專利名稱：固定的轉子密封的修復的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于修復透平機械的固定轉子密封的方法。本發明還涉及一種用于修復透平機械的固定轉子密封的移動修復裝置。
背景技術：
根據本發明的透平機械可以為任何類型，例如蒸汽透平、燃氣透平或透平壓縮機。 透平機械基本上由兩個主要部分組成，即，轉子和殼體，其中轉子和殼體在轉子突伸出殼體 的區域具有轉子密封。由于轉子以旋轉速度相對于定子的相對運動，任何設計都有一個主 要的缺點，即優選通過接觸密封了轉子和定子之間所必需的縫隙。一些努力致力于降低通 過這種周向縫隙的泄漏。在大多數情況下，采用一種處理介質來防止泄漏的流體逸出殼體。 在任何情況下，殼體的密封和必需的密封流體的供給降低了相應透平機械的效率。因此， 一直對降低密封流體量進行著持續的努力，這通常導致轉子和定子之間可能的最小徑向間 隙。在燃氣透平領域，尤其采用可磨損的密封而使得轉子在首次起動時自行產生其徑向間 隙。在通常與可磨損密封關聯使用的第二種設計努力利用至少一個密封表面的特定幾何形 狀。通常，將若干周向密封條插入到轉子內，且朝向密封條的對應定子表面具有特定的拓撲 形式，例如蜂巢狀，也被稱作蜂巢狀密封。由于機械完整性以及必需的熱阻的不同程度和熱 學特性，蜂巢狀密封通過焊接和/或銅焊永久性地連接到例如定子。通常，蜂巢狀密封的定 子部分連接至一扇環，也稱扇段。在燃氣透平或其它任何透平機械的工作過程中，例如由氣流(相應地是蒸汽流) 中的異物使蜂巢狀密封發生惡化，并可能造成意外損失。而且，在經過不同起動條件下的若 干次起動后，蜂巢狀密封局部被磨掉并降低了總體熱效率。根據效率損失的程度，修復密封 變得經濟上可行。由于蜂巢狀密封的復雜性，對這些部件的更換通常是昂貴的并且增大了 預期的停機時間，使得一些透平機械用廢棄的密封件工作，因為修復不如以低效率運行那 樣昂貴。尤其針對于低二氧化碳排放，這些情況是不能接受的。

發明內容
本發明所要解決的一個技術問題是通過提供一種用于修復透平機械的轉子密封 的方法和裝置來克服上述困難，該轉子密封節約了時間并降低了使密封重新達到合適條件 的努力。根據本發明，上述技術問題通過提供一種上述類型的方法加以解決，該方法包括 下列步驟-確認密封的損壞，-用修復裝置的第一處理頭的切割工具在修復點處去除密封的損壞點，_在修復點處通過使用所述修復裝置的第二處理頭以粉末鍍敷生成新的密封。優選首先執行如下步驟-打開透平機械的殼體，
-移除所述透平機械的轉子，-在固定的轉子密封處布置修復裝置，-對固定密封進行3D掃描。上述技術問題也通過一種移動修復裝置，尤其是用于實施上述 方法的移動修復裝 置加以解決，所述修復裝置用于修復透平機械的固定的轉子密封；該裝置包括第一處理 頭的切割工具，其用于在修復點處去除密封的損壞點；第二處理頭，該第二處理頭用于在修 復點通過粉末鍍敷生成一新的密封。該裝置優選還包括用于掃描轉子密封的3D掃描器。所建議的方法和裝置都使轉子密封的固定部分能夠在很短的時間周期內直接在 現場修復。裝置的移動性使得操作非常靈活。激光切割工具的應用增加了裝置的移動性，因為激光技術提供了組合非常強大的 切割和較輕的重量的可能性。可以相比較的車削加工、鉆孔或其它加工僅以較重負荷的機 床才能獲得所希望的精度。激光切割不施加力的作用，因而即使用較輕重量的裝置也非常 精確。由于類似的優點，用第二處理頭進行的粉末鍍敷優選地由激光設備執行，該激光 設備將粉末精確地熔化在所希望的位置。激光切割和激光粉末鍍敷可以進行得非常迅速而 無需高的機械力。在對固定的密封進行的3D掃描過程中優選生成一個密封的3D模型，該3D模型使 得對密封的損壞能夠進行識別以及形成加工過程的基礎。一個優選的實施形式僅提供了一個用于切割工具和粉末鍍敷的激光源。單個激光 源可以與兩種不同的處理頭相組合使用，所述處理頭中的一個配備有用于切割損壞點的合 適的光學器件，而另一個則配備有用于激光粉末鍍敷的合適光學器件。有利的是，第一處理頭和第二處理頭都通過3D運動系統分別關于一個共有的3D 坐標系統移動。而且，固定的轉子密封的3D模型有利地參照相同的3D坐標系統。密封的3D掃描優選由可見光掃描器實現，該掃描器提供了當前條件下的精確圖像。 可見光掃描器可以布置在一第三處理頭上，該第三處理頭也關于共同的3D坐標系統運動。切割和/或鍍敷優選在惰性氣流、即惰性氣氛下實現，以防止與周圍空氣的不希 望的反應。本發明的一個優選實施形式提供了一個控制單元，該控制單元控制運動系統并且 適于在掃描過程中關于一個共同的3D坐標系統生成密封的3D模型。這種共同的控制和參 考有助于避免根據本發明的方法的各步驟之間的單獨調節過程。


參考下面結合附圖對于實現本發明的當前最佳模式的描述使得本發明的上述屬 性和其它特性以及優點以及獲得它們的方式變得更加清楚。在附圖中圖1示出了根據本發明的方法以及一種執行該方法的裝置的示意圖。
具體實施例方式圖1示出了一種用于使用根據本發明的裝置2來修復透平機械密封1的方法的不同步驟的示意圖。在根據本發明的第一步驟中，打開透平機械殼體并移除在圖1中未示出 的轉子。密封1是沒有詳細示出的殼體的一部分，并因而是固定部件。在移除轉子后，將裝 置2布置在適于執行根據本發明的方法的密封1的附近的位置。在接下來的步驟中，可見光掃描器3評估密封1的當前狀況，并且在控制單元4內 參照3D坐標系統5生成密封1的3D模型。基于測量識別3D模型損壞、密封1的損壞點6。 與第一處理頭8相連的切割工具7由運動系統9在空間內移動。通過應用激光設備10，以 切割工具7去除密封1的損壞點6。切割工具7的激光設備10的激光由激光源11提供，所 述激光被借助光導體傳導到切割工具7。在移除了損壞點6之后，也由3D運動系統9關于3D坐標系統5移動并由控制單 元4控制的第二處理頭13相應損壞點6被切掉的區域，也就是在在修復點14處生成密封。 第二處理頭14通過激光粉末鍍敷生成新的密封1的形狀。第二處理頭13的激光設備15 也使用了激光源11，該激光源也通過光導體12與第二處理頭13相連。第二處理頭13、類似于第一處理頭8，使用其本身的光學器件，該光學器件適于粉 末激光鍍敷。裝置2還包括惰性氣體供應器16，該惰性氣體供應器用于使處理、特別是切割 和鍍敷能夠在惰性氣氛下進行。掃描器3連接至一第三處理頭17，該第三處理頭的運動也由運動系統9和共同的控制單元4控制并參考3D坐標系統5。盡管本發明已被描述具有優選的設計，但是也可以進一步在公開內容的范圍和精神內改進本發明。本申請因此要覆蓋本發明的應用其基本原理的任何變化、使用和修改。而 且，本申請要覆蓋偏離此公開內容的、屬于本發明所包含的本領域已知或慣常實踐的技術方案。
權利要求
一種用于修復透平機械的固定的轉子密封(1)的方法，該方法包括下列步驟識別所述密封(1)的損壞(損壞點6)，用所述修復裝置(2)的第一處理頭(8)的切割工具(7)在修復點(14)處去除所述密封(1)的損壞點(6)，通過使用所述修復裝置(2)的第二處理頭(13)以粉末鍍敷在所述修復點(14)處生成新的密封(1)。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，首先執行下列步驟 -打開所述透平機械的殼體， _移除所述透平機械的轉子，-將修復裝置(2)布置在所述固定的轉子密封(1)處， -對所述固定的轉子密封(1)進行3D掃描以識別損壞。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，基于對所述固定的轉子密封(1)的3D掃描 生成所述固定的轉子密封(1)的3D模型。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其中，所述切割工具包括一激光設備 (10)，所述損壞點(6)由該激光設備去除。
5.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述第二處理頭(13)使用激光設備 (10)來熔化用于粉末鍍敷的粉末。
6.根據權利要求3和4所述的方法，其中，提供一個激光源(11)用于切割和鍍敷的激光。
7.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述第一處理頭(8)和第二處理頭 (13)由3D運動系統(9)分別關于一共同的3D坐標系統(5)移動。
8.根據權利要求2所述的方法，其中，所述固定的密封(1)的3D模型參考與所述第一 處理頭(8)和第二處理頭(13)相同的3D坐標系統(5)。
9.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，由可見光掃描器(3)實現所 述3D掃描。
10.根據權利要求8所述的方法，其中，所述可見光掃描器(3)布置在第三處理頭(17) 上，該第三處理頭參照與所述第一處理頭(8)和第二處理頭(13)相同的3D坐標系統(5) 移動。
11.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其中，在惰性氣氛(18)下實現所述切割和/或鍍敷。
12.一種用于修復透平機械的固定的轉子密封(1)的移動修復裝置(2)，該裝置包括 用于掃描所述轉子密封(1)的3D掃描器(3)，用于在修復點(14)處去除密封(1)的損壞點(6)的第一處理頭(8)的切割工具(7)， 用于在所述修復點(14)處通過粉末鍍敷生成新的密封(1)的第二處理頭(13)。
13.根據權利要求12所述的裝置(2)，其特征在于，所述掃描器(3)、所述第一處理頭 (8)和所述第二處理頭(13)由運動系統(9)分別關于3D坐標系統(5)移動。
14.根據權利要求12或13所述的裝置(2)，其特征在于，所述裝置(2)包括控制單元 (4)，該控制單元控制所述運動系統(9)并適于在掃描過程中生成密封(1)的關于所述3D 坐標系統(5)的3D模型。
15.根據權利要求12至14中任一項所述的裝置(2)，其特征在于，所述第一處理頭(8) 包括用于切割的激光設備(10)。
16.根據權利要求12至15中任一項所述的裝置(2)，其特征在于，所述第二處理頭 (13)包括用于粉末鍍敷的激光設備(15)。
17.根據權利要求12至16中任一項所述的裝置(2)，其特征在于，所述掃描器(3)包 括為掃描提供可見光的光源(19)。
18.根據權利要求12至17中任一項所述的裝置(2)，其特征在于，一共同的激光源 (11)將激光供應給所述第一處理頭(8)和第二處理頭(13)。
19.根據權利要求12至18中任一項所述的裝置(2)，其特征在于，所述裝置(2)包括 用于切割和/或粉末鍍敷的惰性氣體供應器(16)。
全文摘要
本發明涉及一種用于移動地修復透平機械的固定的轉子密封(1)的方法和裝置，該方法基本上具有下列步驟對所述固定的轉子密封進行3D掃描，生成所述固定的轉子密封(1)的3D模型，借助激光切割去除所述密封(1)的損壞點(6)，用一第二處理頭(13)在修復點生成新的密封(1)，該第二處理頭通過激光粉末鍍敷生成所述密封(1)。這種方法和裝置的一個優點在于，減少了更換密封(1)所需的成本和停機時間。
文檔編號B23P6/00GK101827683SQ200880112309
公開日2010年9月8日 申請日期2008年10月16日 優先權日2007年10月18日
發明者安德烈亞斯·格萊肯 申請人:西門子公司