Результат интеллектуальной деятельности: ГИБКАЯ ТРАНСПОРТИРОВОЧНАЯ УПАКОВКА

Изобретение относится к транспортировочной упаковке для удлиненных конструктивных элементов, в частности турбинных лопаток.

Удлиненные конструктивные элементы, такие как турбинные лопатки, пересылают вместе с ротором турбины во встроенном состоянии.

Во время технического обслуживания турбинные лопатки снова восстанавливаются и снова рассылаются к техническим установкам во всем мире. Это могут быть также новые турбинные лопатки, которые заменяют старые лопатки, или снова восстановленные турбинные лопатки.

Турбинные лопатки имеют защитные слои, которые не должны повреждаться при транспортировке.

Задачей изобретения является решение указанной выше проблемы.

Задача решена с помощью транспортировочной упаковки, согласно пункту 1 формулы изобретения.

Преимущество состоит в гибкости размещения различных типов конструктивных элементов.

В зависимых пунктах формулы изобретения указаны другие предпочтительные признаки, которые можно произвольно комбинировать друг с другом, с целью достижения других преимуществ.

Транспортировочная упаковка по п. 1 формулы изобретения может быть улучшена отдельно или в любой комбинации за счет:

- транспортировочной упаковки, в которой турбинные конструктивные элементы (120, 130) удерживаются, в частности фиксируются, стоя в разделительной решетке (13′, 13″, 13′″),

- транспортировочной упаковки, в которой турбинные конструктивные элементы (120, 130) удерживаются, в частности фиксируются, в висячем положении в разделительной решетке (13′, 13″, 13′″),

- транспортировочной упаковки, в которой турбинные конструктивные элементы (120, 130) удерживаются, в частности фиксируются, лежа в разделительной решетке (13′, 13″, 13′″),

- транспортировочной упаковки, в которой разделительная решетка (13′, 13″, 13′″) имеет РР-триламинат, в частности, состоит из него,

- транспортировочной упаковки, в которой несколько внутренних упаковок (10′, 10″, 10′″) расположены слоями во внутреннем пространстве (7) контейнера (5);

- транспортировочной упаковки, в которой в одном отделении (25′, 25″) разделительной решетки (13′, 13″, 13′″) расположены два турбинных конструктивных элемента (120, 130), в частности, лишь два конструктивных элемента (120, 130),

- транспортировочной упаковки, в которой в одном отделении (25′, 25″) разделительной решетки (13′, 28) расположен лишь один турбинный конструктивный элемент (120, 130),

- транспортировочной упаковки, в которой разделительная решетка (13′, 13″, 13′″) имеет несколько отделений (25′, 25″), и в которой в одном отделении (25′, 25″) разделительной решетки (13) имеется приемный элемент (19, 22, 22″) для удерживания турбинного конструктивного элемента (120, 130), предпочтительно по меньшей мере один отдельный приемный элемент (19, 22, 22″, 50), который предпочтительно состоит из пенопласта, совсем предпочтительно из пенопласта РЕ,

- транспортировочной упаковки, в которой в приемном элементе (19, 22′, 22″, 41, 44, 50) может быть размещен лишь один турбинный конструктивный элемент (120, 130),

- транспортировочной упаковки, в которой в приемном элементе (19, 22, 22″, 41, 44, 50) могут быть размещены два турбинных конструктивных элемента (120, 130),

- транспортировочной упаковки, в которой в приемном элементе (19, 22, 34, 41, 44, 50) могут быть размещены лишь одинаковые турбинные лопатки (120, 130),

- транспортировочной упаковки, в которой в отделениях (25′, 25″, …) разделительной решетки (13′, 13″, 13′″) имеются различные приемные элементы (19, 22, 34, 41, 44, 50),

- транспортировочной упаковки, которая имеет контурную пластину (37),

- транспортировочной упаковки, которая имеет защитную крышку (18),

- транспортировочной упаковки, которая имеет подвесную контурную пластину (31) в каждом слое,

- транспортировочной упаковки, в которой нет подвесной контурной пластины в каждом слое,

- транспортировочной упаковки, в которой имеется крышка (16) разделительной решетки в каждом слое,

- транспортировочной упаковки, в которой контурная пластина (37) имеет по меньшей мере одно отверстие (38), через которое может быть вставлен и удерживаться турбинный конструктивный элемент (120, 130), в частности рабочая турбинная лопатка (120),

- транспортировочной упаковки, в которой контурная пластина (37) имеет отверстие (38), которое окружает платформу направляющей лопатки (130), с целью ее фиксации,

- транспортировочной упаковки, которая имеет крышку (16) разделительной решетки, которая имеет для каждого отделения (25′, 25″, …) средство (17) для фиксации турбинного конструктивного элемента (120, 130),

- транспортировочной упаковки, в которой фиксирующее средство (17) представляет волнистые пенопласты, которые предпочтительно выполнены в виде желобков;

- транспортировочной упаковки, которая имеет верхний приемный элемент (53) и нижний приемный элемент (50) предпочтительно из пенопласта в одном отделении (25′, 25″, …),

- транспортировочной упаковки, которая имеет в отделении (25′, 25″, …) разделительной решетки (13) два боковых приемных элемента (41, 44),

- транспортировочной упаковки, которая имеет на дне разделительной решетки (13′, 13″, 13′″) приемный элемент (22′″″) для конца турбинной лопатки (120, 130),

- транспортировочной упаковки, в которой приемный элемент (19) имеет негативную форму относительно зоны конструктивного элемента (120, 130),

- транспортировочной упаковки, в которой в каждом отделении (25′, 25″, …) расположены максимально два конструктивных элемента (120, 130),

- транспортировочной упаковки, которая имеет вкладыш (49), который лежит непосредственно напротив наружной крышки и имеет блоки (47′, 47″, …) для передачи сил от крышки на разделительную решетку (13′, 13″, …),

- транспортировочной упаковки, которая дополнительно к разделительной решетке (13′, 13″, …) имеет усиление (60),

- транспортировочной упаковки, в которой крышка (16) разделительной решетки имеет несколько средств (17) для фиксации, которые выполнены в соответствии с поперечным сечением отделения (25′, 25″, …), в частности, имеет одно такое средство (17) для каждого отделения (25′, 25″, …),

и/или с помощью

- транспортировочной упаковки, в которой приходящие в соприкосновение с конструктивными элементами (120, 130) части, такие как разделительная решетка (13′, 13″, …) и приемный элемент (22, 22′, 22″, …), изготовлены из материала, который не может повреждать конструктивный элемент (120, 130), в частности, триламината РР, пенопласта РE.

На фигурах изображено:

фиг. 1-11 - элементы транспортировочной упаковки;

фиг. 12 - турбинная лопатка.

Описание и чертежи представляют лишь примеры выполнения изобретения.

Удлиненные конструктивные элементы могут быть кольцевыми сегментами или конструктивными элементами камеры сгорания газовых турбин или предпочтительно турбинными лопатками 120, 130, применительно к которым в качестве примера приводится ниже подробное пояснение изобретения.

Лопатки 10, 130, которые подлежат упаковке и рассылке, могут быть турбинными лопатками газовых турбин, паровых турбин или самолетных турбин. Транспортировочная упаковка 1 также пригодна для транспортировки внутри завода или между поставщиками и заводом.

Лопатки 120, 130 могут быть направляющими или рабочими лопатками из первого, второго, третьего или четвертого ряда турбин или из всех рядов турбины. При этом различают между рабочими и направляющими лопатками, при этом направляющие лопатки 120 имеют, как правило, верхнюю и нижнюю платформу. А рабочие лопатки 130 имеют часто лишь одну нижнюю платформу 403.

На фиг. 1 показана наружная упаковка 4 транспортировочной упаковки 1. Наружная упаковка 4 предпочтительно состоит из HDPE и имеет снаружи на дне предпочтительно полозья 6, в частности три полоза 6. Дно означает низ. Она имеет также предпочтительно для обозначения транспортировочного блока снаружи самоклеющийся карман для документов. Для транспортировочной упаковки имеется наружная крышка (не изображена), которая закрывает сверху наружную упаковку 4. Наружная крышка означает верх.

Транспортировочная упаковка предпочтительно выполнена огнестойкой.

Во внутреннем пространстве 7 наружной упаковки 4 находится по меньшей мере одна внутренняя упаковка 10′, 10″, 10′″, …, которая показана на фиг. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 или 11. Предпочтительно внутренняя упаковка 10′, 10″, 10′″, …, согласно фиг. 2-11, может быть вставлена в наружную упаковку 4 в несколько слоев.

На фиг. 2 показан первый пример выполнения внутренней упаковки 10′, предпочтительно для небольших (первый, второй ряд турбины) турбинных лопаток 120, 130.

Турбинные конструктивные элементы 120, 130 располагаются по отдельности или попарно в отделении 25′, 25″, … разделительной решетки 13′, но всегда так, что конструктивные элементы 120, 130 не соприкасаются друг с другом. Разделительная решетка 13′, 13″, 13′″ предпочтительно состоит из триламината PP.

Предпочтительно, в каждом отделении 25′, 25″, … расположено не более двух конструктивных элементов 120, 130. Лопатки 120, 130 удерживаются, предпочтительно фиксируются в отделении 25′, 25″ стоя.

Отделения 25′, 25″ предпочтительно имеют каждое на дне приемный элемент 19, 22, в который вводится турбинная лопатка 120, 130. Приемный элемент 19, 22 (см. фиг. 2-11) предпочтительно имеет то же поперечное сечение, что и отделения 25′, 25″, показанные на фиг. 2-11. Приемные элементы 19, 22 предпочтительно являются отдельными модулями внутренней упаковки 10′, 10″, …

В данном примере лопатки 120, 130 фиксируются стоя в отделении 25′, 25″ с помощью приемного элемента 19, 22.

В каждом отделении 25′, 25″ предпочтительно имеется один приемный элемент 19 для турбинных лопаток одинакового типа. Однако в одной разделительной решетке 13′ могут иметься различные приемные элементы 19, 22 для различных турбинных лопаток 120, 130.

Один приемный элемент 19 может принимать две лопатки 120, 130, однако может снабжаться также лишь одной лопаткой 120, 130 (см. фиг. 4), даже когда приемный элемент 19, 22 может принимать две лопатки 120, 130 (см. фиг. 6).

Приемный элемент 19, 22 (см. фиг. 4, 6, 8) состоит предпочтительно из пенопласта, предпочтительно пенопласта PE. Этот приемный элемент 19, 22 для лопатки может принимать одну или две лопатки 120, 130.

Для направляющей лопатки 120 приемный элемент 19 имеет углубление 19′, которое предпочтительно выполнено в соответствии с хвостовиком 400 лопатки, предпочтительно в форме елочки, и может быть вдвинуто со стороны в приемный элемент 19 для лопатки. Таким образом, приемный элемент 19 для лопатки имеет боковое отверстие 19″ и верхнее отверстие 19′″. Приемный элемент 19 для лопатки (см. фиг. 4, 6, 8) предпочтительно представляет негатив зоны (хвостовика 400 лопатки) турбинного конструктивного элемента 120, 130. Турбинный конструктивный элемент 120, 130 (или несколько) предпочтительно сначала вводится в приемный элемент 19, а затем совместно устанавливается в отделении 25′, 25″ разделительной решетки 13′.

Для направляющих лопаток 130 с двумя платформами направляющая лопатка 130 вставляется сверху в отверстие 22′ приемного элемента 22 для лопатки. Таким образом, приемный элемент 22 для лопатки имеет предпочтительно лишь одно верхнее отверстие 22′.

Платформы 403 лопатки предпочтительно располагаются внутри приемного элемента 19, 22, т.е. лопатки 120, 130 не выступают за приемный элемент 19, 22.

На разделительной решетке 13′ предпочтительно предусмотрена крышка 16 разделительной решетки, которая предпочтительно дополнительно фиксирует турбинные лопатки 120, 130. Крышка 16 разделительной решетки предпочтительно является лишь пластиной. Фиксация 17 предпочтительно осуществляется с помощью слоя из пенопласта (см. также фиг. 6, 10) на внутренней стороне крышки 16 разделительной решетки, который упирается в конец турбинной лопатки 120, 130.

На фиг. 5 показана внутренняя упаковка, согласно фиг. 2, на виде сверху. Таким образом, внутренняя упаковка 10′ имеет по меньшей мере одну разделительную решетку 13′, приемные элементы 19, 22 и различные крышки (см. фиг. 3, 4, 8), в данном случае крышку 16 разделительной решетки.

На фиг. 10 показана нижняя сторона крышки 16 разделительной решетки. Фиксация 17 образована с помощью нескольких прямоугольных параллелепипедов или кубиков 17′, 17″, которые точно входят в отделение 25′, 25″. Таким образом, крышка 16 разделительной решетки лежит непосредственно на разделительной решетке 13′, 13″, 13′″, и фиксация 17′, 17″ выступает внутрь отделений 25′, 25″.

На фиг. 3 показана другая внутренняя упаковка 10″, согласно изобретению, которая предпочтительно применяется для более длинных турбинных лопаток лишь с одной платформой, в частности, для рабочих лопаток 120. Разделительная решетка 13″ также заполняет в плоскости внутреннее пространство 7 наружной упаковки. Рабочая лопатка 120 фиксирована в висячем положении, предпочтительно с помощью подвесной контурной пластины 31. Подвесная контурная пластина 31 имеет отверстие 32, через которое вводят лопатку 120 вершиной 415 лопатки вперед. Подвесная контурная пластина 31 предпочтительно выполнена из одной части и предпочтительно прилегает к разделительной решетке 13″ или неподвижно соединена с разделительной решеткой 13″. Лопатку 120 вводят через подвесную контурную пластину 31 в отделение 25′ разделительной решетки 13″, при этом платформа 403 лежит на подвесной контурной пластине 31 или по меньшей мере выступает за нее. Хвостовики 400 лопаток выступают из контурной пластины 31 и могут быть закрыты защитной крышкой 18, на которую можно укладывать другую разделительную решетку. Защитная крышка 18 предпочтительно не имеет средств для фиксации. Поскольку перо 406 турбинной лопатки 120, 130 скручено, то отверстие 32 подвесной контурной пластины 31 выполнено, соответственно, шире поперечного сечения пера 406 лопатки, так что оно направляет перо 406 лопатки при введении лопатки 120 в заданном положении и удерживает в нем. В конце отделения 25′ предпочтительно имеется приемный элемент 22′″″, которое фиксирует конец турбинной лопатки 120. Приемный элемент 22′″″ предпочтительно выполнено из пенопласта.

На фиг. 4 показана другая внутренняя упаковка 10′″, согласно изобретению, в частности, для длинных направляющих лопаток 130 с двумя платформами. Направляющие лопатки 130 фиксированы стоя внутри разделительной решетки 13′″. На дне отделения 25′ также имеется приемный элемент 22″, предпочтительно из пенопласта, в который сверху вставляется направляющая лопатка 130. Приемный элемент 22″ имеет лишь одно верхнее отверстие 22′″. На разделительную решетку 13′″ затем устанавливают контурную пластину 37. Контурная пластина 37 предпочтительно имеет по меньшей мере одно отверстие 39, которое окружает верхнюю платформу турбинной лопатки 120 и стабилизирует сверху за счет этого другой конец турбинной лопатки 130. В данном случае можно также применять защитную крышку (как на фиг. 3).

На фиг. 6 показано в увеличенном масштабе отделение, согласно фиг. 2, с пенопластом 17, который служит для фиксации конструктивного элемента 120, 130. Фиксация 17 является желобковой или волнообразной системой из пенопласта. Предпочтительно, она выполнена из пенопласта РЕ, который имеет волнообразную структуру.

Турбинные конструктивные элементы 120, 130 располагают по отдельности или парами в отделении 25′, 25″ разделительной решетки 13′, 13″, однако всегда так, что они не соприкасаются друг с другом.

На фиг. 7 показана в увеличенном масштабе рабочая лопатка 130 в отделении 25′ разделительной решетки 13′″. Перо 406 рабочей лопатки стоит вертикально в отделении 25′, т.е. приемный элемент 50 выполнен согласованно и имеет косо проходящую поверхность. «Вертикально» означает, что продольная ось турбинной лопатки 130 проходит перпендикулярно дну разделительной решетки 13′″. «Лежа» означает, что продольная ось проходит параллельно дну разделительной решетки (см. фиг. 8). В отделении 25′ имеется нижний приемный элемент 50 и верхний приемный элемент 53, которые охватывают турбинную часть 120 на ее концах, в данном случае платформы 403. Приемный элемент 53 является, по существу, специально предпочтительно сформированной фиксацией 17′, 17″, …, согласно фиг. 6. В данном случае можно также применять крышку 16 разделительной решетки. Приемные элементы 50, 53 могут быть выполнены в виде отдельных модулей внутренней упаковки 10′, 10″, …, однако могут быть также расположены неподвижно в отделении 25′ или на крышке 16 разделительной решетки (53 на 16).

На фиг. 8 показаны два приемных элемента 41, 44, которые расположены в боковом направлении рядом друг с другом в отделении 25′′ разделительной решетки 13′. Для этого имеются два боковых приемных элемента 41, 44. Боковые приемные элементы 41, 44 не должны соприкасаться друг с другом в отделении 25′, 25″.

В одной единственной разделительной решетке 13′, … конструктивные элементы 120, 130 могут быть расположены лежа (см. фиг. 8) и стоя (см. фиг. 7).

Транспортировочная упаковка 1 может иметь несколько слоев разделительной решетки 13′, 13″, 13′″ с крышкой 16 разделительной решетки, защитной крышкой 18 или контурными пластинами 31.

Давление наружной крышки на разделительную решетку 13′, 13″, 13′″ может передаваться также с помощью отдельных блоков 47′, 47″ на стороне вкладыша 49, который лежит непосредственно напротив наружной крышки, для того чтобы разделительная решетка не могла двигаться. Вкладыш 49 применяется лишь один раз на самом верху. Наружная крышка скрепляется с наружной упаковкой 4 предпочтительно с помощью лент. Между блоками 47′, 47″ можно одновременно пересылать техническую документацию и сопроводительные письма, при этом блоки 47′, 47″ расположены так, что они ограничивают поверхность для документации и удерживают документацию в плоскости.

Разделительные решетки 13′, 13″ относительно конструкции и сборки известны из уровня техники. Размер разделительной решетки 13′, 13″, … в плоскости выбран так, что она входит заподлицо во внутреннее пространство 7 наружной упаковки 4.

На фиг. 11 показан другой вариант выполнения изобретения. В данном случае для указанной выше разделительной решетки 13′, 13″, … применяются усиления 60.

Усиления 60 проходят предпочтительно по всей ширине или глубине разделительной решетки 13′ и выполнены также в виде пластин, как и элементы разделительной решетки 13′, однако не такими высокими, так что они проходят по всей глубине разделительной решетки 13′.

Усиления 60 имеют соответствующие надрезы для вставления в соответствующие надрезы разделительной решетки 13′, так что самая верхняя кромка усиления 60 предпочтительно находится на одном уровне с самой верхней кромкой разделительной решетки 13′.

Таким образом, отделения 25′, 25″, … могут меньше прогибаться и являются более жесткими.

На фиг. 12 показана в изометрической проекции рабочая лопатка 120 или направляющая лопатка 130 турбомашины, которая проходит вдоль продольной оси 121.

Турбомашина может быть газовой турбиной самолета или электростанции для генерирования электроэнергии, паровой турбиной или компрессором.

Лопатка 120, 130 имеет расположенные последовательно вдоль продольной оси 121 зону 400 крепления, примыкающую к ней платформу 403 лопатки, а также перо 406 лопатки и вершину 415 лопатки. В качестве направляющей лопатки 130 лопатка 130 может иметь на своей вершине 415 другую платформу (не изображена).

В крепежной зоне 400 образован хвостовик 183 лопатки, который служит для крепления лопаток 120, 130 на валу или на диске (не изображены). Хвостовик 183 лопатки выполнен, например, в форме головки молота. Возможны другие выполнения в форме елочки или ласточкина хвоста. Лопатка 120, 130 имеет для проходящей по перу 406 лопатки среды переднюю кромку 409 и заднюю кромку 412.

В обычных лопатках 120, 130 во всех зонах 400, 403, 406 применяются, например, массивные металлические материалы, в частности, жаропрочные сплавы. Такие жаропрочные сплавы известны, например, из EР 1204776 B1, EР 1306454, EР 1319729 A1, WO 99/67435 или WO 00/44949. При этом лопатки 120, 130 могут быть изготовлены с помощью способа литья, также с помощью направленного затвердевания, способа ковки, с помощью способа фрезерования или их комбинаций.

Детали с монокристаллической структурой или структурами используются в качестве деталей для машин, которые подвергаются при работе высоким механическим, термическим и/или химическим нагрузкам. Изготовление таких монокристаллических деталей осуществляется, например, посредством направленного затвердевания из расплава. При этом речь идет о способе литья, в котором жидкий металлический расплав затвердевает в монокристаллическую структуру, т.е. в монокристаллическую деталь, или направленно. При этом дендритные кристаллы ориентируются вдоль теплового потока и образуют либо столбчатую кристаллическую структуру зерна (т.е. зерна, которые проходят по всей длине детали и называются здесь, как принято, направленно затвердевшими) или монокристаллическую структуру, т.е. вся деталь состоит из одного единственного кристалла. В этом способе необходимо избегать перехода к равноосному (поликристаллическому) затвердеванию, поскольку за счет ненаправленного роста образуются поперечные и продольные границы зерен, которые сводят на нет хорошие свойства направленно затвердевшей или монокристаллической детали. Если речь идет вообще о направленно затвердевших структурах, то тем самым имеются в виду как монокристаллы, которые не имеют границ зерен или имеют в крайнем случае границы зерен малого угла, так и столбчатые кристаллические структуры, которые имеют проходящие в радиальном направлении границы зерен, но не имеют поперечных границ зерен. Эти указанные вторыми структуры также называются направленно затвердевшими структурами (directionally solidified structures). Такие способы известны из US-PS 6024792 и EР 0892090 A1.

Лопатки 120, 130 могут также иметь покрытия против коррозии или окисления (например, MCrAlX, где N является по меньшей мере одним элементом из группы железо (Fe), кобальт (Сo), никель (Ni), X является активным элементом и обозначает иттрий (Y) и/или кремний и/или по меньшей мере один редкоземельный элемент, например, гафний (Hf). Такие сплавы известны из EР 0486489 B1, EР 0786017 B1, ЕР 0412397 B1 или EР 1306454 A1. Плотность предпочтительно составляет 95% теоретической плотности. На слое MCrAlX (в качестве промежуточного слоя или в качестве наружного слоя) образуется защитный слоя оксида алюминия (TGO = thermal grown oxide layer - термически выращенный слой оксида).

Предпочтительно, слой имеет состав Co-30Ni-28Cr-8Al-0,6Y-0,7Si или Co-28Ni-24Cr-10Al-0,6Y. Наряду с этими защитными покрытиями на основе кобальта применяются также предпочтительно защитные слои на основе никеля, такие как Ni-10Cr-12Al-0,6Y-3RE, или Ni-12Co-21Cr-11A1-0,4Y-2RE, или Ni-25Со-17Cr-10A1-0,4Y-1,5RE.

На слое MCrAlX может иметься еще теплоизоляционный слой, который предпочтительно является самым наружным слоем и состоит, например, из ZrO₂, Y₂O₃-ZrO₂, т.е. он не является частично или полностью стабилизированным с помощью оксида иттрия и/или оксида кальция и/или оксида магния. Теплоизоляционный слой покрывает весь слой MCrAlX. С помощью подходящих способов нанесения покрытия, таких как, например, испарения с помощью электронного луча (EB-PVD) в теплоизоляционном слое, создаются столбчатые зерна. Возможны другие способы нанесения покрытия, например плазменного напыления в атмосфере (APS), LPPS, VPS или CVD. Теплоизоляционный слой может иметь пористые, имеющие микротрещины или макротрещины зерна для лучшей стойкости к тепловому удару. Теплоизоляционный слой также предпочтительно более пористый, чем слой MCrAlX.

Восстановление (refurbishment) означает, что конструктивные элементы 120, 130 после их использования должны быть при необходимости освобождены от защитных слоев (например, посредством пескоструйной обработки). После этого осуществляется удаление слоев, соответственно, продуктов коррозии и/или окисления. При необходимости выполняется ремонт трещин в конструктивных элементах 120, 130. После этого на конструктивный элемент 120, 130 снова наносят покрытия и снова используют конструктивный элемент 120, 130.

Лопатка 120, 130 может быть выполнена полой или сплошной. Когда необходимо охлаждать лопатку 120, 130, она является полой и имеет при необходимости еще отверстия 418 пленочного охлаждения (изображены штриховыми линиями).