气密性密封式减振器组件和其组装方法
【技术领域】
[0001 ]本公开的领域大体涉及轴承组件，并且更特别地，涉及轴颈轴承组件，其具有柔性地安装的气体扩散轴承垫。
【背景技术】
[0002]至少一些已知涡轮机包括转子组件，其包括轴、压缩机叶轮、涡轮、联接件、密封总成和在给定运行状况下的最佳运行所需要的其它元件。这些转子组件具有一定质量，从而由于重力而产生恒定静态力，并且还由于转子组件在运行期间中的失衡而产生动态力。其它静态力可从齿轮连接的涡轮机产生。这种涡轮机包括轴承，以支撑和支承这些力，同时容许转子组件旋转。
[0003]至少一些已知涡轮机使用油润滑式轴承来支承转子组件，同时容许转子组件旋转。这种油润滑式轴承特别用于高性能涡轮机中，即，能够产生大于500千瓦(KW)的能量的涡轮机，其中除了轴承的显著静态负载承载能力，转子组件的质量和失衡负载还需要显著减振。
[0004]但是，在某些涡轮机应用中，合乎需要的是使用非油润滑式轴承，诸如海底压缩系统、高腐蚀性工作流体环境、低温环境和高温应用。在这种应用中，至少一些已知涡轮机使用磁性轴承系统，替代油润滑式轴承。但是，这种磁性轴承系统成本较高，需要辅助电子系统以进行操作，并且在操作和设立方面为高复杂性的。
[0005]因此，在期望非油润滑式轴承的情况下，至少一些已知旋转机器使用气体轴承，替代磁性轴承。但是，这种旋转机器的尺寸受气体轴承支承这种旋转机器中的转子组件的重量和支撑旋转机器的动态负载的能力限制。在气体轴承上运行的最大的已知可商购获得的旋转机器为微型涡轮发电机，其具有200KW的功率容量。这种微型涡轮发电机包括箔带轴承，其通过转子组件的旋转而在轴承和转子组件的轴之间产生薄气体膜。但是，这种箔带轴承限于用于小尺寸旋转机器中，因为使用薄气体膜的液力作用典型地不产生足够压力来支承较重的负载。进一步，这种箔带轴承不具有足够减振能力，以适应用于较高功率输出机器中的具有较高质量的转子组件。
[0006]另外，因为支撑在这种全尺寸涡轮机的运行期间经历的动态负载所需要的减振能力的原因，气体轴承不容易适于用于全尺寸无油涡轮机应用中。相反，为了满足全尺寸涡轮机的动态负载需要，至少一些已知旋转机器包括挤压膜减振器。至少一些已知挤压膜减振器包括固定轴颈和圆柱形壳体，它们由小的润滑剂(典型地油)间隙分开，该间隙响应于转子振动而产生动态压力和膜力。这种挤压膜减振器典型地需要润滑剂流回路，其包括供应端口和出口稳压室，或在一些情况下，包括密封组件，以阻止润滑剂泄漏出轴承组件。但是，这种挤压膜减振器易于泄漏，尽管使用了润滑剂流回路和密封组件。进一步，这种润滑剂流回路典型地需要复杂的轴承润滑系统以控制润滑剂输送和净化。因此，具有畅流润滑回路的挤压膜减振器实际上不可与气体润滑式轴承系统集成或与气体润滑式轴承系统结合起来使用。
【发明内容】
[0007]在一个方面，提供一种气密性密封式减振器组件。气密性密封式减振器组件包括密封式减振器壳体、柱塞和联接到柱塞上的负载传递部件。密封式减振器壳体包括本体，本体具有限定在其中的腔体和有阻力式流径。腔体和有阻力式流径被填充粘性流体。本体包括一体地形成于其中的多个弹簧。柱塞设置在腔体内且将腔体分成第一控制空间和第二控制空间。有阻力式流径提供第一和第二控制空间之间的流体连通。柱塞通过多个弹簧联接到减振器壳体上，使得弹簧对柱塞提供恢复力。负载传递部件构造成将机械负载传递到柱塞。
[0008]在另一个方面，提供一种轴颈轴承组件。轴颈轴承组件包括具有径向内壁的轴承壳体、联接到径向内壁上的轴承垫和气密性密封式减振器组件，气密性密封式减振器组件联接到轴承垫上，使得施加到轴承垫上的机械负载传递到减振器组件。减振器组件包括密封式减振器壳体、柱塞和至少一个恢复力部件。减振器壳体包括本体，本体具有限定在其中的腔体和有阻力式流径。腔体和有阻力式流径被填充粘性流体。柱塞设置在腔体内且将腔体分成第一控制空间和第二控制空间。有阻力式流径提供第一和第二控制空间之间的流体连通。恢复力部件联接到本体和柱塞上且构造成对柱塞提供恢复力。
[0009]在又一个方面，提供一种组装气密性密封式减振器组件的方法。方法包括:提供减振器壳体，其包括本体，本体具有限定在其中的腔体和有阻力式流径，本体包括一体地形成于其中的多个弹簧;在腔体内提供柱塞，使得柱塞将腔体分成第一控制空间和第二控制空间，以及有阻力式流径提供第一控制空间和第二控制空间之间的流体连通;对腔体和有阻力式流径填充粘性流体；以及将负载传递部件联接到柱塞上，使得负载传递部件构造成将机械负载传递到柱塞。柱塞附连多个弹簧上，使得弹簧对柱塞提供恢复力。
【附图说明】
[0010]当参照附图来阅读以下详细描述时，本公开的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在附图中，相同标号在所有图中表示相同部件，其中:
图1为旋转机器的示意图；
图2为图1中显示的涡轮机的示例性轴颈轴承组件的部分分解图；
图3为图2中显示的轴颈轴承组件的示例性轴承壳体的透视图；
图4为图3中显示的轴承壳体的轴向图；
图5为图3中显示的轴承壳体的沿着图4中显示的线“5-5”得到的局部横截面图；
图6为图2中显示的轴承组件的示例性轴承垫组件的透视图；
图7为备选轴承垫组件的透视图，其适于用于图2中显示的轴承组件；
图8为图2中显示的轴承组件的轴向图，其处于组装好的构造；
图9为图8中显示的轴承组件的示意图；
图10为图8中显示的轴承组件的横截面图，为了清楚，省略了减振器组件；
图11为图2和8中显示的轴承组件的示例性减振器组件的分解图；
图12为图11中显示的减振器组件的横截面图，其显示为处于组装好的构造；
图13为图12中显示的减振器组件的沿着图12中显示的线“13-13”得到的横截面图； 图14为备选减振器组件的透视图；
图15为图14中显示的减振器组件的横截面图；
图16为组装轴承组件的示例性方法的流程图；
图17为图16的继续；
图18为组装气密性密封式减振器组件的示例性方法的流程图；以及图19为图18的继续。
[0011]除非另外指出，本文提供的图意图示出本公开的实施例的特征。相信这些特征可应用于各种系统，包括本公开的一个或多个实施例。因而，图不意图包括本领域普通技术人员已知的实践本文公开的实施例所需要的所有传统的特征。
【具体实施方式】
[0012]在以下说明书和权利要求中，将参照多个术语，它们应当限定成具有以下含义。
[0013]单数形式“一”，“一种”和“该”包括复数个参照物，除非上下文清楚地另外指出。
[0014]如本文在说明书和权利要求中使用的那样，近似语言可用来修饰可容许改变的任何数量表示，而不改变其涉及的基本功能。因此，词语诸如“大约”和“基本”修饰的值不限于规定的弓形值。在至少一些情况下，近似语言可对应于测量该值的仪器的精度。本文且在说明书和权利要求中，范围限制可组合和/或互换，这种范围被标识且包括包含在其中的所有子范围，除非上下文或语言另外指示。
[0015]此外，对本文描述的主题的“一个实施方式”或“一个实施例”的参照不意图理解为排除也结合了所述特征的额外的实施方式的存在。
[0016]本文描述的系统和方法提供轴颈轴承组件，其适于用于全尺寸非油润滑式涡轮机中。本文描述的实施例有利于减小用来支承非油润滑式涡轮机中的转子组件的轴颈轴承组件的旋转阻力，增强这种轴颈轴承组件的耐磨性，增强这种轴颈轴承组件的减振能力和增强这种轴颈轴承组件的静态负载能力。更具体而言，本文描述的系统和方法使用多孔轴承垫和具有限定在其中的成阵列的气体输送孔的轴承垫，以及沿轴向对准的减振器组件和弹簧组件。因此，本文描述的轴颈轴承组件使用刚性气体膜，以支承涡轮机的转子组件，以及使用柔性安装的轴承垫，以支撑轴承组件在涡轮机的运行期间经历的动态负载。进一步，本文描述的系统和方法提供减振器组件，其适于用于非油润滑式轴承组件和涡