專利名稱：可移除的安裝在喉部的入口引導葉片的制作方法
可移除的安裝在喉部的入口引導葉片對相關申請的交叉引用本申請要求2009年7月20日遞交的顆目為“可移除的安裝在喉部的入口引導葉片(removable throat mounted inlet guide vane)”的美國臨時專利申請No. 61/227，032的優(yōu)先權，該申請通過引用被整體并入本文。
背景技術：
這部分旨在給讀者介紹可能與本發(fā)明的各個方面相關的領域的各個方面，本發(fā)明的各個方面將在下面被描述和/或被主張。該討論被認為是有助于給讀者提供背景信息的，以便于本發(fā)明的各個方面的更好的理解。相應地，應當可以理解的是，這些陳述是要以這個角度來解讀的，而不是解讀為承認是現有技術。氣體壓縮機被使用在廣泛的行業(yè)種類中，所述行業(yè)種類包括航空與航天、汽車、石油和天然氣、發(fā)電、食品和飲料、制藥、水處理等等。被壓縮的氣體可以包括空氣、氮氣、氧氣、天然氣或者任何其他類型的氣體。氣體壓縮機系統(tǒng)總地包括通過減小(例如，壓縮)氣體的體積來增加氣體壓力的裝置。某些類型的氣體壓縮機采用一個或者更多個采用旋轉扭矩來壓縮進入氣體(incoming gas)的機構。舉例來說，在離心式氣體壓縮機系統(tǒng)中，氣體通過入口被吸入殼體中，所述氣體被旋轉葉輪壓縮，并且所述氣體從所述殼體被排出。然而， 這些氣體壓縮機常常占用很大的空間。另外，這些氣體壓縮機往往相當復雜，由此使得維護和售后服務更費時和更昂貴。附圖簡要說明當參考附圖閱讀以下的具體描述時，本發(fā)明的各種特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解，在所有圖中相同的符號代表相同的部分，其中

圖1是離心式壓縮機系統(tǒng)的示例性實施方案的透視圖；圖2是描繪在圖1中的所述離心式壓縮機系統(tǒng)的離心式壓縮機級的示例性實施方案的透視圖；圖3是離心式壓縮機級的外部殼體、間隔環(huán)和入口罩的示例性實施方案的局部剖開視圖；圖4是離心式壓縮機級的示例性實施方案的局部剖開視圖，示出各種組件是怎樣裝配在一起的；圖5是離心式壓縮機級的示例性實施方案的分解圖，進一步示出所述各種組件是怎樣裝配在一起的；圖6A和圖6B是離心式壓縮機級的渦形管殼、入口罩和入口引導葉片組件的示例性實施方案的局部剖視圖；圖7A和圖7B是入口引導葉片組件的示例性實施方案的透視圖，分別示出在部分打開取向(orientation)和關閉取向的入口引導葉片；圖8是入口引導葉片組件的示例性實施方案的分解圖；圖9是入口引導葉片致動組件的示例性實施方案的某些組件的分解圖；圖10是入口引導葉片組件的局部側視圖；以及
圖11是入口引導葉片組件的驅動軸、間隔環(huán)和氣缸的示例性實施方案的局部剖視圖。具體實施方案的詳細描述本發(fā)明的一個或者更多個具體實施方案將在下面被描述。這些被描述的實施方案僅是本發(fā)明的示例性實施方案。附加地，為了給這些示例性實施方案提供簡明的描述，實際實施方式的所有特征可以不在說明書中被描述。應當被理解的是，在任何這樣的實際實施方式的開發(fā)中，如在任何工程或設計項目中，必須做出眾多實施方式特定的決策來達到開發(fā)者的具體目標，比如遵循系統(tǒng)相關約束和業(yè)務相關約束，所述系統(tǒng)相關約束和業(yè)務相關約束可以隨實施方式的不同而變化。并且，應當被理解的是，這樣的開發(fā)工作可能是復雜的并且費時的，但是對于得益于本公開的普通技術人員來說不過是設計、制造和生產的常規(guī)任務。如上所述，離心式壓縮機系統(tǒng)趨向于占據大量的空間。如此，存在減小這些系統(tǒng)所占空間量的持續(xù)的需求。然而，減小離心式壓縮機系統(tǒng)的尺寸的努力常常導致組件的整合， 這趨向于使系統(tǒng)更加復雜并且在許多情況下降低運轉和維護這兩者的靈活性。公開的實施方案通過提供離心式壓縮機組件的某種程度的整合(integration)來應對這些不足，同時通過保持某些組件為可分離的組件也使得維護能夠容易。特別地，公開的實施方案提供了一種入口引導葉片組件，所述入口引導葉片組件被配置為一可分離的單元，所述可分離的單元可以被安裝在壓縮機組件的喉部內。如此，公開的實施方案可以減小每個離心式壓縮機級的整體尺寸并且減少對外部支持的需求。另夕卜，公開的實施方案還通過使分開的入口引導葉片組件更容易移除來便利維護。另外，與線性致動不同，公開的實施方案使得入口引導葉片能夠進行旋轉致動。這樣做可以減少對更昂貴和更復雜的密封技術的需求。相反，公開的實施方案提供一種氣缸，所述氣缸圍繞致動入口引導葉片的旋轉驅動軸裝配。氣缸可以包括入口緩沖端口和出口緩沖端口。緩沖氣體可以被注入到所述入口緩沖端口內，導致緩沖氣體和沿驅動軸漏出的工藝氣體通過出口緩沖端口被排出。另外，公開的實施方案提供圍繞內部殼體的周向路徑，所述周向路徑允許為凸輪從動件提供路徑，以最小化致動環(huán)相對于內部殼體的軸向位移。圖1是離心式壓縮機系統(tǒng)10的示例性實施方案的透視圖。離心式壓縮機系統(tǒng)10 被大體上配置來在各種應用中壓縮氣體。例如，離心式壓縮機系統(tǒng)10可以被使用在與汽車工業(yè)、電子工業(yè)、航天和航空工業(yè)、石油和天然氣工業(yè)、發(fā)電工業(yè)、石油化工工業(yè)等等相關的應用中。另外，離心式壓縮機系統(tǒng)10可以被用來壓縮包含某些腐蝕性元素的氣體。例如， 所述氣體可以包含碳酸、硫酸、二氧化碳等等?？偟兀x心式壓縮機系統(tǒng)10包括一個或者更多個離心式壓縮機級，所述一個或者更多個離心式壓縮機級被配置來增加進入氣體的壓力(例如，壓縮)。在一些實施方案中， 離心式壓縮機系統(tǒng)10包括大約150至大約3000馬力(hp)的額定功率、大約每平方英寸80 至150磅(psig)的排出壓力和大約每分鐘600至15000立方英尺(cfm)的輸出容量。雖然說明性的實施方案僅包括多種壓縮機結構中的一種，但是離心式壓縮機系統(tǒng)10的其他實施方案可以包括各種壓縮機結構和運行參數。例如，離心式壓縮機系統(tǒng)10可以包括低馬力額定功率、高馬力額定功率等等，所述低馬力額定功率適于具有低輸出功率和/或低壓力差的應用，所述高馬力額定功率適于具有高輸出功率和/或高壓力差的應用。
在示例性實施方案中，離心式壓縮機系統(tǒng)10包括控制面板12、驅動單元14、壓縮機單元16、中間冷卻器18、潤滑系統(tǒng)20和共同基座22。共同基座22大體上提供離心式壓縮機系統(tǒng)10的簡化的組裝和安裝。例如，控制面板12、驅動單元14、壓縮機單元16、中間冷卻器18和潤滑系統(tǒng)20被耦合到共同基座22。這使得離心式壓縮機系統(tǒng)10能夠作為模塊化組件來安裝和組裝，所述模塊化組件是預先組裝和/或現場組裝的?？刂泼姘?2包括各種裝置和控制器，所述裝置和控制器被配置來監(jiān)視和調控離心式壓縮機系統(tǒng)10的運轉。例如，在一個實施方案中，控制面板12包括開關來控制系統(tǒng)電源，和/或指示離心式壓縮機系統(tǒng)10的運行參數的眾多裝置(例如，液晶顯示器和/或發(fā)光二極管)。在其他實施方案中，控制面板12包括高級功能，比如可編程邏輯控制器(PLC) 或諸如此類。驅動單元14大體上包括被配置來提供動力給離心式壓縮機系統(tǒng)10的裝置。驅動單元14被用來典型地以旋轉驅動單元軸的形式提供能量，所述能量被用于壓縮進入氣體。 大體上，旋轉驅動單元軸被耦合到壓縮機單元16的內部工作區(qū)，并且驅動單元軸的旋轉被轉化為壓縮進入氣體的葉輪的旋轉。在示例性實施方案中，驅動單元14包括被配置來提供旋轉扭矩給驅動單元軸的電動機。在其他實施方案中，驅動單元14可以包括其他動力裝置，比如壓縮點火(例如，柴油)發(fā)動機、火花點火(例如，內部氣體燃燒)發(fā)動機、燃氣渦輪發(fā)動機或諸如此類。壓縮機單元16典型地包括被耦合到驅動單元軸的變速箱24。變速箱M大體上包括各種機構，所述機構被用來將動力從驅動單元14 (驅動單元軸的旋轉)分配到離心式壓縮機級的葉輪。舉例來說，在離心式壓縮機系統(tǒng)10的運轉中，驅動單元軸的旋轉經由內部齒輪裝置傳送給第一離心式壓縮機級沈、第二離心式壓縮機級觀和第三離心式壓縮機級30的各種葉輪。在示例性實施方案中，變速箱M的內部齒輪裝置典型地包括被耦合到傳送旋轉扭矩給葉輪的驅動軸的大齒輪。應該理解的是，這樣的系統(tǒng)(例如，在所述系統(tǒng)中驅動單元14被間接地耦合到傳送旋轉扭矩給葉輪的驅動軸)被大體上稱為間接驅動系統(tǒng)。在某些實施方案中，間接驅動系統(tǒng)可以包括一個或者更多個齒輪(例如，變速箱對)、離合器、變速器、皮帶驅動(例如，皮帶和滑輪)，或者任何其他的間接耦合技術。然而，離心式壓縮機系統(tǒng)10的另一個實施方案可以包括直接驅動系統(tǒng)。在使用直接驅動系統(tǒng)的實施方案中，變速箱M和驅動單元14可以被實質上整合到壓縮機單元16中，以直接地提供扭矩給驅動軸。例如，在直接驅動系統(tǒng)中，動力裝置(例如，電動機)包圍驅動軸，由此直接地(例如，沒有中間齒輪裝置)在驅動軸上賦予扭矩。因此，在使用直接驅動系統(tǒng)的實施方案中，多個電動機可以被用來在壓縮機單元16的每級中驅動一個或者更多個驅動軸和葉輪。然而，任何類型的間接驅動或者直接驅動系統(tǒng)都可以被用在某些實施方案中。變速箱M包括這樣的特征部分，所述特征部分提供離心式壓縮機系統(tǒng)10的增加的可靠性和簡化的維護。例如，為了提高性能，變速箱對可以包括整體鑄造的多級設計。換言之，變速箱M可以包括單個鑄件，所述單個鑄件包括三個渦形管，來幫助減少典型地與離心式壓縮機系統(tǒng)10相關聯(lián)的組裝和維護方面的問題。進一步地，變速箱M可以包括以水平方式分離的蓋，以容易地移除和檢查設置在變速箱M內部的組件。如上簡要地論述的，壓縮機單元16大體上包括一個或者更多個離心式壓縮級，所述一個或者更多個離心式壓縮級以串聯(lián)方式壓縮進入氣體。例如，在示例性實施方案中，壓縮機單元16包括三個離心式壓縮級(例如，三級離心式壓縮機)，所述三個離心式壓縮級包括第一離心式壓縮機級沈、第二離心式壓縮機級觀和第三離心式壓縮機級30。離心式壓縮機級沈、28、30中的每個包括離心式渦形管，所述離心式渦形管包括包圍一個或者更多個氣體葉輪的殼體。在運轉中，進入氣體在以升高的壓力被排出前，順序地進入離心式壓縮機級沈、28、30中的每一個。離心式壓縮機系統(tǒng)10的運作包括將氣體經由壓縮機入口 32并以箭頭34的方向吸入第一離心式壓縮機級26。如所示的，壓縮機單元16還可以包括引導葉片36。引導葉片36可以包括葉片和其他機構，以當氣體進入第一離心式壓縮機級沈時引導所述氣體的流動。例如，引導葉片36可以在與第一離心式壓縮機級沈的葉輪相同的方向將旋渦運動賦予入口氣體流，由此幫助減小在葉輪上輸入的用以壓縮進入氣體的功。如在下面更詳細地描述的，在某些實施方案中，引導葉片36可以被直接地并入每個單獨的離心式壓縮機級。在氣體經由壓縮機入口 32被吸入到離心式壓縮機系統(tǒng)10中后，第一離心式壓縮機級沈壓縮并經由第一導管38排出壓縮氣體(compressed gas)。第一導管38將所述壓縮氣體導送(routes)到中間冷卻器18的第一級40內。從第一離心式壓縮機級沈排出的壓縮氣體被直接通過第一級中間冷卻器40并且經由第二管道42從中間冷卻器18被排出?？偟兀虚g冷卻器18的每個級包括熱交換系統(tǒng)，以冷卻壓縮氣體。在一個實施方案中，中間冷卻器18包括管中水(water-in-tube)的設計，當壓縮氣體經過在中間冷卻器 18內部的熱交換元件時，所述設計有效地從所述壓縮氣體去除熱量。中間冷卻器級被提供在每個離心式壓縮機級之后，以降低氣體溫度并且增加每個離心式壓縮機級的效率。例如， 在示例性的實施方案中，在將氣體導送到第三離心式壓縮機級30之前，第二管道42將壓縮氣體導送到第二離心式壓縮機級觀和中間冷卻器18的第二級44中。在第三離心式壓縮機級30壓縮氣體之后，壓縮氣體經由壓縮機排出口 46以箭頭 47的方向被排出。在示例性實施方案中，壓縮氣體不經中間冷卻步驟(例如，穿過第三中間冷卻器級)被從第三離心式壓縮機級30導送到排出口 46。然而，離心式壓縮機系統(tǒng)10的其他實施方案可以包括第三中間冷卻器級或者類似的裝置，所述第三中間冷卻器級或者類似的裝置被配置來當壓縮氣體離開第三離心式壓縮機級30時冷卻壓縮氣體。進一步地，額外的管道可以被耦合到排出口 46，以有效地導送壓縮氣體，以在期望的應用中(例如，干燥應用)使用。圖2是離心式壓縮機級48(比如描繪在圖1中的第一、第二和第三離心式壓縮機級沈、28、30)的示例性實施方案的透視圖。如上所述，氣體可以如箭頭52所示地，沿離心式壓縮機級48的中心軸50軸向地流入離心式壓縮機級48，并且可以如箭頭56所示地，沿正切路徑通過渦形管殼M以升高的壓力離開離心式壓縮機級48。如上所述，在某些實施方案中，不像描繪在圖1中的外部引導葉片36那樣，離心式壓縮機級48可以包括整合的入口引導葉片58。如所示的，入口引導葉片58可以繞離心式壓縮機級48的中心軸50以放射狀布置。如在下面更詳細的描述的，入口引導葉片58可以被旋轉以改變進入到離心式壓縮機級48內的氣體流率(flow rate)。特別地，在某些實施方案中，旋轉致動器60可以通過致動安裝架64被安裝到離心式壓縮機級48的間隔環(huán)62。旋轉致動器60可以被配置來如箭頭70所示地繞驅動軸66的軸68來回地旋轉所述驅動軸66。因此，旋轉致動器60可以僅依靠旋轉而不是直線運動來調整入口引導葉片58。在某些實施方案中，旋轉致動器60可以是1/4圈旋轉致動器。然而，在其他實施方案中，旋轉致動器60可以是半圈或者3/4圈旋轉致動器。如在下面更詳細的描述的，驅動軸66繞所述驅動軸66的軸68的旋轉可以影響入口引導葉片58相對于離心式壓縮機級48的中心軸50的取向，由此調整流入到離心式壓縮機級48中的氣體量。 例如，每個引導葉片58可以響應于驅動軸66的旋轉，繞垂直于中心軸50的軸(例如，徑向軸)旋轉。替代例如直線驅動器的旋轉致動器60的使用可以減少致動系統(tǒng)的總成本，還減少對更復雜的、壓力平衡的線性驅動系統(tǒng)的需求。另外，不同于沿驅動軸66的軸68軸向地平移所述驅動軸66，通過繞驅動軸66的軸68旋轉所述驅動軸66來致動入口引導葉片58 可以減少對更復雜的密封裝置的需求，由于驅動軸66進入或離開離心式壓縮機級48的主體的軸向運動，所述需求是必要的。另外，在某些實施方案中，離心式壓縮機級48可以包括在旋轉致動器60和間隔環(huán) 62之間的氣缸72。氣缸72包圍驅動軸66并且如在下面更詳細地描述的，所述氣缸72可以使在離心式壓縮機級48中被壓縮的氣體的泄漏最小化。例如，氣缸72可以包括一系列密封件(例如，0形環(huán))和中間端口，所述中間端口可以被用于從所述密封件之間泄出和清除氣體(例如，腐蝕性氣體)。在圖2中所示的離心式壓縮機級48的其他組件包括外部殼體74和入口罩76。圖3是離心式壓縮機級48的外部殼體74、間隔環(huán)62和入口罩76的示例性實施方案的局部剖開視圖，進一步示出通過離心式壓縮機級48的氣體的流動。如上所述，氣體可以如箭頭52所示地沿中心軸50進入離心式壓縮機級48。入口引導葉片58可以改變進入離心式壓縮機級48的入口罩76內的中心腔78中的氣體流率。如上關于圖1的描述，葉輪 80可以由驅動軸驅動，以導致葉輪80如箭頭82所示地繞離心式壓縮機級48的中心軸50 的旋轉。葉輪80的葉片84的旋轉導致在入口罩76的中心腔78內的氣體的壓縮。壓縮氣體如箭頭86所示地從入口罩76排出，并且，如上所述，通過在圖2中所示的渦形管殼M。如所示的，在某些實施方案中，離心式壓縮機級48可以包括內部殼體88，所述內部殼體88，除其他之外，蓋住入口引導葉片58。另外，在某些實施方案中，離心式壓縮機級 48可以包括致動環(huán)90，如在下面更詳細的描述的，所述致動環(huán)90可以被用于導致入口引導葉片58的取向(例如，旋轉)的改變，由此調整進入到離心式壓縮機級48內的氣體的流率。 在某些實施方案中，致動環(huán)90可以被配置來與多個凸輪從動件92—起圍繞內部殼體88旋轉，所述多個凸輪從動件92保持致動環(huán)90相對于內部殼體88的軸向定位。特別地，如在下面關于圖10的更詳細的描述的，凸輪從動件92可以包括V形槽128，所述V形槽1 與從內部殼體88徑向地延伸的V形軌道130配合。因此，當阻止沿軸50的軸向運動時，凸輪從動件92循著與軸50同心的環(huán)形路徑運動。如還在下面更詳細的描述的，經由多個連桿96，致動環(huán)90繞內部殼體88的旋轉可以導致多個曲柄臂94的旋轉，所述多個曲柄臂94的旋轉可以導致入口引導葉片58改變取向(例如，繞相對于中心軸50的徑向軸旋轉)。特別地，曲柄臂94可以被固定到葉片軸，所述葉片軸徑向地延伸通過由外部和內部殼體74、88限定的孔并且被連接到各自的入口引導葉片58。曲柄臂94的旋轉可以導致葉片軸的旋轉并且依次導致入口引導葉片58的旋轉。圖4是離心式壓縮機級48的示例性實施方案的局部剖開視圖，示出各種組件是怎樣裝配在一起的。如上所述，通過旋轉致動器60，驅動軸66可以如箭頭70所示地繞其軸 68來回地旋轉。如在下面更詳細的描述的，驅動軸66可以被直接地連接到主葉片軸，所述主葉片軸可以導致主入口引導葉片58的旋轉。驅動軸66的旋轉還可以導致直接地連接到所述驅動軸66的主曲柄臂98的旋轉。主曲柄臂98的旋轉可以導致致動環(huán)90繞內部殼體 88的旋轉。特別地，一旦主曲柄臂98旋轉，連接到所述主曲柄臂98的連桿96就可以導致致動環(huán)90相對于內部殼體88旋轉。當致動環(huán)90相對于內部殼體88旋轉時，其他曲柄臂 94導致它們各自的葉片軸的旋轉，所述各自的葉片軸的旋轉依次導致它們各自的入口引導葉片58的旋轉。如此，驅動軸66的旋轉導致主入口引導葉片58的直接旋轉(例如，沒有來自曲柄臂94或者連桿96的協(xié)助)，在具有致動環(huán)90的幫助時，驅動軸66的旋轉導致其他入口引導葉片58的間接旋轉(例如，具有來自曲柄臂94或者連桿96的協(xié)助)。圖5是離心式壓縮機級48的示例性實施方案的分解圖，進一步示出各種組件是怎樣裝配在一起的。如所示的，入口罩76可以裝配在渦形管殼M內。特別地，在某些實施方案中，入口罩76可以被配置來用螺栓安裝到或者以其他方式連接到渦形管殼M，以形成整合的壓縮機組件100。另外，在某些實施方案中，離心式壓縮機級48的余下的組件可以被配置為連接在一起以形成可分離的、整合的入口引導葉片組件102。例如，在某些實施方案中，螺釘可以被用來將內部殼體88裝配到外部殼體74并且沉頭螺釘可以被用來將間隔環(huán) 62裝配到外部殼體74。另外，在某些實施方案中，入口引導葉片組件102可以被配置為連接到壓縮機組件100。例如，在某些實施方案中，螺釘可以延伸通過外部殼體74、間隔環(huán)62 和入口罩76，并且進入到渦形管殼M中的螺紋孔內。應當注意的是，可以被稱為入口引導葉片致動組件104(例如，包括驅動軸66、曲柄臂94、連桿96、葉片軸、入口引導葉片58等等)的許多組件將相對于圖8至圖10在以下被更詳細地描述。示于圖5中的作為入口引導葉片組件102的一部分的所有組件可以從壓縮機組件100以及從入口引導葉片組件102 的其他組件被移除。圖6A和圖6B是離心式壓縮機級48的渦形管殼M、入口罩76和入口引導葉片組件102的示例性實施方案的局部剖視圖。如圖6A所示，氣體可以如箭頭52所示地沿中心軸50流入到入口引導葉片組件102中、進入在入口罩76內的中心腔78、被葉輪80壓縮、如箭頭86所示地排到渦形管殼M內，并且最終如箭頭56所示地離開渦形管殼M。然而，圖6A示出連接到入口罩76和渦形管殼M的可分離的入口引導葉片組件 102。相反地，圖6B示出從入口罩76和渦形管殼M(例如，壓縮機組件100)這兩者分離的入口引導葉片組件102。實際上，將入口引導葉片組件102從入口罩76和渦形管殼M移除的能力是本實施方案的優(yōu)點中的一個。特別地，入口引導葉片組件102可以被安裝在入口罩76的喉部，同時仍然使得入口引導葉片組件102能夠容易地移除。這使得入口引導葉片組件102和所述入口引導葉片組件102的相關組件能夠增強維護靈活性，同時也使得離心式壓縮機級48能夠在更高的壓力下運轉。另外，通過將致動環(huán)90、內部殼體88和入口引導葉片致動組件104裝入現存的壓縮機組件100中，入口引導葉片組件102可以總地比常規(guī)的引導葉片組件(比如在圖1中所示的外部引導葉片36)更小和重量更輕，同時仍然能夠承受更高的運轉壓力。換言之，作為一包絡體(enclosure)，致動環(huán)90、內部殼體88和入口引導葉片致動組件104從屬于壓縮機組件100，而不是使用獨立于組件100的分開的包絡體。因此，一旦與壓縮機組件100組裝，入口引導葉片組件102就成為被包絡的，而不是自成一體的。圖7A和圖7B是入口引導葉片組件102的示例性實施方案的透視圖，分別示出在部分打開取向和關閉取向的入口引導葉片58。特別地，圖7A示出在部分打開取向的入口引導葉片58。換言之，入口引導葉片58相對于一平面被定向在一個角度，所述平面正交于中心軸50。相反地，圖7B示出在關閉取向的入口引導葉片58。換言之，入口引導葉片58被沿一平面取向，所述平面正交于中心軸50。應當注意的是，為了幫助示出在關閉取向的入口引導葉片58，致動環(huán)90沒有被示出于圖7B中。在圖7A和圖7B所示的實施方案中，使用八個三角形的入口引導葉片58。然而，在其他實施方案中，可以使用其他數量(例如，四個、六個、十個、十二個等等)的入口引導葉片58。同時，如上所述，入口引導葉片58是可分離的入口引導葉片組件102整體的一部分，所述入口引導葉片組件102可以從壓縮機級(例如， 壓縮機組件100)的喉部被直接地連接或卸除。這例如不同于上面在圖1中所示的外部引導葉片36，也不同于直接地整合到壓縮機組件100內的引導葉片。圖8是入口引導葉片組件102的示例性實施方案的分解圖。另外，圖8描繪了入口引導葉片致動組件104的主要組件。如上所述，入口引導葉片致動組件104可以包括驅動軸66、曲柄臂94、連桿96和入口引導葉片58。另外，入口引導葉片致動組件104可以包括上面提及的葉片軸106，所述葉片軸106包括主葉片軸108。如所示的，每個葉片軸106 可以具有一個連到所述葉片軸106末端的入口引導葉片58。如上所述，如箭頭70所示的， 驅動軸66繞所述驅動軸66的軸68的旋轉可以直接地導致主葉片軸108的旋轉，由此調整主引導葉片110的取向。換言之，驅動軸66和主葉片軸108(以及主入口引導葉片110)彼此排成一線沿一共同的旋轉軸68直接地旋轉。同樣如上所述，通過導致致動環(huán)90相對于內部殼體88的旋轉，驅動軸66繞所述驅動軸66的軸68的旋轉可以間接地導致其他(從)葉片軸106的旋轉。特別地，驅動軸 66的旋轉也可以導致主曲柄臂98的旋轉。經由相關的連桿96，主曲柄臂98的旋轉可以被接著傳遞到致動環(huán)90。連到致動環(huán)90的其他連桿96可以導致所述其他連桿96的各自的曲柄臂94的旋轉，所述其他連桿96的各自的曲柄臂94的旋轉依次導致所述其他連桿96 的各自的葉片軸106的旋轉，由此導致其他(從)入口引導葉片58的旋轉。如此，所有的入口引導葉片58的取向可以基本上被同步。應當注意的是，不像與主葉片軸108，驅動軸 66和從葉片軸106(以及從入口引導葉片58)不是彼此排成一線沿一共同的旋轉軸直接地旋轉。圖9是入口引導葉片致動組件104的示例性實施方案的某些組件的分解圖。特別地，驅動軸66可以被直接地連接到耦合接頭112。在示例性實施方案中，驅動軸66可以包括具有缺口的端114，所述具有缺口的端114被配置來與在耦合接頭112中的具有凹口的開口 116配合，從而來自驅動軸66的扭力可以被傳送到耦合接頭112。耦合接頭112可以依次被配置來裝配在主曲柄臂98上，以將主曲柄臂98耦合到驅動軸66。在某些實施方案中，一對耐磨止推墊圈118和一耐磨套管120可以被置于曲柄臂94 (比如主曲柄臂98和葉片軸106(例如，主葉片軸108))之間。葉片軸106(例如，主葉片軸108)還可以包括具有缺口的端122，所述具有缺口的端122被配置來與曲柄臂94 (例如，主曲柄臂98)配合。
如上所述，驅動軸66的旋轉可以直接地導致主葉片軸108的旋轉，并且如此可以直接地調整主入口引導葉片110的角度取向。另外，驅動軸66的旋轉可以導致主曲柄臂98 的旋轉，所述主曲柄臂98的旋轉可以依次通過致動環(huán)90間接地導致其他葉片軸106的旋轉。如此，驅動軸66的旋轉可以間接地調整其他入口引導葉片58的取向。特別地，如上所述，主曲柄臂98的旋轉可以通過連到主曲柄臂98的連桿96被傳遞到致動環(huán)90。如圖9所示，經由連到每個曲柄臂94的一端部的球面軸承124，連桿96可以被連到曲柄臂94，比如主曲柄臂98。如圖10所示，致動環(huán)90也可以包括球面軸承124，連桿96可以連接到所述球面軸承124。特別地，在連桿96的兩個端部，連桿96可以包括兩個圓形開口 126(例如， 眼形孔)，球面軸承1 可以裝配在所述兩個圓形開口 1 中。球面軸承連桿96的使用可以使得曲柄臂94的旋轉能夠傳遞到所述致動環(huán)90以及傳遞自所述致動環(huán)90，從而可以以致動環(huán)90相對于內部殼體88的最小軸向位移來便利所述致動環(huán)90相對于內部殼體88的旋轉對準。如上所述，連到致動環(huán)90的凸輪從動件92可以進一步協(xié)助致動環(huán)90相對于內部殼體88的軸向對準。圖10是入口引導葉片組件102的局部側視圖。如圖10所示的，凸輪從動件92可以包括V形槽128，所述V形槽128與在內部殼體88的外表面132上的V形軌道130配合。特別地，V形軌道130是繞內部殼體88的外表面132的周長設置的環(huán)形軌道。因此，經由V形槽1 與V形軌道130之間的接觸面，凸輪從動件92沿環(huán)形軌道被引導。如箭頭134所示的，當致動環(huán)90相對于內部殼體88旋轉時，凸輪從動件92沿V形軌道130騎行(ride)，最小化致動環(huán)90相對于內部殼體88的軸向運動。如上所述，如箭頭134所示的，當致動環(huán)90相對于內部殼體88旋轉時，連桿96可以導致曲柄臂94如箭頭136所示地旋轉。由于曲柄臂94被連接到葉片軸106，曲柄臂94 的旋轉導致葉片軸106的旋轉，由此引起在每個各自的葉片軸106的端部的入口引導葉片 58的旋轉。如上所述，氣缸72可以提供泄漏保護，從而沿驅動軸66漏出的壓縮氣體被最小化。圖11是驅動軸66、間隔環(huán)62和氣缸72的示例性實施方案的局部剖視圖。如所示的， 在某些實施方案中，驅動軸66可以包括多個凹槽138 (例如，環(huán)形凹槽)，所述多個凹槽138 在圍繞所述驅動軸66的這樣的范圍內延伸，其中密封件比如是滑動密封環(huán)(例如，環(huán)形密封件)可以被用來阻擋沿驅動軸66的一定數量的氣體泄漏。示例性實施方案包括三個凹槽138，然而，其他實施方案可以包括不同數量的凹槽138 (例如，一個、兩個、四個或者五個凹槽)。另外，氣缸72還可以包括入口緩沖端口 140和出口緩沖端口 142。在某些實施方案中，緩沖氣體(例如，空氣或者其他無腐蝕性的氣體)可以在升高的壓力下被注入到入口緩沖端口 140中，從而沿驅動軸66漏出的工藝氣體的壓力可以被克服。不同于進一步沿驅動軸66漏出，這樣做可以導致沿驅動軸66漏出的工藝氣體通過出口緩沖端口 142被排出。 如所示的，入口和出口緩沖端口 140、142這兩者都可以沿驅動軸66被大體上置于密封區(qū) 144內。換言之，入口和出口緩沖端口 140、142可以沿驅動軸66被大體上置于凹槽138對和相關聯(lián)的密封件之間。公開的實施方案提供許多優(yōu)點。例如，在外部不同于比如在圖1中所示的引導葉片36，利用緊挨著壓縮機組件100(例如，安裝在壓縮機組件100的喉部)的入口引導葉片組件102，由每個單獨的離心式壓縮機級48占據的空間可以被最小化。另外，對外部支持的需求也可以被減少。然而，通過使得入口引導葉片組件102和其組件能夠從壓縮機組件 100容易地移除，可分離的入口引導葉片組件102的使用可以便利維護。另外，不同于軸向地移動驅動軸66，通過徑向地旋轉驅動軸66致動入口引導葉片58，減少了對昂貴和復雜的密封技術的需求。相反，通過入口緩沖端口 140注入高壓緩沖氣體并且通過出口緩沖端口 142排出緩沖氣體和沿驅動軸66漏出的工藝氣體使得在此描述的氣缸72可以提供足夠的密封和通氣能力。同時，保證致動環(huán)90和內部殼體88之間的最小軸向位移的凸輪從動件 92的使用可以證明是有益的。 盡管本發(fā)明可能具有各種修改和替代方式，具體實施方案已經以實施例的方式在附圖中被示出，并且已在本文中被具體描述。然而，應當明白的是，本發(fā)明不是旨在被限制到被公開的特定形式。相反，本發(fā)明將覆蓋落在如下所附的權利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內的所有的修改、等同物和替代物。
權利要求
1.一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括入口引導葉片組件，所述入口引導葉片組件包括多個入口引導葉片，所述多個入口引導葉片圍繞中心軸以放射狀設置并且被配置來繞與所述中心軸正交的軸旋轉；驅動軸，所述驅動軸被耦合到所述多個入口引導葉片的主入口引導葉片，其中所述驅動軸沿一共同的旋轉軸旋轉所述主入口引導葉片，并且所述驅動軸導致所述多個入口引導葉片的從入口引導葉片繞所述從入口引導葉片各自的軸旋轉，所述從入口引導葉片各自的軸與所述共同的旋轉軸是偏置的；以及旋轉致動器，所述旋轉致動器被耦合到所述驅動軸并且被配置來導致所述驅動軸的旋轉。
2.權利要求1的所述系統(tǒng)，包括壓縮機組件，所述壓縮機組件被連接到所述入口引導葉片組件，其中所述壓縮機組件包括入口罩和渦形管殼。
3.權利要求1的所述系統(tǒng)，其中所述入口引導葉片組件包括氣缸，所述氣缸圍繞所述驅動軸設置，其中所述氣缸包括入口緩沖端口和出口緩沖端口，所述入口緩沖端口被配置來接納緩沖氣體，所述出口緩沖端口被配置來排出所述緩沖氣體和沿所述驅動軸漏出的工藝氣體。
4.權利要求3的所述系統(tǒng)，其中所述驅動軸包括多個凹槽，所述多個凹槽圍繞所述驅動軸周向地延伸，并且其中所述氣缸的所述入口和出口緩沖端口在軸向上被定位在相鄰的凹槽之間。
5.權利要求4的所述系統(tǒng)，其中所述入口引導葉片組件包括多個密封件，并且每個密封件被設置在所述驅動軸的分別的凹槽中。
6.權利要求1的所述系統(tǒng)，包括多個葉片軸，其中每個葉片軸被耦合到各自的入口引導葉片并且被配置來與所述各自的入口引導葉片一起繞所述各自的軸旋轉。
7.權利要求6的所述系統(tǒng)，其中所述入口引導葉片組件包括多個曲柄臂，其中每個曲柄臂被連接到各自的葉片軸，并且每個曲柄臂被配置來與所述每個曲柄臂的各自的葉片軸一起旋轉。
8.權利要求7的所述系統(tǒng)，其中所述入口引導葉片組件包括內部殼體，所述內部殼體圍繞所述中心軸設置并且包圍所述多個入口引導葉片；致動環(huán)，所述致動環(huán)圍繞所述內部殼體設置；以及多個連桿，其中每個連桿被連接到各自的曲柄臂并且被連接到所述致動環(huán)。
9.權利要求8的所述系統(tǒng)，其中所述多個連桿被這樣配置，即一旦所述曲柄臂旋轉就導致所述致動環(huán)相對于所述內部殼體的旋轉。
10.權利要求8的所述系統(tǒng)，其中所述入口引導葉片組件包括多個凸輪從動件，所述多個凸輪從動件被耦合到所述致動環(huán)，并且每個凸輪從動件包括V形槽，所述V形槽被配置來與V形軌道配合，所述V形軌道圍繞所述內部殼體的外表面周向地延伸。
11.權利要求8的所述系統(tǒng)，其中所述多個連桿中的每個連桿包括一對眼形孔，所述一對眼形孔被配置來與在所述曲柄臂和所述致動環(huán)上的球面軸承配合。
全文摘要
在某些實施方案中，一種系統(tǒng)包括入口引導葉片組件(102)。所述入口引導葉片組件(102)包括多個入口引導葉片(58)，所述多個入口引導葉片(58)圍繞中心軸(50)以放射狀設置并且被配置來繞與所述中心軸(50)正交的軸旋轉。所述入口引導葉片組件(102)還包括多個葉片軸(106)，每個所述葉片軸(106)被連接到各自的入口引導葉片(58)并且被配置來與所述各自的入口引導葉片(58)一起繞所述各自的正交的軸旋轉。所述入口引導葉片組件(102)進一步包括驅動軸(66)，所述驅動軸(66)被直接地連接到葉片軸(108)中的一個并且被配置來直接地導致與所述驅動軸(66)直接連接的所述葉片軸(108)的旋轉和間接地導致在所述多個葉片軸中剩余的葉片軸(106)的旋轉。另外，所述入口引導葉片組件(102)包括旋轉致動器(60)，所述旋轉致動器(60)被連接到所述驅動軸(66)并且被配置來導致所述驅動軸(66)的旋轉。
文檔編號F01D17/16GK102575684SQ201080041887
公開日2012年7月11日 申請日期2010年7月19日 優(yōu)先權日2009年7月20日
發(fā)明者J·D·克萊蒙斯, M·R·薩賓, T·E·格伯 申請人:卡梅倫國際公司