用于离心式压缩机的齿轮传动进口导向叶片的制作方法

专利名称：用于离心式压缩机的齿轮传动进口导向叶片的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制离心式压缩机或离心式压缩才几级的流量和 压力比的进口导向叶片装置。更具体地，本发明涉及改变通过压缩机 或压缩机级流量的可调节的进口导向叶片。
背景技术：
压缩机，更具体地是离心式压縮机，可在宽范围的操作参 数上操作。这些参数中的 一些的变化可能产生不希望的效率和容量变 化。此外，多级压缩机可操作在如下环境下，即，这些压缩机级中的 一个或更多操作于不希望的压力比或者排出流量过多或过少。

发明内容
在一个结构中，本发明提供了一种压缩机组件，所述压缩 机组件具有定位成利于流体通过的流体进口 。所述压缩机组件包括限 定了压缩机进口的压缩机壳体和至少部分地在所述压缩机壳体内被 可旋转地支撑的叶轮。所述叶轮包括导入部分。流体处理构件被布置 成邻近压缩机壳体且处于所述压缩机进口和导入部分之间，而进口叶 片组件被布置成邻近压縮机进口且包括多个叶片。每个叶片可在第一 位置和第二位置之间运动以控制传到叶轮的流体量。在另一结构中，本发明提供一种包括第一级的压缩机组件， 所述第一级包括第一进口 、可围绕限定了第一轴向方向的第一轴线旋 转的第一叶轮、和第一冷却器。所述第一冷却器的至少一部分在轴向 上被布置在所述第一叶轮和第一进口之间。第一级也包括第一进口叶 片组件，所述第 一进口叶片组件被定位成邻近第 一叶轮且可在第 一位
置和第二位置之间运动。第二级包括第二进口、可围绕限定了第二轴 向方向的第二轴线旋转的第二叶轮、和第二冷却器。所述第二冷却器
的至少一部分在轴向上被布置在所述第二叶轮和第二进口之间。第二 级也包括第二进口叶片组件，第二进口叶片组件被定位成邻近第二叶 轮且可在第一位置和第二位置之间运动。第二级联接到第一级，从而 使得流体流进入第一开口，流过第一级，从而进入第二级。在又一结构中，本发明提供了一种压缩机组件，所述压缩 机组件包括压缩机壳体，所述压缩机壳体在邻近第一端处限定了进 口，在邻近第二端处限定了叶轮部分。流体处理构件至少部分地由所 述压缩机壳体支撑，而进口叶片组件并定位成邻近第二端并包括设置 为限定了流动区域的多个叶片。每个叶片可在第一位置和第二位置之 间运动以改变流动区域。叶轮邻近叶轮部分被可旋转地支撑，且可梯: 作以将流体流抽吸通过进口和流动区域并将流体流引向流体处理构 件。


图1是通过实施本发明的离心式气体压缩机的压缩级的中 心线剖切的剖视图；图2是通过现有技术离心式气体压缩机的现有技术压缩级
的中心线剖切的剖视图；图3是包括活动进口导向叶片装置的图1的压缩级的一部 分的透视图；图4是图1的压缩级的一部分的透视图，包括联接到图3
的活动进口导向叶片装置的致动器装置；图5是图3的活动进口导向叶片装置的一部分的透视图；
图6是包括扩压器的图3的活动进口导向叶片装置的一部
分的透视图；图7是处于打开位置的图3的活动进口导向叶片装置的一 部分的透视图；图8是处于闭合位置的图3的活动进口导向叶片装置的一 部分的透视图；图9是沿图7的线9-9剖切的图7的活动进口导向叶片装
置的剖视图；图10是图3的进口导向叶片装置的进口导向叶片的前视
图；图11是图10的进口导向叶片的俯视图；
图12是沿图11的曲线12-12截取的图10的进口导向叶片 的一部分的放大图；图13是对准螺栓的剖视图；和图14是旋转支撑斜环形齿轮(bevel ring gear)的推力球组
件的剖视图。
具体实施例方式在详细阐述本发明的任何实施例之前，应当理解，本发明 在其应用方面并不局限于以下描述说明的或附示的部件结构和 布局的细节。本发明可具有其它实施例，且能够以各种方式实现或实 施。此外，应当理解，本文使用的短语和术语都是出于说明的目的， 不应认为是限定性的。本文使用"包括"、"包含"或"具有"及其变 型时是要表示拥有其后所列举的项目及其等同物以及其它额外项目。 除非另行指明或限定，否则术语"装配"、"连接"、"支撑"和"联接" 及其变型均是被广义地使用，包括了直接和间接的装配、连接、支撑 和联接。此外，"连接"和"联接"并不局限于物理或机械的连接或 联接。图1和2图示了离心式压缩机10、 15或离心式压缩机级， 其包括内嵌的中间冷却系统20和水气分离器25。具体而言，图l图 示了实施本发明的压缩机或压缩机级10,而图2图示了现有技术的压 缩机或压缩机级15。当中间冷却离心式压缩机的主要设计要求是要保 证紧凑性时，最有效而经济的途径是将压缩机中间冷却系统20设计 成内嵌于压缩机或压缩机级10、 15，如图l和2所示。因而，为了适 应存在中间冷却系统20和水气分离系统25，在压缩才几或压缩才几级10、 15的进口 35与叶轮45的入口或导入部分40之间产生了距离30。应当注意，图1和2在此^:称为图示了压缩才几或压缩才几级。 因而，图1和2所示的部件可以布置为独立的单级压缩才几或可以串连 和/或并联布置以形成多级压缩才几。因此，术语压缩才几和压缩才几级在本
文中可互换使用。在讨论图1和3-13所示结构之前，有必要先对压缩才几的才喿 作进行一些讨论。动态压缩机尤其是离心式压缩机的压缩循环基于从 旋转轮叶到气体的动能传递。旋转轮叶通过改变流体的动量和速度来 给予流体动能。然后通过在固定的扩压器和下游收集系统中降低气体
的速度，可将气体动量转化为压力能。多级离心式压缩机的性能取决 于每个压缩级进口处气体的状况和各压缩机级的操作速度。在动态压 缩中，在容量和压缩比之间有互相依赖的关系。因此，离心式压缩机 中气体容量的变化通常伴随压缩比的变化。此外，离心式压缩机入口 处气体温度的变化与进口节流装置的打开和闭合在体积流量和排出 压力方面产生相同的效果。压缩机的功能在于向接收系统或处理过程以一定速率和预 定排出压力提供所需的气体量。接收系统或处理过程所采用的压缩气 体速率至少部分地决定了气体供应的压力。因此，当气体需求下降时， 接收系统中的压力增加。因此，优选的压缩机控制器操作以减少被压 缩的气体数量，同时还保持对接收系统或处理过程的预定操作压力 (排出压力)。响应于处理过程的需求来控制离心式压缩机15输出的方案 之一是改变第一压缩级叶轮45进口处的压力。为了提高多级离心式 压缩机的性能，相同的方案也可以应用于任何中间压缩级。控制离心 式压缩机容量的一种方法是采用节流装置50(例如，进口阀)，节流 装置50产生可变的压降。当阀闭合时，产生更大的压降，从而需要
操作值。因此，对进口进行节流(即，使阀闭合)减少了压缩机15 的体积容量。单独采用进口节流装置50的调节方案在达到压缩机的 最大稳定压力前都是是可行的。超出该点，可能需要压缩机15排出 部分上的旁通阀(未示出)来释放过剩流量，以保持处理过程中所需 的排出压力，而且不引起压缩机15在可达到的最大排出压力附近的 不稳定操作。 —种现有技术节流装置(未示出)包括单盘，其围绕一条 垂直于压缩机进气流轴线的轴线旋转。这种节流装置类似于蝶形阀。 包含单旋转盘的阀可用来产生所需的压降。然而，该盘会产生杂乱无
章的紊流气体流动模式或图案，这对旋转叶轮45的气动性能具有负
面影响，尤其是在该阀距离叶轮入口或导入部分40仅有几个管直径长时。节流装置50更有效的设计包括多个旋转叶片55,如图2 所示。节流装置50包括多个叶片55，而且通常被称为进口导向叶片 节流装置或IGV50。离开进口导向叶片的流体流比单盘节流阀的情况 具有更协调的速度分布模式，因而减少了节流过程中固有的不可回收 能量的数量。进口导向叶片50的其它好处之一在于为离开进口导向 叶片装置50的气流提供了旋转动量(旋涡)，尤其是在叶片的完全闭 合和全开位置之间的过渡区域中。此外，叶片55的适当的旋转方向 也改善了流到叶轮导入部分40的流动途径，因而进一步提高了压缩 机流动调节的有效性和效率。叶片55也可以被超转(over-rotated) 通过全开位置，且具有实际上增加了动态压缩机15的抽气容量的效 果。在图2的IGV 50的某些结构中，采用了叶片55的特定气 动轮廓来保持气体的预旋转直到叶轮45的入口。这种叶片55的横截 面轮廓是压缩机流动特性的函数。每个叶片55必须被精确地铸造， 然后被恰当地加工，以适应进口导向叶片组件50的积4戒要求。然而， 这种轮廓的使用极大地增加了 IGV装置50的成本和复杂性。另外， 叶片55易造成不希望的流动特性(例如失速)，而且要对一个特定的 操作点进行优化。该优化在压缩机15偏离设计点操作时，可能会导 致操作显著降级。参见图1和2,在应用单盘进口节流阀的情况下，距离30 通常不足以允许流动速度模式的变直。因而，由于阀的存在而引起的 不协调流态的不利影响仍然会对下游叶轮45的气动性能产生影响。 另一方面，距离30对于图2的IGV50的有效操作来说过长，因为距 离30会造成流动旋转动量显著损失。因而，具有内嵌于压缩级的中间冷却器20的离心式压缩机 15的结构实际上阻碍了进口导向叶片装置50的最优应用，因为装置 50必须定位为离叶轮入口 40过远从而利用其全部潜能。图1和3-13图示了压缩机10的各种方案，该压缩机10解 决了许多与现有技术结构(包括如图2所示的结构)有关的问题。在
继续进行描述之前，应当理解的是，虽然图1和3-13被描述为涉及压
缩机，但本领域技术人员应当认识到，图1和3-13可以应用于多级压 缩机的一个或更多的级。因此，本发明不应被限制于单级压缩机，也 不应限制于多级压缩机。如图1所示，压缩机10包括具有第一壳体65的压缩机壳 体60,第一壳体65至少部分地支撑中间冷却器20和水气分离器25。 实际上可以采用任何中间冷却器20或水气分离器25，只要它能够基 本上布置在所提供的如图l所示的空间中。第一壳体65也限定了叶 轮入口通道75的一部分，其中所述叶4仑入口通道75 A人压缩才几头部进 口 35向导入部分40附近的第一壳体出口 80提供气流。压缩机壳体60也包括第二或扩压器壳体85，第二或扩压器 壳体8 5附接到第 一 壳体6 5且至少部分地支撑进口导向叶片和扩压器 组件88以及叶轮45。因而，压缩机壳体60包括限定了进口 35的第 一端90和与第一端90相对的第二端95。叶轮部分100由邻近第二端 100的压缩机壳体60限定，且被定位成允许叶轮45邻近其定位。扩压器壳体85附接到第一壳体65,从而使得叶轮45以及 进口导向叶片和扩压器组件88被定位成邻近第一壳体出口 80。该位 置允许离开第一壳体的气流在进入叶轮45之前至少部分通过进口导 向叶片和扩压器组件88。此外，该位置允许进口导向叶片和扩压器组 件88以及扩压器壳体85共同限定扩压器。叶轮45可旋转地联接到为叶轮45提供旋转动力的原动机 (未示出)，如电机或发动机。叶轮45包括支撑多个轮叶IIO的盘105。 寿仑叶限定了导入部分40和导出部分115。导入部分40位于叶4仑45中 心处且进行操作以吸入待压缩的流体。当流体流过4仑叶110时，其速 度增加且方向改变，从而使得流体以基本上径向的方向通过导出部分 115离开。进口导向叶片和扩压器组件88包括扩压环120和附接到扩 压环120的进口导向叶片组件(IGV) 125。扩压环120限定入口环轮 廓130,最佳地如图l和6所示，入口环4仑廓130与叶l仑45配合以利 于这两个部件之间的有效流动。扩压环120的外部与扩压器壳体85 配合，以至少部分地限定包括径向流动部分140和轴向流动部分145 的扩压器流动路径135。在一些结构中，如图5所示， 一连串轴向导
向叶片或翅片150/人外部表面大致径向地延伸或形成外部表面的一部 分，以引导扩压器流动^^径135的轴向流动部分145中的流动。如图 5和6所示，这些轴向导向叶片150优选具有气动形状，根据需要， 也可使用其它形状。在一些结构中，扩压器径向叶片155也形成为扩 压环120的一部分或从扩压环120延伸。扩压器径向叶片155从扩压 环120的外部表面轴向延伸，乂人而以径向方向将离开叶4仑45的气流 引导通过扩压器流动路径135的径向流动部分140。径向叶片155和 轴向叶片150都被布置成限定了扩张的流动路径，当流体流通过叶片 时，这种扩张的流动^各径减少了流体的流动速度。如图3和5所示，进口导向叶片组件(IGV) 125包括限定 了孔165的环160，孔165允许气体从第一壳体65通向扩压环120和 叶轮45。在一种优选结构中，孔165被基本上中心地定位，其它位置 是可能的。多个平板叶片170位于孔165内，且可围绕各独立的大致 径向的轴线在打开位置和闭合位置之间旋转。当位于闭合位置时，平 板叶片170在中心175附近和叶片170外部180周围限定了最小流动 开口 ，最小流动开口允许甚至在闭合位置时一些流动通过平板叶片 170。参见图5,进口导向叶片组件125也包括环形齿轮185、多 个叶片齿轮190、多个叶片轴195、和多个轴承200。轴承200联接到 环160且相对于环160被固定地支撑。所述多个叶片轴195中的每个 叶片轴由两个轴承200旋转支撑。轴承200被布置成使得每个轴195 围绕径向地延伸通过环160中心的轴线旋转。如图9所示，优选的结 构包括支撑轴195且允许围绕相应轴线旋转的自润滑轴颈轴承200。 当然，如果需要，可以采用其它类型的轴承(例如，滚柱轴承、球轴 承、滚针轴承、轴衬等)。所述多个叶片齿轮190之一由叶片轴195中的每个支撑， 以致齿轮190的旋转使其所附接的轴195相应旋转。齿4仑190#皮定位 成使得每个齿轮都接合环形齿轮185。因而，环形齿轮185的旋转使 得每个叶片齿4仑190和每个轴195相应^走转。在一种优选结构中，采用了斜环形齿轮185和斜叶片齿轮 190。然而，如果需要，也可采用正齿轮或其它类型的齿轮。之所以 优选使用斜齿轮系统是因为需要将旋转运动从第 一方向传递到大致 垂直于第一方向的第二方向。具体而言，叶片齿l仑190和叶片轴195 的旋转方向垂直于齿圈185的旋转方向。而且，斜齿轮系统也是自对 准的，只要所有的齿轮185、 190在致动期间保持相互接触即可。斜齿轮185、 190的使用在每个叶片轴195上以及环形齿4仑 185上获得了净推力。支撑每个叶片轴195的轴承200之一包括推力 特征205，如图9所示，该推力特征205接合轴195的端部以承载4, 力载荷。当然，其它结构可以包括支撑推力载荷的第三轴承或可以采
用与图9所示不同的布置。环形齿轮185通过多个推力球组件210支撑，如图9和14 所示。如图14所示，每个推力球组件210包括本体215、偏压构件 220、和球225。本体215可以与环160接合，从而4吏得球225与环形 齿轮185接触。本体215包括与环160中的孔接合的螺紋或其它接合 装置。偏压构件220 (如压缩弹簧)和球225被捕获在本体215内， 以便球225的一部分延伸超出本体215。球225接合环形齿4仑185且 支撑环形齿轮185以便围绕其轴线旋转。此外，施加给环形齿轮185 的任何推力载荷由偏压构件220调节。应当注意，环形齿轮185的轴向预加载优选均匀地分布。 然而，制造公差使得这种对准非常困难。为了改进该对准，可以在进 口导向叶片125组装期间调节推力球组件210的轴向位置以改进该对 准。此外，由于每个推力球组件210配备有偏压球225,如图14所示， 使得在阀致动期间可以调节斜环形齿轮185的轴向偏移。多个对准螺栓230联接到环160以进一步协助恰当地定位 和支撑环形齿轮185。如图13所示，每个对准螺栓230包括接合端部 235和本体装配部分240。 4妄合端部235与环160 4妾合，/人而将对准 螺栓230固定地附接到环160，以致本体装配部分240向外延伸至允 许与环形齿轮185接合的位置。因而，对准螺栓230有助于将环形齿 轮185定位在恰当的位置，并将环形齿轮185支撑在该位置，从而使 得环形齿轮185可围绕其轴线旋转。在一些结构中，本体部分240包 括有助于旋转支撑环形齿轮185的轴承(例如，滚柱轴承、滚针轴承、 球轴承、轴颈轴承或类似物)。图13的对准螺栓230在进口导向叶片组件125组装期间也 是有用的，因为它提供环形齿轮185相对于组装在叶片轴195上的齿
4仑190的准确位置。参见图9，进口导向叶片组件125也包括组装在每个叶片轴 195上的两个0形环245，以在进口导向叶片组件125的高压侧(邻 近扩压器出口 )和低压侧(邻近孔165)之间提供恰当的密封。如果 需要，也可以用其它密封装置和机构来代替0形环245或者与O形 环245结合使用。叶片轴195之一是一个延伸轴250,其径向向外延伸超出其 它轴195，以便于平板叶片170连接到致动器组件255。如图3和4 所示，致动器组件255包括致动器260以及将致动器260和延伸轴250 互连的连接件265。在所示结构中，采用了线性液压致动器260。致 动器260包括凸轮270,凸轮270从致动器260 —端延伸且响应于液 压流体的受控流动以大致线性方式运动一预定距离。其它合适的致动 器260包括旋转和线性的气动或气压致动器、旋转和线性的电机、以 及其它类似致动器。连接件265包括连接臂275,连接臂275包括位于第一端处 的槽280和位于第二端处的孔285。孔285与延伸轴250接合，以致 连接臂275和轴250 —致地旋转。槽280接合凸轮270,从而使凸轮 270的线性运动转化为延伸轴250处的旋转运动。转向图10-12，每个平板叶片170为大致三角形的，且包括 两个大致线性的侧面290，侧面290向刃形边缘295变窄。刃形边》彖 295允许相邻的平板叶片170在闭合位置时彼此接触以更好地闭合孔 165。在优选结构中，两个侧面290在叶片170每一侧面上具有不同 的几何形状(最佳地如图12所示)，以在叶片170运动至闭合位置时 进一步增强孔165的闭合性。具体而言，每一侧面290包括尺寸不同 的上游斜面300和下游斜面305。总体而言，叶片170第一侧面上的 上游斜面300与叶片170第二侧面上的下游斜面305尺寸类似。类似 地，第一侧面上的下游斜面305与第二侧面上的上游斜面300尺寸类 似。在一个结构中，两个斜面300、 305中的较大者为大约5mm宽(在 图IO中标记为"Y，，)，而两个斜面300、 305中的较小者为大约3 mm 宽(在图IO中标记为"X")。当然，如果希望，可以采用其它布置和 其它侧面290。继续参考图10-12，每个三角形叶片170包括彼此相对且平
行的两个大致平坦的表面310、 315。虽然可以采用更加符合空气动立 学的形状，但是使用平板叶片170可以极大地减少叶片170的成本， 同时对性能的影响最小。每个平板叶片170附接到相应的叶片轴195，叶片轴195 径向延伸通过环160以将叶片170附接到环160。叶片轴195附接在 三角形叶片170的基部附近，从而当叶片170组装到环160中时，一 个顶点向内朝孔165中心延伸。通过将进口导向叶片组件125与压缩机级扩压器组件集成， 如图1所示，在此所示的结构解决了进口导向叶片组件125离叶轮导 入部分40定位太远的问题。这允许恰当连接入口通道75与叶轮进口 40,而不需要对该级组件的剩余部件进行额外的变动。操作中，进口导向叶片组件125通过螺栓连接或者以其它 方式联接到扩压环120，如图1所示。该组件88继而联接到扩压器壳 体85,使得其被定位成邻近叶轮45。当叶轮45开始旋转时，待压缩 的气体沿叶轮入口通道75吸入。气体通过进口导向叶片组件125流 入叶轮45。叶轮45增加了气体速度且将气体引向扩压器流动路径 135。叶轮45和扩压环120共同限定了多个半闭合流动^"径，气体流 过叶轮45时将经过这些路径。当气体流过扩压器流动^各径135时，流动速度降4氐，而压 力和温度则相应增加。然后，在将气体引向使用点或另一压缩机级之 前，气体流过冷却器20和水气分离器25。每个压缩机或压缩机级10由一个或更多的控制系统控制， 控制系统来监测该系统的各种参数(例如，级进口压力、级出口压力、 进口温度、出口温度、流动速度、体积流率等)，并根据具体系统的 需要使用这一数据来调节进口导向叶片170。为了调节进口导向叶片 170，对应于期望致动器位置的信号被发送给致动器260。例如，信号 可表示致动器260应当处于其50%行进位置。致动器260运动至对应 于信号的位置，从而改变了凸轮270的位置。可以采用反馈机构(例 如，位置传感器、LVDT、 RVDT等)来确保凸轮270运动至期望位置。 当凸轮270运动时，线性运动通过连接件295传递给延伸叶片轴250。 当延伸叶片轴250旋转时，与环形齿轮185接合的叶片齿轮190旋转， 从而旋转环形齿4仑185。如所讨论的，推力球组件210和对准螺^全230 共同支撑环形齿轮185以便进行旋转并且支撑旋转期间产生的所有推 力载荷。环形齿轮185的旋转使得其余叶片齿轮190相应旋转，这 继而会使附接到各独立叶片轴195的叶片170旋转。因而，多个叶片 170中的每个叶片会同时旋转。气流通过叶片170时可能会产生漩涡。 与现有技术的装置相比，漩涡并未减少，因为导向叶片170被定4立成 直接邻近叶轮进口 40。因而，采用本文公开的装置不会损失漩涡的积 极流动效应。在某些操作状态下，希望完全闭合进口导向叶片170。然而， 当叶片170处于完全闭合位置时，确保通过进口导向叶片组件125的 气体具有最小流量是特别重要的。该最小流量是确保压缩机级充分冷 却所必须的。如图3和5所示，在进口导向叶片170处于完全闭合位 置时，仍设置有小流动区域(包括孔175)。此外，也在环160和叶片 170之间设置环形开口，以确保即使在叶片170闭合时也能具有适当 的流量。仅数量有限的气流会通过处于完全闭合位置的进口导向叶 片组件125，因而显著地减少了在未加载操作期间压缩机的动力消诔毛。 为了实现该预定目的以确保当叶片170处于完全闭合位置时仅最小量 的气体通过进口导向叶片组件125,要仔细地设计叶片170的几^f可形 状，如图10-12所示。在图10-12中可看到叶片170侧面290上的非
对称斜面特征。非对称斜面确保了相邻叶片no能够彼此接触且完全 闭合，从而在倾斜表面之间建立局部密封。此外，每个叶片的前多彖处
(即，刃形边缘295 )的锥形特征利于叶片170和引入气流之间相互 的气动作用。总之，在此所示的装置允许进口导向叶片节流组件125被 定位在带有内嵌中间冷却器20的动态压缩机设计中的离心式叶轮45 的导入部分40的最优邻近处。装置125采用了由对准和减摩轴承特 征增强的斜齿轮系统。虽然前文将本发明描述为包括进口导向叶片组件125,而该 进口导向叶片组件125控制了具有内嵌于压缩级的冷却器20的离心 式压缩机的容量，但是也可利用其它类型压缩机或其它压缩机装置实 现其它应用。进口导向叶片节流组件125可在内部靠近带有内嵌中间冷 却器20的离心式压缩机中的叶轮45安装，可以是压缩机扩压器系统 的 一个整体部分，且可以与压缩中间冷却器系统2(^妄口 。 —个进口导向叶片装置125的结构和功能可包括垂直分离 的壳体或环160、通过连接到凸轮或连接机构265的线性致动器260 在外部进行操作的斜齿轮系统、和连接到单叶片170的轴组件，其中 单叶片170即在其上施加外部转矩的驱动叶片。施加给驱动叶片的S走 转运动然后通过斜齿轮系统同步地传递给其它叶片。进口导向叶片组
件125还包括径向和推力轴承特征，以在组装期间对准斜齿轮系统且 在该装置操作期间保持恰当的齿轮功能；和带有特定几何特征的许多 同步操作的平板叶片170以允许在组件125处于完全闭合位置时具有 最优的密封并且与引入的流体产生符合相互的气动作用。进口导向叶 片组件125还包括支撑每个叶片170的自润滑轴颈轴承200和衬垫系 统；以及应用于每个叶片170且包括两个0形环245的密封系统，这 两个O形环245恰当地就位于每个叶片轴195上加工的凹槽中。因而，除了其它事情之外，本发明提供了可调节的导向叶 片组件125。可调节的导向叶片组件125位于叶轮45和中间冷却器 20之间且被制成压缩级扩压器的 一部分。
权利要求
1.一种压缩机组件，具有被定位成利于流体通过的流体进口，所述压缩机组件包括限定了压缩机进口的压缩机壳体；至少部分地在所述压缩机壳体内被可旋转地支撑的叶轮，所述叶轮包括导入部分；流体处理构件，所述流体处理构件被布置成邻近压缩机壳体且处于所述压缩机进口和导入部分之间；和进口叶片组件，所述进口叶片组件被布置成邻近压缩机进口且包括多个叶片，每个叶片可在第一位置和第二位置之间运动以控制通向叶轮的流体量。
2. 根据权利要求1所述的压缩机组件，其特征在于，所述流体 处理构件为冷却器和水气分离器中的 一 个。
3. 根据权利要求2所述的压缩机组件，其特征在于，还包括第 二流体处理构件，所述第二流体处理构件被布置成邻近压缩机壳体且 处于压缩机进口和导入部分之间，所述第二流体处理构件为冷却器和 水气分离器中的另一个。
4. 根据权利要求1所述的压缩机组件，其特征在于，每个叶片 基本上为三角形，且包括两个基本上为线性的侧面。
5. 根据权利要求4所述的压缩机组件，其特征在于，每个侧面 包括上游斜面和下游斜面，且其中上游斜面和下游斜面的尺寸不相 等。
6. 根据权利要求1所述的压缩机组件，其特征在于，每个叶片 包括第一大致平坦表面和与所述第一大致平坦表面相对且平行的第 二大致平坦表面。
7. 根据权利要求1所述的压缩机组件，其特征在于，还包括多 个叶片齿轮，每个叶片齿轮联接到所述多个叶片之一，每个叶片齿轮 是可旋转的以使与该叶片齿轮联接的叶片运动。
8. 根据权利要求7所述的压缩机组件，其特征在于，还包括联 接到每个所述叶片齿轮的环形齿轮，所述环形齿轮是可运动的，以使 每个所述叶片齿轮同时运动。
9. 根据权利要求8所述的压缩机组件，其特征在于，所述叶片中的 一 个联接到线性致动器，所述线性致动器可操作以使所述多个叶 片中的每一个旋转。
10. —种压缩才几组件，包4舌 第一级，所述第一级包括第一进口；可围绕限定了第 一轴向方向的第 一轴线旋转的第 一叶轮； 第一冷却器，所述第一冷却器的至少一部分在轴向上被布置 在所述第一叶轮和第一进口之间；和第 一进口叶片组件，所述第 一进口叶片组件被定位成邻近第一叶轮并且可在第一位置和第二位置之间运动；和 第二级，所述第二级包括 第二进口；可围绕限定了第二轴向方向的第二轴线旋转的第二叶轮； 第二冷却器，所述第二冷却器的至少一部分在轴向上被布置在所述第二叶轮和第二进口之间；和第二进口叶片组件，所述第二进口叶片组件被定位成邻近第二叶轮并且可在第一位置和第二位置之间运动，所述第二级联接 到所述第一级，从而流体流进入第一开口，流过第一级，进入第 二级。
11. 根据权利要求10所述的压缩机组件，其特征在于，所述第 一进口叶片组件包括多个叶片，所述叶片可在第一叶片位置和第二叶 片位置之间运动。
12. 根据权利要求11所述的压缩机组件，其特征在于，每个叶 片为大致三角形且包括两个大致线性的侧面。
13. 根据权利要求12所述的压缩机组件，其特征在于，每个侧 面包括上游斜面和下游斜面，且其中上游斜面和下游斜面尺寸不相 等。
14. 根据权利要求10所述的压缩机组件，其特征在于，每个叶 片包括第一大致平坦表面和与所述第一大致平坦表面相对且平行的 第二大致平坦表面。
15. 根据权利要求11所述的压缩机组件，其特征在于，还包括 多个叶片齿轮，每个叶片齿轮联接到所述多个叶片之一，每个叶片齿 轮是可旋转的以使与该叶片齿轮联接的叶片运动。
16. 根据权利要求15所述的压缩机组件，其特征在于，还包括联接到每个所述叶片齿轮的环形齿轮，所述环形齿轮是可运动的，以 使每个所述叶片齿轮同时运动。
17. 根据权利要求16所述的压缩机组件，其特征在于，所述叶 片中的一个联接到线性致动器，所述线性致动器是可操作的以使所述多个叶片中的每一个旋转。
18. —种压缩机组件，所述压缩机组件包括压缩机壳体，压缩机壳体限定了邻近第一端的进口和邻近第二端 的叶轮部分；至少部分地由所述压缩机壳体支撑的流体处理构件；进口叶片组件，所述进口叶片组件被定位成邻近第二端并包括设置为限定了流动区域的多个叶片，每个叶片可在第一位置和第二位置之间运动以改变流动区i或；和叶轮，所述叶轮被可旋转地支撑成邻近所述叶轮部分，且可操作以将流体流抽吸通过进口和流动区域，并将流体流引向流体处理构件。
19. 根据权利要求18所述的压缩机组件，其特征在于，所述流 体处理构件为冷却器和水气分离器中的一个。
20. 根据权利要求19所述的压缩机组件，其特征在于，还包括 第二流体处理构件，所述第二流体处理构件被布置成邻近压缩机壳体 且处于所述第一端和所述第二端之间，所述第二流体处理构件为冷却 器和水气分离器中的另一个。
21. 根据权利要求18所述的压缩机组件，其特征在于，每个叶 片为大致三角形且包括两个大致线性的侧面。
22. 根据权利要求21所述的压缩机组件，其特征在于，每个侧 面包括上游斜面和下游斜面，且其中上游斜面和下游斜面尺寸不相 等。
23. 根据权利要求18所述的压缩机组件，其特征在于，每个叶 片包括第一大致平坦表面和与所述第一大致平坦表面相对且平行的 第二大致平坦表面。
24. 根据权利要求18所述的压缩机组件，其特征在于，还包括 多个叶片齿轮，每个叶片齿轮联接到所述多个叶片中的一个，每个叶 片齿轮是可旋转的以使与该叶片齿轮联接的叶片运动。
25. 根据权利要求24所述的压缩机组件，其特征在于，还包括 联接到每个所述叶片齿轮的环形齿轮，所述环形齿轮是可运动的以使 每个所述叶片齿轮同时运动。
26. 根据权利要求25所述的压缩机组件，其特征在于，所述叶 片中的一个联接到线性致动器，所述线性致动器可操作以使所述多个 叶片中的每个旋转。
全文摘要
一种压缩机组件，其具有被定位成利于流体通过的流体进口。所述压缩机组件包括限定了压缩机进口的压缩机壳体和至少部分地在所述压缩机壳体内被可旋转地支撑的叶轮。所述叶轮包括导入部分。流体处理构件被布置成邻近压缩机壳体且处于所述压缩机进口和导入部分之间，且进口叶片组件被布置成邻近压缩机进口且包括多个叶片。每个叶片可在第一位置和第二位置之间运动以控制通向叶轮的流体量。
文档编号F04D29/46GK101351647SQ200680049928
公开日2009年1月21日 申请日期2006年12月28日 优先权日2005年12月30日
发明者R·A·斯肯菲蒂 申请人:英格索尔-兰德公司