一种用于喷洒着色渗透检验产品到部件的装置

摘要

用于喷洒着色渗透检验产品到涡轮机部件(32)的内腔(36)的装置(30)，其包括部件支撑设备(40)，用于喷洒着色渗透检验产品到内腔的喷洒管线(80)，用于吸收和移除被喷洒的着色渗透检验产品的管线(100)，以及用于使支撑设备的至少一部分从基本水平位置倾斜到所述部件倾斜的倾斜位置的设备(54)，使得被喷洒到空腔的着色渗透检验产品在重力下流到它被吸收的区域(106)。

说明书

本发明涉及一种用于喷洒在着色渗透检验中使用的液体到工件上的装置，特 别地涉及用于喷洒在着色渗透检验中使用的液体到涡轮发动机部件上的装置。

文献EP B1 1 494 060和PCT/FR2012/050411描述了用于通过着色渗透检验 和内窥镜检验搜索和检测工件内缺陷的装置。

着色渗透是一种用于检验部件的表面状态的非破坏性技术。该技术基于毛细 管作用的物理现象。用于检验的工件覆盖在被称为“渗透剂”的高度润湿液体中， 该液体渗透到工件的任何缺陷以及随后通过使用至少一种乳化剂和水洗涤工件 而从表面移除。工件被烘干以消除水，然后显影剂被施加到工件，使得当工件在 紫外线照射下检查时，被捕获在缺陷内的渗透剂变得可见。

在现有技术中，通过将工件浸没在分别包含乳化剂和水的容器内来实施洗涤 工件的阶段。然而，当被检验的工件具有大尺寸时，如例如涡轮发动机鼓，容器 具有非常大的尺寸。此外，工件的重量和尺寸使该阶段相对复杂和冗长，特别地 由于着色渗透检验的有效性取决于良好控制的洗涤时间。

一种涡轮发动机鼓包括多个转子盘，转子盘被连接在一起并在彼此之间限定 具有需要通过着色渗透检验的壁的内环形腔以及因此必须用乳化剂和水清洗。不 幸地，那些空腔很难接近。将工件完全地浸没在乳化剂和水的容器内可以解决该 问题但需要太多时间，并导致消耗相对大量的乳化剂和水，以填充容器。

因此存在对如下技术的真正需求，该技术能够用在着色渗透检验中使用的液 体处理工件，如特别地用乳化剂和水处理的大尺寸的涡轮发动机部件，并能够在 相对较短的时间内实现，如两分钟的数量级，以及为可重复的和可靠的方式。

本发明满足了这一需求，并提供一种简单、有效和便宜的解决现有技术问题 的方案。

为此，本发明提供了一种用于喷洒至少一种液体，特别地用于着色渗透检验 的液体，进入到工件(特别地涡轮发动机部件)的至少一个内腔的装置，所述装 置包括：

·用于支撑工件的支撑设备；

·被连接到液体进给设备以及用于喷洒液体的喷洒设备的至少一个液体输送 歧管，当工件处于被安装在支撑设备上的位置时，歧管的至少一部分接收在工件 内侧，以使液体能够喷洒到工件的所述或每个内腔内；

·用于回收被喷洒液体的至少一个回收歧管，当工件处于被安装在支撑设备 上的位置时，该回收歧管的至少一部分接收在工件内侧，并连接到用于吸收被喷 洒到工件的所述或每个内腔内的液体的抽吸设备，以及连接到用于排出被吸收液 体的排出设备；以及

·倾斜设备，该倾斜设备用于使支撑设备的至少一部分从基本水平位置倾斜 到工件被倾斜的倾斜位置，使得在所述或每个空腔内的喷洒液体在重力下流到至 少一个区域，从该区域喷洒液体被抽吸设备吸收。

在本发明的装置中，所述或每个检验液体被喷洒到工件的所述或每个内腔， 然后被从所述或每个内腔吸出以通过使用至少部分地在工件内侧延伸的歧管而 排出，因此能够避免将工件浸没在检验液体中。检验液体可以是渗透剂、乳化剂、 显影剂、清洁剂等。输送和回收歧管还可以分别用于用水清洗或冲洗工件，以及 用于回收这些水。

本发明可适用于任何具有内腔的工件的检验，以及特别地用于构成任何旋转 部件或构成涡轮发动机的旋转体的部件的工件。

歧管可平行地以及彼此间隔小距离延伸。特别地当用于处理的工件是涡轮发 动机鼓时，歧管可纵向地穿过鼓并基本平行于鼓的纵轴线或旋转轴线延伸。鼓内 的每个空腔可接收由两个、三个或更多独立喷洒设备(如喷嘴)喷洒的检验液体。 歧管可以基本成直线。

抽吸岐管可具有彼此间隔的柔性抽吸管，每个都具有被接收在工件内腔内的 自由端。

工件用于放置或安装在支撑设备上，其包括至少一部分从水平位置可移动到 倾斜位置。该运动能使工件倾斜到一个倾斜位置，该倾斜位置能使被喷洒的检验 液体在重力下流到通过抽吸设备被吸收的一个或多个区域。

在用于加工的工件是鼓的以上指定示例中，鼓的每个空腔可包括一个区域， 在该区域内已被喷洒到空腔内的检验液体流在重力下流动，以及回收岐管可被连 接到互相独立的抽吸设备，每个抽吸设备用于吸收已经在各自空腔的区域内累积 的检验液体。

输送歧管可具有至少两列喷洒喷嘴，在每列内的喷嘴彼此间隔并位于一个基 本竖直以及与所述或每隔一列喷嘴的平面有角度地偏移的平面内。有利地，喷嘴 是可转向类型的。

支撑设备优选地包括用于引导工件绕轴线旋转的定心和引导设备，该轴线优 选地是工件的旋转轴线。优选地，工件以其旋转轴线基本竖直的方式被安装在支 撑设备上。

上述定心和引导设备可包括第一列滚轴，每个都自由地绕与工件的旋转轴线 基本垂直的轴线旋转，以及第二列滚轴，每个都自由地绕与工件的旋转轴线基本 平行的轴线旋转。

支撑设备可包括被安装在框架上的基本矩形托盘，该托盘通过枢轴设备被连 接到框架以使得托盘相对于框架绕平行于托盘的一个侧面延伸的基本水平轴线 枢转。

框架可具有围绕托盘的至少一部分延伸的基本竖直的外围边缘。

倾斜设备可包括基本L形杆，该L形杆包括被连接到第二基本直线部分的 第一基本直线部分，第一部分具有处理设备，在第一和第二部分之间的连接区域 绕基本水平轴线被铰接到框架，以及第二部分具有指形件，该指形件被接合在框 架的外围边缘的弯曲形状狭槽以及沿狭槽可移动，以及当指形件沿该狭槽移动 时，该指形件与托盘配合以致使托盘枢转。

支撑设备可装配有能够使装置被移动的脚轮。

支撑设备可包括支撑板，该支撑板用于支撑至少一个贮存检验液体(如乳化 剂)的贮存器，贮存器被连接到输送歧管，泵被连接到回收歧管。

输送歧管可通过三端口阀被连接到用于检验液体的贮存器以及连接到如供 水网络的进水设备。在这种情况下，输送歧管用于进给检验液和水到喷洒设备。

本发明还提供了通过使用如上所述的装置将至少一种(特别地用于着色渗透 检验的)液体喷洒到工件(特别地涡轮发动机部件)的至少一个内腔的方法，所 述方法的特征在于，它包括由以下步骤：

a)在支撑设备上安装工件，使得工件的所述或一个旋转轴线基本竖直地延 伸；

b)通过倾斜设备使工件倾斜；

c)使工件绕上述旋转轴线旋转；以及

d)喷洒如乳化剂的液体到工件的所述或每个内腔以及从所述或每个空腔吸 收被喷洒液体。

该方法可包括，在步骤d)后，将水喷洒到工件的所述至少一个内腔以及从 所述或每个空腔吸收被喷洒水的步骤。

例如，工件是涡轮发动机鼓。工件可被设置成自动地或由操作员使用可手动 或电力驱动的设备旋转。

用于喷洒液体和/或水的持续时间优选地被预先确定。在这种情况下，用于 处理部件所需的时间被良好地控制。

在阅读经由非限制示例以及参考附图进行的以下描述后，可以更好地理解本 发明，以及其他特征、细节和优点更清晰地出现，其中：

·图1是在由被着色渗透方法检验的工件的截面内的高度图解局部视图，并 且这示出了在该方法的多个连续步骤中的工件；

·图2和图3是用于喷洒至少一种检验液体到工件的至少一个内腔内的本发 明装置的图解视图；

·图4和图5是图2和图3装置的图解视图，装置上安装有用于通过着色渗 透检验的工件，该工件是以轴线向截面和透视方式示出的涡轮发动机鼓；

·图6是图2和图3所示装置的支撑设备的框架的图解透视图；

·图7是图2和3所示装置的支撑设备的托盘的图解透视图；

·图8是图2和3所示装置的倾斜设备的杆的图解透视图；

·图9是图2和3所示装置的喷洒歧管的图解透视图；

·图10是图9喷洒歧管的图解平面视图；

·图11是图2和图3所示装置的回收歧管的图解透视图；以及

·图12是图2和图3所示装置的流体回路的高度图解视图。

最初参考图1，图1为示出在被施加到工件以检验其表面状态的着色渗透方 法中步骤的图。

工件，例如涡轮发动机部件，可包括在着色渗透后在紫外光下可见的表面缺 陷，如裂缝。

着色渗透方法包括第一步骤，其中被称为“渗透剂”10的染料被施加到工件 12的表面用于检验。渗透剂10具有高润湿力并且它渗透到工件12的表面缺陷 内，如在图1左侧上的第一图示出的裂缝14。部件的表面然后进行预洗涤以移 除多余的渗透剂(如图1所示的第二图)。

乳化剂16然后施加到工件12的表面，该表面然后用水18洗涤，该阶段用 于清洗工件的表面以及移除在表面上残留的任何渗透剂(如图1所示的第三和第 四图)。在该阶段后，仅在工件表面内的缺陷包含有渗透剂。在现有技术中，通 过将工件浸没在充满这些液体的容器中实施用乳化剂和水洗涤工件的操作。

洗涤阶段之后是烘干工件，以通过蒸发消除水分。

显影剂20然后施加到工件的表面，以使渗透剂在紫外光22下可见(如图1 所示的第五和第六图)。

如下所述的本发明装置特别地适于，但不仅限于，在控制的时间中实施用乳 化剂和水洗涤工件的上述阶段。

图2和图3示出了本发明装置30的实施方式，带有被安装在图4和图5所 示装置上的用于检验的工件，在该示例中的工件是涡轮发动机鼓32。

鼓32包括轴线向对齐的多个转子盘34，该转子盘通过圆柱壁35彼此连接 并在它们之间限定内部环形腔36，内部环形腔具有需要被检验以验证它们的表 面状态的壁(即盘34的侧表面和圆柱壁35的径向内表面)。在该示例中，装置 30用于将乳化剂和水喷洒到鼓的每个内腔36内。

本发明的装置30包括以下元件：

·用于支撑鼓32的支撑设备40和倾斜设备，该倾斜设备用于使支撑设备40 的至少一部分倾斜以能够使鼓32倾斜；

·用于将乳化剂和水连续输送和喷洒到鼓32的内腔36内的输送和喷洒设备 80；以及

·用于吸收和排出已被喷洒到内腔36内的乳化剂和水的抽吸和排出设备 100。

支撑设备40形成在所示示例中的支架。它们包括用于支撑鼓32的托盘42， 该托盘是长方形的，其一侧被连接到水平杆44用于处理和移动支撑设备(图7)。 托盘42被安装在同样矩形、具有竖直外围边缘48的框架46上(图6)，当托 盘支撑在框架上时，该外围边缘沿框架的三个侧面以及在托盘42的三个对应侧 周围延伸，如图2所示。

脚轮50被固定到框架46的四个角以能够移动支撑设备，由操作员使用上述 水平杆44实施这些移动。

托盘42被枢转地安装在框架46上，并且可从水平位置移动到倾斜位置；在 水平位置，托盘和框架基本水平和平行(图2到4)；在倾斜位置，框架保持基 本水平，而托盘采用倾斜位置，例如在相对于框架约10°到20°的角度(图5)。

在所示示例中，通过铰链52托盘42的一侧连接到框架相应侧被枢转地安装 在框架46上，该相应侧在该示例中是不具有竖直外围边缘48的框架侧面(图3)。 铰链限定了基本水平的托盘的枢转轴线。

由操作员使用如图8所示的倾斜杆54枢转托盘42。

杆54通常是L型，具有经由每个部分的一端连接在一起的两个直线部分。 在这些矩形部分之间的连接区域绕由框架46支撑的基本水平轴56铰链连接(图 2、4和5)。在所示示例中，框架46具有用于在该轴上接收轴的孔58，其位于 与支撑铰链52用于枢转托盘42的侧面相反的框架侧面上。

杆54可绕轴56在如图5所示位置和如图2和图4所示位置之间枢转。

在其自由端(即远离轴56的端部)，杆54的较长部分支撑手柄58，以及 在其自由端(即远离轴56)、杆的较短部分支撑指形件60。指形件60在框架的 竖直边缘48内被接合在弯曲形状的通槽62内并沿通槽可移动。托盘42抵靠在 指形件60上，指形件沿狭槽62在框架内被移动以绕由铰链52限定的轴枢转该 托盘。

当杆54处于如图2到4所示的位置时，其中杆的较长部分基本竖直，指形 件60位于狭槽62的“下”端并介于框架和托盘42之间，托盘是基本水平的，即 处于其非倾斜位置。当杆54处于如图5所示位置时，其中杆的较长部分是基本 水平的时，指形件位于狭槽62的“高”端并在其倾斜位置内支撑托盘。

杆绕轴56的运动(通过约90°)从而导致指形件60沿狭槽62在框架46内 移动并导致托盘42绕由铰链52限定的轴枢转(通过约10°到20°)。

支撑设备40还包括用于定心和引导鼓32相对于纵轴线或旋转轴线旋转的定 心和引导设备。在所示示例中，这些设备包括由托盘42支撑的轮或滚轴64、66。 托盘42具有第一滚轴，在所示示例中为其中的4个，其规则地分布在中心在鼓 的旋转轴线上的圆周周围，其中两个滚轴被安装以绕第一基本水平轴线自由地旋 转以及另外两个滚轴被安装以绕垂直于第一轴线的另一基本水平轴线自由地旋 转。鼓32竖直地立在滚轴64上，当鼓本身相对于托盘转动时，这些滚轴64绕 它们的轴线旋转。

托盘42具有第二滚轴，在所示示例中是其中的4个，其每个被安装以绕相 应的基本垂直轴线自由地旋转，这些滚轴规则地分布在一个中心在转鼓的旋转轴 线上的圆周周围。转鼓横向地抵靠在这些滚轴上，当转鼓相对于托盘转动时，这 些滚轴绕它们的各自轴线旋转。

支撑设备40还包括用于容纳支撑乳化剂的容器70和泵72的板68，该板由 框架46的远离托盘42被连接到水平杆44的侧面的侧面支撑。容器70包含一定 体积的乳化剂，例如可能为大约10升(L)，这对于处理涡轮发动机鼓是足够的。

本发明装置具有两个歧管80和100，分别用于输送和喷洒乳化剂和水到鼓 内腔中，以及用于通过吸收和排出它们回收已被注入到这些内腔内的乳化剂和 水。

在图9中更清楚地示出了输送歧管80是基本直线的，并且一端基本被固定 在托盘的中部。歧管80是基本竖直的，它纵向地穿过鼓32，并且它基本平行于 鼓的纵轴线。

歧管80支撑多个喷洒喷嘴82。在所示示例中，歧管80支撑三列喷嘴82， 每列都具有五或六个喷嘴。每列喷嘴82被分开并彼此相对地在基本竖直的平面 内对齐，这些平面的每一个都与其他列喷嘴的平面有角度地偏移。在图10中可 以图解地看出，两列喷嘴82绕歧管80的轴线在径向相反的平面内延伸，而第三 列喷嘴位于与这些平面之一偏移约45°的平面内。

如在图9中可以看出，一些喷嘴82具有向下指向的其出口孔以及其他具有 向上指向的，使得液体被喷洒在鼓内腔的整个表面上。在该示例中，鼓32具有 六个内腔36，每个内腔接收由两个或三个喷嘴82喷洒的液体。离开喷嘴的液体 的出口压力可能例如为大约2bar。

如在图12中图解地示出，输送歧管80的底端由管道84连接到三端口阀86 的出口，该阀86具有被连接到容纳上述乳化剂的容器70的第一入口和被连接到 水贮存器88的第二入口。将三端口阀连接到供水网络的管道可具有压力表90和 停止旋塞91。容纳乳化剂的容器70具有用于搅拌其内含物的搅拌设备92，也可 能具有同样压力表94。

在图11中更清楚地示出的回收歧管100是基本直线和竖直的，其底端被固 定到托盘42的基本中部。歧管100纵向地穿过鼓32，并且它基本平行于其他歧 管80并且与其他歧管80之间具有一个短距离。

歧管100支撑多个抽吸管102，在所示示例中有5个。这些管102规则地彼 此分开。它们由柔性塑料材料制成，并且每个都具有被连接到歧管100的一端以 及自由的另一端，另一端用于在鼓32内被接收在空腔36底部中，以吸收被注入 到空腔内的液体。

在所示示例中，鼓32倾斜，使得鼓的每个内腔的最低区域位于限定空腔的 一个盘的侧表面上。抽吸管102的自由端位于这些区域106内，在图4中用圆圈 图解地表示。

当处理鼓32时，被喷洒到空腔内的乳化剂或水在重力下沿空腔36的内侧表 面流到上述区域，并由管从该区域被吸出。

如在图12中图解地示出，回收歧管100的底端由管道连接到具有用于排出 目的的出口107的上述泵72。容器70由具有压力表110和停止旋塞110的管道 109连接到进气网络108。泵72经由具有流量调节器113和隔离阀114的另一管 道112被连接到该管道109。图12中的标记116表示快速耦合。

歧管80和100的顶端被固定到用于定心和引导鼓32的元件101，当它被安 装在装置上时。在所示示例中，元件101具有凸曲面形状的外围边缘部分，其与 鼓的盘34的内围边缘基本互补。当鼓被放置在装置上的合适位置时，鼓被定位 在歧管80和100上并竖直向下移动，使得歧管纵向地穿过鼓。在穿过中，元件 101与盘34的内围边缘配合以引导和定心鼓32。一旦鼓被放置在合适位置，元 件101可由盖部(未示出)覆盖，盖部用于关闭鼓的顶部内腔36以及从而防止 乳化剂和水在被处理时从鼓喷出。

本发明的装置30可如下使用。

托盘42水平地布置，即杆54处于图2到4所示的位置。鼓32被放置在托 盘42上的合适位置。如上所述，鼓32被定位在该装置上方，然后被向下移动， 直到歧管80和100纵向地穿过鼓以及鼓立在托盘的滚轴64上。杆54然后从如 图2到4所示的位置移动到如图5所示的位置，使得托盘42倾斜。在该位置， 鼓32倾斜并且平行于鼓轴线延伸以及被固定到托盘的歧管同样是倾斜的。乳化 剂经由输送歧管80和喷洒喷嘴82被喷洒到鼓32的内腔，乳化剂在重力下沿空 腔的内表面流动到其由歧管100吸收和回收的区域106。在该操作中，操作者使 用手动或电机驱动设备致使鼓32被设置成旋转，使得乳化剂可被喷洒到每个内 腔的整个表面上。该操作持续约1分钟。例如，所使用的乳化剂是一种由供应商 宣伟(Sherwin)出售的编号为ER83A的产品，乳化剂在水中被稀释到5％。此 后，这足以操作阀86，以用水进给歧管80，这可以很快地完成。

水然后经由输送斜面80和喷洒喷嘴82被喷洒到鼓的内腔。该水在重力下流 到区域106，在此水由歧管100吸收并回收。在该操作过程中，操作者同样使用 手动或电机驱动设备致使鼓32被设置成旋转，使得每个内腔的整个表面用水冲 洗。该操作持续约1分钟，因此在本发明的该特定实施方式中喷洒鼓所需的总时 间为约2分钟。

在未示出的变型中，歧管相对于托盘可移动，以优化它们相对于用于处理的 工件的位置，从而能够处理不同尺寸的工件。可手动地或在电机帮助下实施该移 动。

在未示出的另一变型中，该装置可包括另一输送歧管，其装配有喷洒喷嘴并在 工件的外侧上延伸，从而在处理其内腔同时将液体喷洒到工件的外表面上。