專利名稱：用于定位傳感器的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明大體上涉及一種用于定位傳感器的系統(tǒng)和方法。確切地說，本發(fā)明的各實施例可提供一種用于定位穿過多個擋板的傳感器的系統(tǒng)和方法，其中的擋板可相對于彼此移動。
背景技術：
壓縮機、渦輪機、其他形式的工業(yè)設備常常產(chǎn)生高溫和/或高壓流體，并利用該流體。例如，典型的燃氣渦輪機包括位于前部的壓縮機、徑向設置于中部的一個或多個燃燒室和位于尾部的渦輪機。環(huán)境空氣進入壓縮機后，壓縮機中的旋轉(zhuǎn)葉片和固定葉片逐漸向工作流體(空氣)傳遞動能，以增加工作流體的壓力并使工作流體呈高能狀態(tài)。壓縮的工作流體流到一個或多個燃燒室中，所述燃燒室將燃料與壓縮的工作流體混合，并燃燒所得的混合物，以產(chǎn)生高溫高壓的燃燒氣體。燃燒氣體排出燃燒室并沿著熱氣通道流過渦輪機。 一個或多個殼體通常環(huán)繞渦輪機，以通過固定噴嘴和旋轉(zhuǎn)葉片的交替級容納并引導燃燒氣體。旋轉(zhuǎn)葉片可附接到轉(zhuǎn)子，這樣，流經(jīng)渦輪機級的燃燒氣體膨脹會使葉片旋轉(zhuǎn)做功，因此使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)做功。在測試、維護和運作期間，經(jīng)常需要監(jiān)視或測量工業(yè)設備內(nèi)部的條件或組件。例如，光探針可用來監(jiān)視壓縮機中的旋轉(zhuǎn)葉片或風輪機中的旋轉(zhuǎn)葉片的振動、間隙、振蕩或其他參數(shù)。類似地，可插入溫度傳感器、壓力傳感器或其他儀器監(jiān)視壓縮機中的工作流體或渦輪機中的熱氣通道的溫度、壓力和其他內(nèi)部參數(shù)。在這兩種情況下，特定儀器通常必須位于一個精確位置，使所述儀器能盡量接近被監(jiān)視的組件而不會接觸、摩擦或以其他方式干擾旋轉(zhuǎn)組件。在很多情況下，所述儀器必須穿過內(nèi)殼和/或外殼的開口才能到達被監(jiān)視的組件。由于內(nèi)殼和/或外殼可能以不同的速率膨脹且膨脹量不同，因此殼體上開口的大小必須大于儀器，這樣殼體在徑向和/或軸向上膨脹才不會導致殼體干擾儀器的位置。具體而言，當殼體擴展或收縮時，殼體與儀器接觸可能會改變儀器的位置，從而影響儀器的精度且 /或使儀器與旋轉(zhuǎn)組件接觸。然而，增加開口的大小以適應殼體的擴展或收縮會使開口與儀器之間產(chǎn)生額外的空間。開口與儀器之間的額外空間會使過量的工作流體或燃燒氣體滲過內(nèi)殼，從而使內(nèi)殼外部的組件過熱和/或破壞所述組件。因此，一種使儀器通過一個或多個殼體精確設置而不會造成過量的流體或氣體滲透殼體的系統(tǒng)和方法將很有用。

發(fā)明內(nèi)容
以下說明將闡明本發(fā)明的各方面內(nèi)容和優(yōu)點，或者，這些方面和優(yōu)點在說明中可能是顯而易見的，或者通過實踐本發(fā)明能夠推導出。本發(fā)明的一個實施例為一種用于定位通過內(nèi)擋板和外擋板的傳感器的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括配置成與內(nèi)擋板或外擋板中的至少一個連接的第一卡圈、伸縮式聯(lián)軸器以及連接到所述伸縮式聯(lián)軸器的傳感器支撐件。伸縮式聯(lián)軸器或傳感器支撐件中的至少一個與第一卡圈密封連接，且所述第一卡圈、伸縮式聯(lián)軸器和傳感器支撐件于其中界定一個通道。所述伸縮式聯(lián)軸器或所述傳感器支撐件中的至少一個固定地連接到所述第一卡圖。所述伸縮式聯(lián)軸器包括一個伸縮式配件。所述系統(tǒng)，進一步包括有效地連接到所述第一卡圈，以偏置所述第一卡圈使之遠離所述傳感器支撐件的偏置部件。所述第一卡圈配置成與所述內(nèi)擋板連接，且所述系統(tǒng)進一步包括配置成與所述外擋板連接的第二卡圈。所述傳感器支撐件固定地連接到所述第二卡圈。所述系統(tǒng)進一步包括一個在所述傳感器支撐件與所述傳感器之間的帶螺紋的連接件。本發(fā)明的一個替代性實施例為一種用于定位通過內(nèi)擋板和外擋板的傳感器的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括配置成與內(nèi)擋板或外擋板中的至少一個連接的第一卡圈。傳感器支撐件連接到第一卡圈，且所述第一卡圈和傳感器支撐件于其中界定一個通道。所述系統(tǒng)進一步包括在傳感器支撐件與第一卡圈之間移動的構件。所述傳感器支撐件固定地連接到所述第一卡圈。所述系統(tǒng)進一步包括連接到所述傳感器支撐件的伸縮式聯(lián)軸器。所述第一卡圈配置成與所述內(nèi)擋板連接，且進一步包括配置成與所述外擋板連接的第二卡圈。所述傳感器支撐件固定地連接到所述第二卡圈。所述系統(tǒng)進一步包括一個在所述傳感器支撐件與所述傳感器之間的帶螺紋的連接件，和一個有效地連接到所述第一卡圈，以偏置所述第一卡圈使之遠離所述傳感器支撐件的偏置部件。本發(fā)明還包括一種用于定位通過內(nèi)擋板和外擋板的傳感器的方法。所述方法包括將第一卡圈連接到內(nèi)擋板或外擋板中的至少一個，以及通過外擋板插入連接到伸縮式聯(lián)軸器的傳感器支撐件。所述方法進一步包括將傳感器支撐件或伸縮式聯(lián)軸器中的至少一個連接到第一卡圖，以及通過所述傳感器支撐件插入傳感器。所述方法進一步包括偏置所述第一卡圈，使之遠離所述傳感器支撐件；將所述第一卡圈連接到所述內(nèi)擋板，以及將第二卡圈連接到第二個擋板；將所述傳感器擰到所述傳感器支撐件中；和將所述傳感器支撐件固定地連接到第二卡圈。所屬領域的一般技術人員可通過查看說明書的內(nèi)容來更好地了解此類實施例的特征和方面，以及其他內(nèi)容。


本說明書的其余部分參考附圖，針對所屬領域一般技術人員，完整且可實現(xiàn)地詳細披露了本發(fā)明，包括其最佳實施例，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的系統(tǒng)的透視圖；圖2為圖1所示系統(tǒng)的側(cè)視截面示意圖；圖3為圖1所示系統(tǒng)的頂部平面示意圖；以及；圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個替代實施例的系統(tǒng)的透視圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細闡述本發(fā)明的各實施例，附圖中將圖示本發(fā)明實施例的一個或多個實例。
具體實施方式
中使用數(shù)字和字母標識來指代附圖中的特征。附圖和說明中類似或相同的標識用于指代本發(fā)明的類似或相同的部分。各個實例用以解釋本發(fā)明，而非限定本發(fā)明。事實上，所屬領域的一般技術人員可輕易在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下，對本發(fā)明作各種修改和變化。例如，作為一個實施例一部分的特點可用于其他實施例中，從而得到另一個實施例。因此，本發(fā)明應涵蓋所有基于所附權利要求書和其等效物的范圍內(nèi)的修改和變化。本發(fā)明的多種實施例提供一種用于定位通過機器的內(nèi)擋板14和外擋板16的傳感器12的系統(tǒng)10和方法。盡管可在具有內(nèi)殼和外殼的壓縮機或渦輪機的背景下描述本發(fā)明的各實施例，但所屬領域的一般技術人員將了解本發(fā)明的各實施例實際上可適合用于任何機器，且本發(fā)明不限于除了權利要求書中所述機器之外的任何特定機器。圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的系統(tǒng)10的透視圖；圖2所示為所述系統(tǒng)的側(cè)視截面示意圖，且圖3圖示所述系統(tǒng)的頂部平面示意圖。如圖所示，系統(tǒng)10包括第一卡圈18、第二卡圈20、傳感器支撐件22以及在傳感器支撐件22與卡圈18、20中的一個或兩個之間移動的構件對?？ㄈ?8、20、傳感器支撐件22以及在傳感器支撐件22與卡圈18、20 之間移動的構件M通常界定一個通道，傳感器12可通過所述通道插入。這樣，傳感器支撐件22可將傳感器12固定在適當位置，且傳感器支撐件22和/或在傳感器支撐件22與卡圈18、20之間移動的構件M可與一個或兩個卡圈18、20密封連接，從而減少滲過內(nèi)擋板14 的流體和/或防止流體滲過內(nèi)擋板14。第一卡圈18和第二卡圈20通常配置成與內(nèi)擋板14和外擋板16連接或連接到所述擋板?？ㄈ?8、20可包括金屬板或適合于預期環(huán)境的其他材料，所述材料可用膠水、鉚釘、螺栓、螺釘、焊接或其他方式與相應擋板14、16連接或連接到相應擋板。根據(jù)本說明的慣例且為了本發(fā)明的清晰，卡圈18、20通常指代第一卡圈18和第二卡圈20。然而，所屬領域的一般技術人員將了解，任一卡圈可與內(nèi)擋板14連接或附接到所述內(nèi)擋板，而另一卡圈與外擋板16連接或附接到所述外擋板。例如，第一卡圈18可與內(nèi)擋板14連接或附接到所述內(nèi)擋板，且第二卡圈20與外擋板16連接或附接到所述外擋板?；蛘撸谝豢ㄈ?8可與外擋板16連接或附接到所述外擋板，且第二卡圈20與內(nèi)擋板14連接或附接到所述內(nèi)擋板。這樣，單個卡圈18、20或卡圈18、20兩個可為傳感器支撐件22和/或在傳感器支撐件 22與卡圈18、20之間移動的構件M提供附接點。傳感器支撐件22通常包括空心管，傳感器12可通過所述空心管插入。盡管在圖1 到圖3中圖示為圓柱形管，但傳感器支撐件22的特定形狀或幾何形狀并非限定本發(fā)明，除非在權利要求書中具體敘述。依據(jù)特定實施例，傳感器支撐件22通常通過卡圈18、20中的一個或兩個延伸。例如，如圖1到圖3所示，傳感器支撐件22通過第二卡圈20延伸，所述第二卡圈20又與外擋板16連接。傳感器支撐件22可用壓配合、膠水、鉚釘、焊接或其他方式固定地連接到相關卡圈20，以使傳感器支撐件22與相關卡圈20密封連接，同時也為傳感器12提供穩(wěn)定且可靠的平臺。傳感器支撐件22可進一步包括配合的法蘭觀和/或用于將傳感器12固定在適當位置的安裝螺栓30。或個(此外)，如圖2所示，傳感器支撐件22 與傳感器12之間帶螺紋的連接件沈可用來將傳感器12固定在適當位置。這樣，帶螺紋的連接件沈、配合的法蘭觀和/或安裝螺栓30可使傳感器12如所設計的那樣精確定位。可在傳感器支撐件22與卡圈18、20中的一個或兩個之間移動的構件M可連接到傳感器支撐件22以吸收或允許傳感器支撐件22與卡圈18、20中的一個或兩個之間發(fā)生徑向和/或軸向的移動。構件M可包括薄膜、波紋管、活塞、鉸接的連桿機構、或其它本領域一般技術人員已知的結構，以允許在這兩個元件之間的相對運動。例如，如圖1到圖3所示，所述構件可包括由(例如)卷曲或折疊的金屬片或能夠承受預期環(huán)境的其他合適的材料制成的伸縮式聯(lián)軸器32，而且所述聯(lián)軸器要足夠靈活地以徑向和/或軸向延展和收縮。伸縮式聯(lián)軸器32可與第一卡圈18密封連接，所述第一卡圈18又與內(nèi)擋板14連接。在各特定實施例中，伸縮式聯(lián)軸器32可用壓配合、膠水、螺栓、鉚釘、焊接或其他方式固定地連接到相關卡圈18。因此，圖1到圖3描述和圖示的系統(tǒng)10可用于定位通過內(nèi)擋板14和外擋板16的傳感器12。例如，所述傳感器可包括位于渦輪機中的旋轉(zhuǎn)葉片的后緣附近的光探針34。第一卡圈18和第二卡圈20可分別與內(nèi)擋板14和外擋板16連接、分別用螺栓固定或連接到內(nèi)擋板14和外擋板16。傳感器支撐件22可連接到伸縮式軸聯(lián)器32和/或第二卡圈20， 所述伸縮式軸聯(lián)器32可與第一卡圈18密封連接。傳感器12上的光探針34因此可如所設計的那樣通過傳感器支撐件22、伸縮式軸聯(lián)器32以及第一卡圈18和第二卡圈20插入，且由帶螺紋的連接件沈、配合的法蘭觀和/或安裝螺栓30定位。隨著渦輪機運作且內(nèi)擋板 14軸向和/或徑向膨脹或收縮，伸縮式軸聯(lián)器32可吸收或允許內(nèi)卡圈18與傳感器支撐件 22之間發(fā)生軸向和/或徑向的移動，這樣傳感器12的位置保持不變，且因此光探針34的位置不變。此外，伸縮式軸聯(lián)器32與第一卡圈18之間的密封連接會降低或防止任何燃燒氣體通過內(nèi)擋板14溢出、并加熱內(nèi)擋板14與外擋板16之間的空間。圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個替代實施例的系統(tǒng)40的透視圖。系統(tǒng)40又包括第一卡圈42和第二卡圈44、傳感器支撐件46以及伸縮式聯(lián)軸器48，如先前相對于圖1到圖3中所示實施例所述。然而，在此特定實施例中，伸縮式聯(lián)軸器48包括與第一卡圈42密封連接的伸縮式配件。此外，一個或多個偏置部件50可有效地連接到第一卡圈42，以偏置第一卡圈42，使之遠離傳感器支撐件46。所述偏置部件可包括所屬領域的一般技術人員已知的、 用于相對于一個組件移動另一組件的彈簧、推桿、活塞、螺線管或其他機械或機電裝置。這樣，所述伸縮式配件吸收或允許內(nèi)擋板14軸向和/或徑向的移動，因此傳感器12的位置保持不變。此外，偏置部件50確保第一卡圈42與內(nèi)擋板14保持連接，以降低或防止任何流體通過內(nèi)擋板14溢出、并加熱內(nèi)擋板14與外擋板16之間的空間。先前圖1到圖4描述和圖示的各實施例也可提供一種用于定位通過內(nèi)擋板14和外擋板16的傳感器12的方法。所述方法通常包括將第一卡圈18連接到內(nèi)擋板14或外擋板16中的至少一個，以及通過外擋板16插入連接到伸縮式聯(lián)軸器32的傳感器支撐件22。 所述方法可進一步包括將傳感器支撐件22或伸縮式聯(lián)軸器32中的至少一個連接到第一卡圈18，以及通過傳感器支撐件22插入傳感器12。在各特定實施例中，所述方法可進一步包括偏置第一卡圈18，使之遠離傳感器支撐件22，和/或?qū)⒌谝豢ㄈ?8連接到內(nèi)擋板14且將第二卡圈20連接到第二擋板16。或者(此外)，所述方法可進一步包括將傳感器支撐件 22擰到或固定地連接到第二卡圈20中。該說明書使用了各種實例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，同時也讓所屬領域的任何技術人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造并使用任何裝置或系統(tǒng)、并實施所涵蓋的任何方法。 本發(fā)明的保護范圍由權利要求書界定，并可包括所屬領域的一般技術人員想出的其他實例。如果其他此類實例的結構要素與權利要求書的字面意義相同，或如果此類實例包括的等效結構要素與權利要求書的字面意義無實質(zhì)差別，則此類實例也屬于權利要求書的范圍。
權利要求
1.一種用于定位通過內(nèi)擋板和外擋板的傳感器的系統(tǒng)，其包括一個配置成與所述內(nèi)擋板或所述外擋板中的至少一個連接的第一卡圈；一個伸縮式聯(lián)軸器；一個連接到所述伸縮式聯(lián)軸器的傳感器支撐件；其中，所述伸縮式聯(lián)軸器或所述傳感器支撐件中的至少一個與所述第一卡圈密封連接；所述第一卡圈、所述伸縮式聯(lián)軸器和所述傳感器支撐件于其中界定一個通道。.
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述伸縮式聯(lián)軸器或所述傳感器支撐件中的至少一個固定地連接到所述第一卡圈。
3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述伸縮式聯(lián)軸器包括一個伸縮式配件。
4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括有效地連接到所述第一卡圈， 以偏置所述第一卡圈使之遠離所述傳感器支撐件的偏置部件。
5.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一卡圈配置成與所述內(nèi)擋板連接， 且所述系統(tǒng)進一步包括配置成與所述外擋板連接的第二卡圈。
6.根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器支撐件固定地連接到所述第二卡圈。
7.根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括一個在所述傳感器支撐件與所述傳感器之間的帶螺紋的連接件。
8.一種用于定位通過內(nèi)擋板和外擋板的傳感器的方法，其包括將第一卡圈連接到所述內(nèi)擋板或所述外擋板中的至少一個；通過所述外擋板插入鏈接到伸縮式聯(lián)軸器的傳感器支撐件；將所述傳感器支撐件或所述伸縮式聯(lián)軸器中的至少一個連接到所述第一卡圈；以及通過所述傳感器支撐件插入所述傳感器。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，進一步包括偏置所述第一卡圈，使之遠離所述傳感器支撐件。
10.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，進一步包括將所述第一卡圈連接到所述內(nèi)擋板，以及將第二卡圈連接到第二個擋板。
11.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，進一步包括將所述傳感器擰到所述傳感器支撐件中。
12.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，進一步包括將所述傳感器支撐件固定地連接到第二卡圈。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于定位傳感器的系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)包括配置成與所述內(nèi)擋板或外擋板連接的第一卡圈、伸縮式聯(lián)軸器以及連接到所述伸縮式聯(lián)軸器的傳感器支撐件。所述伸縮式聯(lián)軸器或所述傳感器支撐件中與所述第一卡圈密封連接，且所述第一卡圈、伸縮式聯(lián)軸器和傳感器支撐件于其中界定一個通道。一種用于定位傳感器的方法，其包括將第一卡圈連接到所述內(nèi)擋板或所述外擋板中的至少一個，以及通過所述外擋板插入連接到伸縮式聯(lián)軸器的傳感器支撐件。所述方法進一步包括將所述傳感器支撐件或所述伸縮式聯(lián)軸器連接到所述第一卡圈，以及通過所述傳感器支撐件插入所述傳感器。
文檔編號G01D5/02GK102564464SQ20111039323
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權日2010年11月23日
發(fā)明者H·R·戴維斯, P·E·科貝克, P·P-L·隋, T·R·什米吉爾 申請人:通用電氣公司