本發(fā)明大體涉及用于組裝燃燒器的端蓋的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：
在本領(lǐng)域中已知燃燒器用于點(diǎn)燃燃料與空氣，以產(chǎn)生具有高溫和高壓的燃燒氣體。例如，燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)、航空器發(fā)動機(jī)和許多其它基于燃燒的系統(tǒng)可包括一個(gè)或多個(gè)燃燒器，燃燒器混合工作流體(諸如空氣)與燃料，并且點(diǎn)燃混合物而產(chǎn)生高溫和高壓燃燒氣體。然后燃燒氣體可用來旋轉(zhuǎn)渦輪，提供推力，或者執(zhí)行多種其它形式的工作。各個(gè)燃燒器可包括端蓋，端蓋提供用于對燃燒器的內(nèi)部的燃料噴嘴供應(yīng)多種燃料、稀釋劑和/或添加劑的接口。端蓋可包括多個(gè)內(nèi)部流體通道，并且插件可安裝在端蓋和各個(gè)燃料噴嘴之間，以將端蓋的內(nèi)部的不同的流體通道連接到燃料噴嘴的內(nèi)部的對應(yīng)的流體通道上。照這樣，單端蓋設(shè)計(jì)就可適于配合多個(gè)燃料噴嘴設(shè)計(jì)。多種密封件(諸如美國專利No.7,134,287中公開的且轉(zhuǎn)讓給與本發(fā)明相同的受讓人的密封件)可安裝在端蓋和插件之間，以防止端蓋和插件的內(nèi)部的多種流體通道之間有泄漏。在制造和組裝期間，可使用螺釘、螺栓、接頭或其它緊固件來使插件和密封件相對于端蓋保持就位，使得組件可經(jīng)受泄漏測試、運(yùn)輸，以及以別的方式保持在一起。緊固件的具體類型、大小和位置涉及若干競爭設(shè)計(jì)考量。例如，可在插件的周邊周圍使用多個(gè)較小的緊固件，以確保對各個(gè)密封件應(yīng)用較一致的力。但是，使用多個(gè)緊固件將插件附連到端蓋上必定會增加零件數(shù)、加工以及與組裝和測試端蓋相關(guān)聯(lián)的時(shí)間。另外，端蓋的可用表面積會限制插件和端蓋之間的緊固件的數(shù)量和大小。因此，用于組裝燃燒器的端蓋的、減少零件數(shù)、加工、組裝時(shí)間和/或端蓋上的所需表面積的改進(jìn)的系統(tǒng)和方法將是有用的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
在下面在以下描述中闡述本發(fā)明的各方面和優(yōu)點(diǎn)，或者根據(jù)該描述，本發(fā)明的各方面和優(yōu)點(diǎn)可為顯而易見的，或者可通過實(shí)踐本發(fā)明來學(xué)習(xí)本發(fā)明的各方面和優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是一種用于組裝燃燒器的端蓋的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括連接器，以及用于將連接器接合到至少部分地定位在端蓋的內(nèi)部的插件上的器件。另外，系統(tǒng)包括用于相對于端蓋而沿軸向移動連接器的器件。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例是一種用于組裝燃燒器的端蓋的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：連接器；連接器的第一端，其構(gòu)造成與至少部分地定位在端蓋的內(nèi)部的插件接合；以及連接器的與第一端相對的第二端。斜楔(cam)或螺母中的至少一個(gè)在第二端和端蓋之間與連接器接合。本發(fā)明還包括一種用于組裝燃燒器的端蓋的方法，該方法包括將連接器穿過端蓋的至少一部分，以及將連接器穿過至少部分地定位在端蓋的內(nèi)部的插件的至少一部分。方法進(jìn)一步包括使連接器與插件接合，以及相對于端蓋而沿軸向移動連接器，以使插件壓靠在端蓋上。一種用于組裝燃燒器的端蓋的系統(tǒng)，包括：連接器；用于將所述連接器接合到至少部分地定位在所述端蓋的內(nèi)部的插件上的器件；用于相對于所述端蓋而沿軸向移動所述連接器的器件。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述連接器包括至少部分地配合在所述插件的內(nèi)部的桿。在另一個(gè)實(shí)施例中，用于將所述連接器接合到所述插件上的所述器件包括在所述連接器和所述插件之間的螺紋接合。在另一個(gè)實(shí)施例中，用于將所述連接器接合到所述插件上的所述器件包括在所述連接器和所述插件之間的鍵接合。在另一個(gè)實(shí)施例中，用于相對于所述端蓋而沿軸向移動所述連接器的所述器件包括與所述連接器成螺紋接合的螺母。在另一個(gè)實(shí)施例中，用于相對于所述端蓋而沿軸向移動所述連接器的所述器件包括與所述連接器接合的斜楔。在另一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包括凸緣，所述凸緣在所述端蓋和所述器件之間沿徑向延伸，以相對于所述端蓋而沿軸向移動所述連接器。在另一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包括用于將所述凸緣連接到所述端蓋上的器件。一種用于組裝燃燒器的端蓋的系統(tǒng)，包括：連接器；所述連接器的第一端，其構(gòu)造成與至少部分地定位在所述端蓋的內(nèi)部的插件接合；所述連接器的與所述第一端相對的第二端；以及在所述第二端和所述端蓋之間與所述連接器接合的斜楔或螺母中的至少一個(gè)。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述連接器包括至少部分地配合在所述插件的內(nèi)部的桿。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述連接器的所述第一端包括螺紋。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述連接器的所述第一端包括多個(gè)沿徑向延伸的花鍵或鍵。在另一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包括在所述端蓋和所述斜楔或所述螺母之間沿徑向延伸的凸緣。在另一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包括在所述凸緣和所述端蓋之間的可釋放連接。一種用于組裝燃燒器的端蓋的方法，包括：將連接器穿過所述端蓋的至少一部分；將所述連接器穿過至少部分地定位在所述端蓋的內(nèi)部的插件的至少一部分；使所述連接器與所述插件接合；以及相對于所述端蓋而沿軸向移動所述連接器，以將所述插件壓靠在所述端蓋上。在另一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包括相對于所述插件而旋轉(zhuǎn)所述連接器，以使所述連接器與所述插件接合。在另一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包括移動所述連接器和所述端蓋之間的斜楔，以相對于所述端蓋而沿軸向移動所述連接器。在另一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包括旋轉(zhuǎn)所述連接器和所述端蓋之間的螺母，以相對于所述端蓋而沿軸向移動所述連接器。在另一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包括將燃料噴嘴連接到所述端蓋上，其中，所述插件在所述燃料噴嘴和所述端蓋之間。在另一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包括從所述插件中移除所述連接器。在審閱說明書之后，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將更好地理解這樣的實(shí)施例和其它實(shí)施例的特征和方面。附圖說明在包括對附圖的參照的說明書的其余部分中對本領(lǐng)域技術(shù)人員更加具體地闡述了本發(fā)明的完整和能夠?qū)崿F(xiàn)的公開，包括本發(fā)明的最佳模式，其中：圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性燃燒器的簡化橫截面圖；圖2是圖1中顯示的端蓋的一部分的側(cè)視橫截面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的、用于組裝燃燒器的端蓋的系統(tǒng)的分解透視圖；圖4是圖2中顯示的端蓋的側(cè)視橫截面圖，其中，部分地安裝了圖3中顯示的系統(tǒng)；圖5是圖2中顯示的端蓋的側(cè)視橫截面圖，其中，安裝了圖3中顯示的系統(tǒng)；圖6是圖2中顯示的端蓋的側(cè)視橫截面圖，其中，安裝和上緊了圖3中顯示的系統(tǒng)；圖7是圖2中顯示的端蓋的側(cè)視橫截面圖，其中，安裝和上緊了圖3中顯示的系統(tǒng)，并且安裝了燃料噴嘴；圖8是圖2中顯示的端蓋的側(cè)視橫截面圖，其中，安裝了燃料噴嘴和燃料筒；以及圖9是圖2中顯示的端蓋的側(cè)視橫截面圖，其中具有根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的、用于組裝端蓋的系統(tǒng)。部件列表10燃燒器12殼體14燃料噴嘴16頂帽18端蓋20襯套22燃燒室24過渡件26渦輪入口28沖擊套管30流孔32環(huán)形通道40端蓋中的流體通道42插件44密封件50系統(tǒng)52連接器54桿56第一端58第二端60連接器上的螺紋62插件中的螺紋64螺紋接合66螺母68凸緣70螺栓80燃料筒90鍵92插件中的凹槽94斜楔。具體實(shí)施方式現(xiàn)在將詳細(xì)參照本發(fā)明的目前的實(shí)施例，在附圖中示出實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)示例。詳細(xì)描述使用數(shù)字和字母名稱來指示圖中的特征。圖和描述中的相同或相似的名稱用來指示本發(fā)明的相同或相似的部件。如本文所用，“第一”、“第二”和“第三”可互換地用來區(qū)分一個(gè)構(gòu)件與另一個(gè)構(gòu)件，而不意于表示單獨(dú)的構(gòu)件的位置或重要性。另外，用語“上游”和“下游”指示流體路徑中的構(gòu)件的相對位置。例如，如果流體從構(gòu)件A流到構(gòu)件B，則構(gòu)件A在構(gòu)件B的上游。相反，如果構(gòu)件B接收來自構(gòu)件A的流體流，則構(gòu)件B在構(gòu)件A的下游。以闡明本發(fā)明而非限制本發(fā)明的方式來提供各個(gè)示例。實(shí)際上，對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的將是，可對本發(fā)明作出修改和變型，而不偏離本發(fā)明的范圍或精神。例如，被示為或描述為一個(gè)實(shí)施例的一部分的特征可用于另一個(gè)實(shí)施例，以產(chǎn)生又一個(gè)實(shí)施例。因而，意于的是本發(fā)明覆蓋落在所附權(quán)利要求及它們的等效方案的范圍內(nèi)的這樣的修改和變型。本發(fā)明的多種實(shí)施例包括用于組裝燃燒器的端蓋的系統(tǒng)和方法。在特定實(shí)施例中，系統(tǒng)和方法可提供可重復(fù)使用的套件，該套件可使插件和密封件相對于端蓋保持就位，以有利于測試、運(yùn)輸、安裝和/或維護(hù)燃燒器中的端蓋。雖然為了說明而將大體在結(jié)合到燃?xì)鉁u輪中的燃燒器的語境中描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易地理解，本發(fā)明的實(shí)施例可適用于任何燃燒器，并且不限于燃?xì)鉁u輪燃燒器，除非權(quán)利要求中特別地有敘述。圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性燃燒器10(諸如將包括在燃?xì)鉁u輪中)的簡化橫截面圖。殼體12可包圍燃燒器10，以包含流到燃燒器10的工作流體。一個(gè)或多個(gè)燃料噴嘴14可沿徑向布置在頂帽16和端蓋18之間。燃燒器10的多種實(shí)施例可包括不同數(shù)量和布置的燃料噴嘴14。頂帽16和襯套20大體包圍位于燃料噴嘴14下游的燃燒室22，并且在襯套20下游的過渡件24將燃燒室22連接到渦輪入口26上。帶有流孔30的沖擊套管28可包圍過渡件24，以在沖擊套管28和過渡件24之間限定環(huán)形通道32。壓縮工作流體可傳送通過沖擊套管28中的流孔30，以流過環(huán)形通道32，以對過渡件24和襯套20提供對流冷卻。當(dāng)壓縮工作流體到達(dá)端蓋18時(shí)，壓縮工作流體反轉(zhuǎn)方向，以流過燃料噴嘴14中的一個(gè)或多個(gè)，在燃料噴嘴14中，壓縮工作流體與燃料混合，然后在燃燒室22中點(diǎn)燃，以產(chǎn)生具有高溫和高壓的燃燒氣體。圖2提供圖1中顯示的端蓋18的一部分的側(cè)視橫截面圖。端蓋18包括一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部流體通道40，內(nèi)部流體通道40通過端蓋18對燃料噴嘴14提供流體連通。插件42可安裝在端蓋18和各個(gè)燃料噴嘴14之間，以將端蓋18的內(nèi)部的不同的流體通道40連接到燃料噴嘴14的內(nèi)部的對應(yīng)的流體通道上。如圖2中顯示的那樣，密封件44可安裝在端蓋18和插件42之間，以防止端蓋18的內(nèi)部的多種流體通道40和插件42之間有泄漏。密封件44可包括環(huán)形環(huán)，如在本領(lǐng)域中已知的那樣，環(huán)形環(huán)具有C形或W形，以響應(yīng)于插件42和端蓋18之間的相對移動而容易地彎曲。圖3提供根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的、用于組裝端蓋18的系統(tǒng)50的分解透視圖。系統(tǒng)大體包括連接器52、用于將連接器52接合到插件42上的器件，以及用于相對于端蓋18而沿軸向移動連接器52的器件。連接器52可包括桿54、柱體、軸，或者至少部分地配合在端蓋18和/或插件42的內(nèi)部且適于與插件42接合的其它結(jié)構(gòu)部件。例如，在圖3中顯示的特定實(shí)施例中，連接器52可包括彼此相對的第一端56和第二端58，在第一端56附近帶有螺紋60。在第一端56附近的螺紋60可構(gòu)造成與插件42的內(nèi)部的互補(bǔ)螺紋62接合。用于將連接器52接合到插件42上的器件可包括任何緊固件、互補(bǔ)表面，或者本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的用于將構(gòu)件連接或接合在一起的其它適當(dāng)?shù)奶卣?。例如，如圖4-8中顯示的那樣，用于將連接器52接合到插件42上的器件可包括在連接器52和插件42之間的螺紋接合64。在備選實(shí)施例中，用于該器件的結(jié)構(gòu)可包括壓按配合、夾具、膠水，或者用于將連接器52聯(lián)接到插件42上的其它適當(dāng)?shù)难b置。用于相對于端蓋18而沿軸向移動連接器52的器件類似地可包括能夠提供機(jī)械優(yōu)點(diǎn)以相對于端蓋18沿軸向移動連接器52的任何裝置。例如，如圖3中顯示的那樣，用于相對于端蓋18而沿軸向移動連接器52的器件可包括與連接器52成螺紋接合的螺母66，使得螺母66的旋轉(zhuǎn)將相對于端蓋18而沿軸向移動連接器52。在備選實(shí)施例中，與相對于端蓋18而沿軸向移動連接器52相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)可包括例如液壓張緊器、調(diào)節(jié)片(shim)、斜楔，或者其它適當(dāng)?shù)难b置。在圖3中顯示的特定實(shí)施例中，系統(tǒng)50可進(jìn)一步包括在連接器52的第二端58和端蓋18之間的凸緣68。凸緣68可沿徑向延伸跨過端蓋18，以保護(hù)端蓋18的表面不受磨損或可能由用于相對于端蓋18而沿軸向移動連接器52的器件所導(dǎo)致的其它損害。另外，第二端58上的螺栓頭可有利于在連接器52變得過分地結(jié)合在插件42上的情況下，松開或移除連接器52。如圖3中進(jìn)一步顯示的那樣，系統(tǒng)50可包括用于將凸緣68連接到端蓋18上的器件。如圖3中顯示的那樣，用于將凸緣68連接到端蓋18上的結(jié)構(gòu)可包括例如在凸緣68和端蓋18之間提供可釋放連接的粘結(jié)劑、螺釘或螺栓70。圖4-8提供圖3中顯示的、用來組裝圖2中顯示的端蓋18的系統(tǒng)50的多個(gè)橫截面圖。如圖4中顯示的那樣，插件42已被置于端蓋18的至少一部分的內(nèi)部，其中，密封件44在插件42和端蓋18之間。如前面論述的那樣，插件42包括互補(bǔ)螺紋62，互補(bǔ)螺紋62構(gòu)造成對連接器52上的螺紋60提供螺紋接合64。在圖4中顯示的特定實(shí)施例中，系統(tǒng)50包括可選的凸緣68，并且螺栓70將凸緣68連接到端蓋18上。如圖5中顯示的那樣，螺母66已經(jīng)旋到連接器52上，并且連接器已經(jīng)穿過凸緣68，并且至少部分地插入到端蓋18和插件42中。當(dāng)連接器52上的螺紋60到達(dá)插件42上的螺紋62時(shí)，連接器52可旋轉(zhuǎn)，以將連接器52接合到插件42上。在連接器52和插件42之間產(chǎn)生的螺紋接合64將插件42貼合地拉到端蓋18中且拉向端蓋18，以使插件42和密封件44穩(wěn)固地保持就位。雖然連接器52可進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，以更穩(wěn)固地將插件42壓到端蓋18上，但螺紋接合64處的過度卡住可在連接器52和插件42之間產(chǎn)生不合需要的卡死。因此，可促動用于相對于端蓋18而沿軸向移動連接器52的器件，以更穩(wěn)固地將插件42接合到端蓋18上。例如，在圖6中顯示的特定實(shí)施例中，螺母66可旋轉(zhuǎn)，以相對于端蓋18而沿軸向移動連接器52，以將插件42壓靠在端蓋18上。在圖7中，燃料噴嘴14已經(jīng)以螺栓的方式或者以別的方式連接到端蓋18的內(nèi)部上，以將插件42夾到端蓋18上，以使插件42和密封件44相對于端蓋18穩(wěn)固地保持就位。因此，不再需要圖7中顯示的系統(tǒng)50，并且可移除系統(tǒng)50。如圖8中顯示的那樣，已經(jīng)從插件42中移除連接器52，而且已經(jīng)從端蓋18中移除凸緣68。另外，燃料筒80已經(jīng)安裝在端蓋18的外部上，以通過端蓋18和插件42，將燃料、稀釋劑和/或其它添加劑供應(yīng)到燃料噴嘴14。在后續(xù)維護(hù)需要移除燃料噴嘴14的情況下，可移除燃料筒80，并且可重新安裝系統(tǒng)50，以再次使插件42和密封件44相對于端蓋18保持就位。圖9提供圖2中顯示的端蓋18的側(cè)視橫截面圖，其中，具有根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的用于組裝端蓋18的系統(tǒng)50。在這個(gè)特定實(shí)施例中，用于將連接器52接合到插件42上的器件包括在連接器52的第一端56附近的多個(gè)沿徑向延伸的指狀物、凸出部、花鍵或鍵90?；ㄦI或鍵90構(gòu)造成在插件42中的互補(bǔ)凹槽92的內(nèi)部滑動，并且連接器52的旋轉(zhuǎn)使花鍵或鍵90接合在插件42的內(nèi)部。另外，用于相對于端蓋52而沿軸向移動連接器52的器件可包括在第二端58和端蓋18之間與連接器52接合的調(diào)節(jié)片或斜楔94。特別地，斜楔94可在連接器52和端蓋18之間移動，以相對于端蓋18沿軸向驅(qū)動連接器52。雖然在圖9中未顯示，但根據(jù)本文的教導(dǎo)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易地理解，第二實(shí)施例可進(jìn)一步包括用于將凸緣68連接到端蓋18上的凸緣68和/或螺栓70，如前面關(guān)于圖3-7中顯示的實(shí)施例所描述的那樣。本文公開的系統(tǒng)50和方法提供優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的若干好處。例如，關(guān)于圖3-9所顯示和描述的系統(tǒng)50消除了對之前用來使插件42和密封件44保持就位的多個(gè)螺釘、接頭、緊固件或其它部件的需要。系統(tǒng)50提供的、在插件42的中心處起作用的單個(gè)壓縮力在密封件44上產(chǎn)生較均勻的壓縮力，該壓縮力會增強(qiáng)一致的密封件44性能。另外，由于僅在安裝燃料噴嘴14和/或筒80之前需要系統(tǒng)50，所以系統(tǒng)50可提供可重復(fù)地用于其它端蓋18的臨時(shí)裝置，從而節(jié)省成本。最后，本文描述的系統(tǒng)50不需要額外地加工端蓋18或者占用端蓋18上的有限空間。因此，可大大減少組裝和/或拆卸端蓋18所需的時(shí)間，從而在勞動力和不合需要的停機(jī)方面提供顯著的節(jié)約。在實(shí)踐本文描述的多種實(shí)施例時(shí)，可實(shí)現(xiàn)這些和其它優(yōu)點(diǎn)。本書面描述使用示例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及實(shí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例包括不異于權(quán)利要求的字面語言的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語言無實(shí)質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)要素，則它們意于處在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。