使用管状电极在复合部件内形成特征的系统和方法技术方案

一种用于在复合部件内形成特征的系统包括沿纵向方向从近端延伸到远端的管状电极。进而，远端被构造成相对于复合部件的加工表面定位，使得在远端和加工表面之间限定火花间隙。此外，管状电极还在内表面和外表面之间沿径向方向延伸，内表面限定中心通道，中心通道构造成向所述加工表面供应介电流体。管状电极的外表面包括至少一个限定在其中的通道或非圆形截面形状。截面形状。截面形状。

【技术实现步骤摘要】
使用管状电极在复合部件内形成特征的系统和方法


[0001]本公开大体上涉及用于在复合部件(例如涡轮机部件)内形成特征的系统和方法。

技术介绍

[0002]燃气涡轮发动机通常包括压缩机区段、燃烧区段和涡轮区段。在操作期间，压缩机区段逐渐增加进入发动机的空气的压力，并将压缩空气供应到燃烧区段。压缩空气和燃料在燃烧区段内混合并在燃烧室内燃烧以产生高压和高温燃烧气体。在离开发动机之前，燃烧气体流过由涡轮区段限定的热气体路径。在这方面，涡轮区段将来自燃烧气体的能量转换成旋转能量。所提取的旋转能量依次用于旋转一个或多个轴，从而驱动燃气涡轮发动机的压缩机区段和/或风扇组件。
[0003]涡轮区段包括多个定子喷嘴和转子叶片，这些定子喷嘴和转子叶片从流过它们的燃烧气体中提取动能和/或热能。在这方面，涡轮定子喷嘴和转子叶片与燃烧气体直接接触。因此，通常需要在燃气涡轮发动机操作期间冷却涡轮定子喷嘴和转子叶片。例如，转子叶片通常包括冷却剂(例如，从压缩机排出的空气)流经的冷却通道。
[0004]许多冷却通道采用电火花加工(EDM)方法形成。在这样的方法中，来自电极和介电流体的电火花/放电从定子喷嘴和转子叶片去除材料以形成冷却通道。在金属转子叶片中形成通道时，电火花加工方法工作良好。然而，在复合材料定子喷嘴和转子叶片中使用电火花加工方法形成通道时存在挑战。例如，由于有限的放电功率和电极间间隙，复合材料的低电导率可导致去除的复合材料在电极和通道的侧壁之间累积。这种累积的复合碎片可能导致电极在形成的通道内分解、脆化和破裂。从一个小的冷却通道中移除一个损坏的电极是极其困难的。此外，当增加提供给电极的电力以补偿复合材料的低电导率时，可能发生各种缺陷(例如，微裂纹和/或点蚀)。
[0005]因此，用于在复合部件内形成特征(例如冷却通道)的改进方法会在该技术中受到欢迎。

技术实现思路

[0006]本专利技术的方面和优点将在下面的描述中部分阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过本专利技术的实践来学习。
[0007]在一个方面，本主题涉及一种用于在复合部件内形成特征的系统。该系统包括沿着纵向方向从近端延伸到远端的管状电极。进而，远端被构造成相对于复合部件的加工表面定位，使得在远端和加工表面之间限定火花间隙。此外，管状电极还在内表面和外表面之间沿径向方向延伸，内表面限定中心通道，该中心通道构造成向加工表面供应介电流体。管状电极的外表面包括至少一个限定在其中的通道或非圆形横截面形状。
[0008]在另一方面，本主题涉及一种在复合部件内形成特征的方法。该方法包括相对于复合部件的加工表面定位管状电极的远端，使得在远端和加工表面之间限定火花间隙。所述管状电极依次具有内表面和外表面，所述内表面限定中心通道，所述中心通道构造成向
所述加工表面供应介电流体，所述外表面包括至少一个限定通道或非圆形横截面形状。此外，该方法包括向管状电极供应电流以在火花间隙内产生多个火花，使得复合材料从加工表面去除。此外，该方法包括相对于复合部件旋转管状电极。此外，该方法包括通过中心通道将介电流体供应到加工表面，使得介电流体将去除的复合材料输送离开加工表面。
[0009]参考以下描述和所附权利要求，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将变得更好地理解。并入本说明书并构成本说明书一部分的附图说明了本专利技术的实施例，并且与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
附图说明
[0010]本说明书参考附图阐述了针对本领域普通技术人员的本专利技术的完整且能够实施的公开，包括其最佳模式，在附图中：
[0011]图1是燃气涡轮发动机的一个实施例的示意性横截面图；
[0012]图2是用于在复合部件内形成特征的系统的一个实施例的简化横截面图；
[0013]图3是管状电极的一个实施例的横截面图，特别示出了具有非多边形形状的电极的外表面；
[0014]图4是管状电极的另一个实施例的横截面图，特别示出了具有一对弯曲部分的非圆形形状的电极的外表面；
[0015]图5是管状电极的另一实施例的横截面图，特别示出了具有星形形状的电极的外表面；
[0016]图6是管状电极的又一实施例的横截面图，特别示出了限定通道的电极的外表面；
[0017]图7是图6所示的管状电极的实施例的侧视图，特别示出了从电极的近端线性延伸到电极的远端的通道；
[0018]图8是管状电极的又一实施例的侧视图，特别示出了限定围绕电极螺旋延伸的通道的电极的外表面；
[0019]图9是用于在复合部件内形成特征的方法的一个实施例的流程图；
[0020]图10是在部件内形成特征之前相对于复合部件定位的管状电极的一个实施例的横截面图；
[0021]图11是在部件内的特征的一部分已经形成之后相对于复合部件定位的管状电极的一个实施例的横截面图；及
[0022]图12是图11中所示的管状电极的另一横截面图。
[0023]在本说明书和附图中重复使用参考符号旨在表示本专利技术的相同或类似的特征或元件。
具体实施方式
[0024]现在将详细参考本公开主题的示例性实施例，在附图中示出了该主题的一个或多个示例。每个示例都是通过解释的方式提供，并且不应解释为限制本公开。事实上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以在本公开中进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用以产生又一个实施例。因此，本公开旨在涵盖在所附权利要求及其等同物的范围
内的这些修改和变化。
[0025]如本文所使用的，术语“第一”、“第二”和“第三”可互换地用于将一个部件与另一个部件区分开来，并且不旨在表示单个部件的位置或重要性。
[0026]此外，术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体流自方向，“下游”是指流体流向方向。
[0027]此外，除非另有规定，术语“低”、“高”或其各自的比较度(例如，较低、较高，如适用)均指发动机内的相对速度。例如，“低压涡轮”在通常低于“高压涡轮”的压力下运行。可选地，除非另有规定，上述术语可理解为它们的最高程度。例如，“低压涡轮”可指涡轮区段内最低的最大压力涡轮，而“高压涡轮”可指涡轮区段内最高的最大压力涡轮。
[0028]一般而言，本主题涉及用于在复合部件内形成特征的系统和方法。如下所述，所公开的系统和方法可用于在复合燃气涡轮部件(例如，定子喷嘴和转子叶片)内形成特征(例如，冷却通道)。在若干实施例中，该系统包括在从近端到远端的纵向方向上以及在内表面和外表面之间的径向方向上延伸的管状电极。内表面又限定了延伸穿过电极的中心通道。此外，外表面限定了通道和/或具有非圆形横截面形状。
[0029]如上所述，所公开的系统用于在复合部件内形成诸如冷却通道的特征。具体地，在若干实施例中，电极的远端相对于复合部件的加工表面定位，使得在远端和加工表面之间限定火花间隙。此外，向电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于在复合部件内形成特征的系统，所述系统包括：管状电极，所述管状电极沿纵向方向从近端延伸到远端，所述远端构造成相对于所述复合部件的加工表面定位，使得在所述远端和所述加工表面之间限定有火花间隙，所述管状电极进一步在内表面和外表面之间在径向方向上延伸，所述内表面限定了中心通道，所述中心通道构造成向所述加工表面供应介电流体，其中，所述管状电极的所述外表面包括至少一个限定在其中的通道或非圆形横截面形状。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述管状电极的所述外表面具有在所述管状电极的所述近端和所述管状电极的所述远端之间延伸的恒定半径。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述管状电极的所述外表面包括限定在...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗跃峰，雅各布，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：