340)。
2.如權利要求1所述的成套工具(100)，其特征為，該對中圓柱體(120)包括一個螺紋部分(150)。
3.如權利要求2所述的成套工具(100)，其特征為，該對中圓柱體(120)包括一個安置在該螺紋部分(150)上的鎖緊圓柱體(190)。
4.如權利要求2所述的成套工具(100)，其特征為，該對中圓柱體(120)包括一個安置該螺部分(150)上的鎖緊螺母(200)。
5.如權利要求1所述的成套工具(100)，其特征為，該腿(160)包括一個底腳(170)和一個突起(180)。
6.如權利要求1所述的成套工具(100)，其特征為，該內凹測量夾具(300)包括一個空心體(310)。
7.如權利要求6所述的成套工具(100)，其特征為，該空心體(310)包括一個外凸測量夾具口(320)和一個深度桿口(330)。
8.如權利要求7所述的成套工具(100)，其特征為，該深度桿口(330)制有螺紋，其中該深度桿(340)包括一個螺釘(345)。
9.如權利要求1所述的成套工具(100)，其特征為，該內凹測量夾具(300)包括一個安置在該外凸測量夾具口(320)周圍的口配件(280)。
10.一種將探頭(360)安置在具有襯里(260)的渦輪殼體(230)內的目標深度處的方法，包括如下步驟利用一第一工具(110)測量自該口配件(280)至離該襯里(260)給定距離的一個距離；操作該第一工具(110)，以指示該距離；將該第一工具(110)插入一第二工具(300)內；操作該第二工具(300)，以從內部指示該距離；將該第一工具(110)從該第二工具(300)取出；將該探頭(360)插入該第二工具(300)和該口配件(280)內；和操作該口配件(280)，以指示該距離。
全文摘要
一種燃燒動力學特性監測系統的深度設定工具，為設定渦輪探頭深度的成套工具(100)。該成套工具(100)可以包括具有一個延伸的腿(160)和一個對中圓柱體(120)的外凸測量夾具(110)；和具有一個深度桿(340)的內凹測量夾具(300)。
文檔編號G01M99/00GK101038184SQ200710086389
公開日2007年9月19日 申請日期2007年3月15日 優先權日2006年3月15日
發明者R·T·圣路易斯, D·L·魯尼恩, T·W·雅各布斯 申請人:通用電氣公司