[发明专利]热屏元件的装配设备

说明书

技术领域

本发明涉及具有在各项独立权利要求前序部分中所述特征的一种装配热屏元件的装配设备、一种装配热屏元件的方法以及一种装配设备的应用。

背景技术

在多种工业应用中使用能承载的陶瓷热屏，以耐受高达摄氏1600度的温度。尤其如可在发电厂和大型飞机中使用的燃气轮机和涡轮发动机的涡轮机热屏，在其燃烧室内部有比较大的通过热屏防护的表面。由于热膨胀和由于大的尺寸，热屏必须由许多用陶瓷制造的一个个热屏元件组成，它们有足够间隙地彼此间隔。所述间隙为热屏元件提供足够的热膨胀空间。但正因为这种间隙，使热燃气也有可能与支承热屏的支承结构直接接触，所以作为一种有效的应对措施，经由冷却通道通过间隙朝燃烧室的方向吹入形式上为冷却空气的冷却流体。此外冷却空气还可应用于针对那些将陶瓷热屏元件(CHS，Ceramic Heat Shields)紧固在支承结构上的金属支架送风并因而使之冷却。

为了将支架设计得尽可能简单并成整体，已知一种结构形式，其中支架一方面可啮合式插入支承结构中圆环形平行结构的槽内，另一方面支架通过所设计的抓钳夹紧在陶瓷热屏元件侧棱内所设的固定槽内。这些热屏元件先后通过支架插入支承结构的槽内，其中后来的那些元件事先定位地堵塞在其位置内。以此方式可例如在燃气轮机的燃烧室内构成热屏元件的一种圆环形排列。

然而最后剩下的那个热屏元件不再能按这种方式装配，因为在两侧存在的相邻热屏元件阻塞沿切线方向的安装运动。这一最后的热屏元件往往称为样板，或简称样品(Attrape)。因此为了安装这最后的热屏元件采用螺旋连接的方案，这种螺旋连接允许热屏元件沿支承结构表面法线方向安装。

为此一种已知的螺旋连接利用四个螺钉，它们插入为此设计在热屏元件侧棱内的凹槽中。这种方案有许多缺点，因为装配时操作困难。操作四个螺钉迫使例如采用一些并不可靠的固定措施，如粘结或胶带，由此可能丢失螺钉并由于存在高的破坏危险所以必须要无条件找到丢失的螺钉。此外轴向装配也是不利的，因为螺钉通过用胶带固定可能倾斜，并因而不再能导入规定的孔中。由于涉及最后的热屏元件，螺钉不可能用手定位，而是必须通过(看不见的)内六角穿入孔中。此外为了安装最后的热屏元件可能有必要使用两个人，因为四个螺钉必须插入支承结构上相应的四个孔中。

EP1701095A1和EP0588540B1举例介绍了一种如上所述设计有已描述的优点及缺点的热屏。热屏元件还经常称为砖块以及固定它们的固定件称为砖架。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，可靠和不复杂地沿支承结构表面法线方向装配由多个热屏元件构成的热屏的热屏元件。

为解决上述技术问题，本发明按第一方面从一种装配设备出发，它用于借助至少一个螺旋连接在支承结构上装配一个包括多个相邻排列的热屏元件的热屏的设计为平的热屏元件。在这里，装配方向朝向沿支承结构表面法线的方向。此外热屏元件有至少一个孔，用于穿过装配工具，尤其螺旋工具。

为了能借助上述装配设备本发明的技术问题，设一个框架，它包括固定至少一个螺旋工具的器件，以及设至少一个固定装置，用于将热屏元件固定在框架上，将它们设置为保持所述至少一个螺旋工具和至少一个热屏元件彼此的相对位置。

用于将热屏元件固定在框架上的固定装置设计为吸头，借助它可以在热屏元件通常光滑的表面上实现良好的抽吸连接。

此外，用于将热屏元件固定在框架上的固定装置也可以与框架固定连接。

按本发明另一项优选的扩展设计，用于将热屏元件固定在框架上的固定装置与框架高度可调地连接。由此可以使装配设备适应具体任务。

至少一个用于固定至少一个螺旋工具的器件设计为可以相对于框架旋转和/或倾动和/或可平移。

用于固定至少一个螺旋工具的器件设计为球形万向节，以及，所述球形万向节被施加预先规定的约束和/或摩擦，由此螺旋工具可灵活调整，与此同时可以固定在一个到达的位置。

若尤其设四个螺旋工具用于四个各自对应的固定螺钉，则按本发明的装配设备可适应于用四个螺旋工具装配样片-热屏元件。

为了便于手工操作，所述至少一个螺旋工具配备用于手动操纵的握把。这种握把例如在最简单的情况下设计为螺旋工具头部区圆柱形增粗段。

此外，所述至少一个螺旋工具可将其工具顶端插入一个设计在固定螺钉头部的成型槽内。热屏元件的所述至少一个螺旋连接与螺旋工具对应的固定螺钉成型槽，优选地设计为内六角槽、十字槽或一字槽或其他结构的啮合槽。