专利名称：用于涡轮压缩机的可变叶片组件的连接螺栓的制作方法
技术领域：
本主题总体涉及燃气涡轮机，更具体地说，涉及一种用于压缩机的可变叶片组件的连接螺栓。
背景技术：
燃气涡轮机典型地包括压缩机、多个燃烧器和涡轮段。压缩机压缩流入涡轮的空气。从压缩机排出的压缩空气流入燃烧器。进入各燃烧器的空气与燃料混合并燃烧。热的燃烧气体从各个燃烧器通过过渡段而流向燃气涡轮机的涡轮段，从而驱动涡轮并产生功率。用于燃气涡轮机的典型压缩机可构造为多级轴流式压缩机，并且可包括旋转和固定的构件。轴驱动中心转子鼓轮或叶轮，其具有多个环形转子。压缩机的转子级在相似数量的固定的定子级之间旋转，且各个转子级均包括固定在转子叶轮上的多个转子叶片，并且各个定子级均包括固定在压缩机的外壳上的多个定子叶片。在运行期间，空气流穿过压缩机级，并且被顺序地压缩，其中各个相继的下游级增加压力，直至空气从压缩机出口以最大的压力排出为止。为了改善压缩机的性能，其中一个或多个定子级可包括可变定子叶片，其构造为围绕它们的纵向或径向轴线而旋转。此类可变定子叶片通常允许通过使定子叶片相对于空气流所定向的角度旋转，因而控制流入并穿过压缩机的空气量，从而增强压缩机的效率和可操作性。可变定子叶片的旋转通常通过将杠杆臂连接在各个定子叶片上，并将各个杠杆连接到相对于压缩机外壳基本同心设置的协调环或同步环上来实现。同步环又联接在致动器上，致动器构造为围绕压缩机的中心轴线而旋转。当同步环通过致动器而旋转时，杠杆臂相应地旋转，从而促使各个定子叶片围绕其径向或纵向轴线而旋转。当前的同步环和杠杆臂组件通常将杠杆臂构造为在此类构件之间的旋转接口处与同步环构成滑动接合。具体地说，杠杆臂典型地构造为当环旋转时在杠杆臂和同步环之间的旋转接口处径向和/或环向滑动。此滑动接合通常对设置在该滑动接口处的组件构件产生过度磨损。此外，在传统组件中所利用的滑动接合常不能给同步环提供充分的支撑。具体地说，在环的旋转期间，由于发生在杠杆臂和同步环之间的相对滑动，设置在同步环顶部的杠杆臂典型地不会支撑任何环重量。因此，设置在同步环底部周围的杠杆臂必须支撑环的全部重量。这种不充分的支撑可能导致设置在杠杆臂和同步环之间的连接接口处的构件甚至进一步的磨损。此外，不充分的支撑还可能导致围绕压缩机外壳而环向间隔开的摩擦块的过度磨损，因为必须利用摩擦块来支撑一部分的环重量。因此，一种用于可变叶片组件的可用于减少该组件中的磨损发生的连接螺栓在该技术中将会受欢迎。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中将部分地陈述，或者可从该描述明了，或者可通过本发明的实践获悉。一方面，本主题公开了一种用于可变叶片组件的连接螺栓。该连接螺栓通常可包括底部部段、中间部段、顶部部段和肩部部段。底部部段常可具有适合于固定在可变叶片组件的同步环上的形状和构造。中间部段通常可具有适合于接受可变叶片组件的旋转连接装置的形状和构造。肩部部段可设置在底部部段和中间部段之间。顶部部段通常可具有适合于接纳止动装置的形状和构造，止动装置过早为将旋转连接装置刚性地连接到连接螺栓上。另一方面，本主题公开了一种用于可变叶片组件的连接螺栓。该连接螺栓通常可包括底部螺纹部段、中间部段、顶部螺纹部段和肩部部段，且各个部段与连接螺栓的中心轴线同轴对准。底部螺纹部段通常可具有适合于固定在相对应的螺纹孔内的形状和构造，螺纹孔限定在可变叶片组件的同步环中。中间部段通常可限定支承面，支承面构造为使得可变叶片组件的轴承可安装在其上。肩部部段通常可设置在底部螺纹部段和中间部段之间， 并且可构造为固定在同步环的表面上。顶部螺纹部段通常可具有适合于接纳螺纹止动装置的形状和构造，该螺纹止动装置构造为将轴承刚性地连接到连接螺栓上。参照以下描述和所附权利要求，本发明的这些以及其它的特征、方面和优点将变得更好理解。包含在本说明书中并组成本说明书的一部分的附图显示了本发明的实施例， 并且与细节描述一起用于解释本发明的原理。
在参照附图的说明书中为本领域中的普通技术人员阐述了本发明的完整且能够实施的公开，包括其最佳模式，其中图1提供了燃气涡轮机的示意图；图2提供了根据本主题的多个方面的可变叶片组件的一个实施例的横截面图，特别显示了联接在压缩机的多个可变定子叶片的其中一个叶片上的可变叶片组件；图3提供了图2中所示的可变叶片组件实施例的一部分的放大图，特别显示了杠杆臂至同步环的连接；且图4提供了可变叶片组件的一个实施例的局部透视图，特别显示了同步环和联接在同步环上的致动装置。标号构件
10燃气涡轮.
12压缩机
14燃烧器
16涡轮段
18轴
20可变叶片组件
22可变定子叶片
24杠杆臂
26同步环
28致动装置
5
30压缩机外壳
32翼型部段
34第一侧或压力侧
36空气
38弦线
40前缘
42后缘
44内顶端
46外根部
48整体的杆柱部段
50环形孔
52衬套
54转子叶片
56转子盘或叶轮
58连接螺栓
60旋转连接装置
61轴承
62中心轴线
64推杆连杆
66杠杆臂M的第一
68杠杆臂M的第二
70带键的底座
72带螺纹的杆柱
74螺母
76旋转接口
78底部部段
80中间部段
82顶部部段
84肩部部段
86中心轴线
88底切圆角
90下面扩展部分
92上面扩展部分
94螺纹孔
96内球
98外环孔
100钻孔
102止动装置
104径向外表面
说明书
3/9页
6
106间隙
108相邻表面
110距离
112径向内表
114距离
116锥形轮廓
具体实施例方式现在将详细参考本发明的实施例，图中显示了其一个或多个示例。各个示例是作为本发明的说明，而非本发明的限制而提供的。实际上，对本领域技术人员将会明显的是， 在不脱离本发明的范围或精神的条件下可在本发明中做出各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分而被显示或被描述的特征可与另一实施例一起使用，从而产生又一实施例。因而，假如其在所附权利要求及其等价物范围内，则本发明意图覆盖这种修改和变化。参照附图，图1显示了燃气涡轮机10的示意图。燃气涡轮机10通常包括压缩机 12、多个燃烧器14和涡轮段16。压缩机12和涡轮段16通常可由轴18联接。轴18可以是单个轴或联接在一起而形成轴18的多个轴段。在一个实施例中，压缩机12可包括多级轴流式压缩机，其具有多个相对应的转子级和定子级。在此类实施例中，其中一个或多个定子级可包括多个可变定子叶片。例如，压缩机12可在其下游级中包括多个固定的定子叶片， 且可变定子叶片设置在其上游级中。备选地，压缩机12的所有定子级都可包括可变定子叶片。在燃气涡轮机10的操作期间，压缩机12将压缩空气供给燃烧器14。空气和燃料在各个燃烧器14内混合并燃烧，并且热的燃烧气体在热气道中从燃烧器14流向涡轮段16， 其中从燃烧气体提取能量，以产生功。现在参照图2-4，其显示了根据本主题多个方面的用于致动多个可变定子叶片22 的可变叶片组件20的实施例的不同视图。具体地说，图2显示了联接在其中一个定子叶片 22上的所公开可变叶片组件20的一个实施例的横截面图。图3显示了图2中所示的可变叶片组件20的一部分的放大图，特别显示了杠杆臂M至同步环沈的连接。另外，图4显示了所公开的可变叶片组件20的一个实施例的局部透视图，特别显示了同步环沈和联接在同步环沈上的致动装置28。特别如图2中所示，燃气涡轮机10的压缩机12可包括一个或多个定子级，定子级具有可旋转地安装在压缩机外壳30中的多个可变定子叶片22 (图示了其中一个)。各个定子叶片22通常包括翼型段32，翼型段32具有第一侧或压力侧34和环向相对的第二侧或吸力侧(未显示)，它们限定了叶片22的空气动力学表面，在压缩机12的操作期间，空气36 在该表面上流动。压力侧和吸力侧通常沿着弦线38而在相对的前缘和后缘40，42之间轴向延伸，并且从径向内顶端44径向跨越至径向外根部46。各个定子叶片22还包括整体的杆柱部段48，杆柱部段同轴且径向向外从翼型段32延伸并穿过外壳中限定的互补的圆柱形孔50。杆柱部段48通常可安装在孔50内以便在该孔中旋转。例如，衬套52可设置在外壳30和杆柱部段48的接口处，以允许定子叶片22相对于外壳30旋转。压缩机12的各个定子叶片22通常可构造为将流过压缩机12的空气36引导至相应行或相应级的转子叶片M，转子叶片M从支撑转子盘或叶轮56径向向外延伸。具体地说，通过各级定子叶片22和转子叶片M所引导的空气36可在压缩机12内按顺序进行压缩，以将其排放到燃气涡轮机10的燃烧器14中。如通常应该懂得的，通过修改或使定子叶片22相对于空气流36所定向的角度旋转，由此通过调整流入和穿过压缩机12的空气36 的数量可增强压缩机的效率和可操作性。为了促进定子叶片22的此类旋转，可利用以下详细所述的可变叶片组件20。参照图2-4，本主题的可变叶片组件20通常包括同步环26，同步环构造为致动多个向外延伸的杠杆臂M，杠杆臂安装且刚性地连接在压缩机12的特定定子级的各个定子叶片22上。同步环沈通常可通过沿着环沈的周边进行固定的多个连接螺栓58而联接在杠杆臂M上。另外，可变叶片组件20还可包括多个旋转连接装置60，该装置60设置在杠杆臂M和连接螺栓58之间，从而限定旋转接口，围绕着该旋转接口，杠杆臂M可相对于连接螺栓58和/或同步环沈而旋转。此外，特别如图4中所示，同步环沈还可联接在一个或多个合适的致动装置观上，致动装置观构造为使同步环沈围绕压缩机12的中心轴线 62而旋转。例如，同步环沈可通过任何合适的手段(例如通过推杆联结件64)而联接在致动装置28上，使得致动装置28使同步环沈顺时针或逆时针围绕中心轴线62而旋转。因此，当致动装置观使同步环沈旋转时，杠杆臂M可相应地围绕连接螺栓58而旋转。旋转的杠杆臂M则造成定子叶片22旋转，从而修改了叶片22相对于压缩机12内的空气流36 所定向的角度。通常，可变叶片组件20的同步环沈可包括径向向外且与压缩机外壳30基本同心设置的圆形或环状结构。在若干个实施例中，同步环26可被制造为单件结构或多件结构， 并且可由任何合适的材料形成，例如不锈钢或能够承受典型施加于同步环上的负载的任何其它材料。另外，同步环26通常可具有任何合适的横截面，例如矩形、椭圆形或圆形的横截面。特别如图2和图3中所示，在一个实施例中，同步环沈可限定大致“C形”的横截面。 因此，在不牺牲环沈的结构完整性的条件下，同步环沈可构造为相对轻重量。更具体地参照图2，可变叶片组件20的各个杠杆臂M通常可包括刚性地连接在可变定子叶片22的杆柱部段48上的第一端66以及可旋转地与同步环沈相接合并通过连接螺栓58而刚性地连接在同步环沈上的第二端68。通常，各个杠杆臂M的第一端66可利用任何合适的手段而固定在定子叶片22上。例如，在一个实施例中，定子叶片22可包括从杆柱部段48径向向外延伸的带键的底座70(例如“D形”底座)，以及从带键的底座70径向向外延伸的带螺纹的杆柱72。带键的底座70通常可构造为自动对准的特征，用于将杠杆臂M安装在定子叶片22的顶部。例如，杠杆臂M的第一端66可限定安装孔，其构造为与带键的底座70的形状(例如D形安装孔)相对应，从而允许杠杆臂M安装在定子叶片22 上以随之旋转。然后通过使带螺纹的螺母74例如止动螺母或防松螺母定位在带螺纹的杆柱72上，从而可将杠杆臂M固定到定子叶片22上。对本领域技术人员应该明显的是，在本主题的范围内可利用不同的其它构造，以将杠杆臂M的第一端66安装和/或刚性地连接到定子叶片22的杆柱部段48上。例如， 在若干个实施例中，可利用带键的花键、成匹配对应的细圆齿状表面或其它合适的方法，以安装或另外使杠杆臂M与定子叶片22相接合。类似地，在不同的实施例中，利用定位销或锁、通过将构件焊接在一起或利用任何其它合适的紧固手段和/或固定手段可将杠杆臂M固定在定子叶片22上。现在参照图3，各个杠杆臂M的第二端68通常可构造为通过连接螺栓58而与同步环沈可旋转地联接起来。具体地说，旋转连接装置60可设置在各个杠杆臂M和其相对应的连接螺栓58之间，使得在二者之间限定旋转接口 76。因此，在此类接口 76处可容许杠杆臂M相对于同步环沈和/或连接螺栓68而旋转。此外，各个连接螺栓58还可构造为刚性地连接在旋转连接装置60的一部分上，使得在同步环沈和杠杆臂M围绕其旋转的旋转接口 76之间没有相对运动或基本上没有相对运动。因此，在环沈的旋转期间可防止或基本上防止杠杆臂M径向地、环向地或沿任何其它方向相对于同步环沈和/或连接螺栓 58而滑动。为了允许可变叶片组件20的不同构件的此类旋转联接和刚性连接，在一个实施例中，各个连接螺栓58通常均可包括多个部段，例如底部部段78、中间部段80、顶部部段82 以及设置在底部部段和中间部段78，80之间的肩部部段84。如图3中所示，各个部段78， 80，82，84通常可沿着连接螺栓58的中心轴线86而同轴对准。另外，在一个实施例中，各个部段78，80，82，84可以是基本圆柱形的形状。然而，在备选实施例中，应该懂得，各个部段78，80，82，84通常可具有任何合适的形状，其容许部段78，80，82，84如本文所述起作用。 此外，在本主题的一个特定实施例中，各个部段78，80，82，84可通过底切圆角88而被分隔开。此类圆角88通常可设于连接螺栓58上，以用于低应力/应力解除的区域。另外，还可提供底切圆角88来增强部段78，80，82，84至可变叶片组件20的其它不同构件的连接。具体地说，圆角88可允许部段78，80，82，84和其它构件的表面和/或面定位成或另外设置成彼此基本齐平。仍然参照图3，连接螺栓58的底部部段78通常可构造为固定在同步环沈的一部分上。例如，在所示的实施例中，底部部段78可固定在大致“C形”的同步环沈的下面扩展部分90上，使得连接螺栓58从其基本径向向外延伸。在备选实施例中，应该懂得底部部段 78可固定在同步环沈上任何其它合适的位置。例如，在另一实施例中，底部部段78可固定在同步环沈的上面扩展部分92上，使得连接螺栓58从其径向向外或径向向内延伸。此外，在同步环26没有限定大致“C形”横截面的实施例中，底部部段78可固定在同步环沈的任何合适的部分上，其允许所公开的可变叶片组件20如本文所述起作用。另外，应该懂得连接螺栓58的底部部段78通常可使用本领域中已知的任何合适的连接方法而固定在同步环26上。例如，如图3中所示，底部部段78可以是带螺纹的，使得其可固定在限定于同步环26中的相对应的螺纹孔94中。在另一实施例中，底部部段78 可构造为压配合或黏附地结合在同步环26中所限定的相对应的钻孔(未显示)内。仍然参照图3，在一个实施例中，各个连接螺栓58的中间部段80通常可用作在杠杆臂M和同步环沈之间的旋转连接点。因此，中间部段80可构造为接纳本领域中已知的任何合适的旋转连接装置60，以便使杠杆臂M与同步环沈通过连接螺栓58而旋转地接合。例如，在所示的实施例中，旋转连接装置60包括安装在或另外设置在中间部段80周围的轴承61，从而限定了在杠杆臂M和连接螺栓58之间的旋转接口 76。因此，应该懂得，中间部段80通常可具有适合于接纳轴承61的形状和构造。例如，在一个实施例中，中间部段 80可限定平滑的圆柱形表面或支承面，使得轴承61可安装在该表面上。另外，中间部段80 可尺寸设置成在轴承61和连接螺栓58之间提供紧密控制的配合。例如，在轴承61和中间部段80之间提供的公差可为小于大约1毫米(mm)的松直径公差，例如小于大约0. 5mm的松直径公差或小于大约0. Imm的松直径公差。在本主题的一个特定实施例中，公差可在大约0. Olmm的松直径公差至大约0. 07mm的松直径公差的范围内，例如大约0. 03mm的松直径公差至大约0. 05mm的松直径公差以及两者之间所有其它子范围。然而，在一个备选实施例中，应该懂得，所提供的公差可大于Imm的松直径公差。通常，在本主题的范围内可利用本领域中已知的任何合适的轴承，以在杠杆臂M 和连接螺栓58之间提供旋转接合。如图3中所示，在一个实施例中，轴承61可包括球面轴承，其具有安装在连接螺栓58的中间部段80上的内球96和固定在相对应的钻孔100内的外环孔98，钻孔100限定在杠杆臂M的第二端68中。外环孔98通常可具有与内球96的外凸球面相对应的内凹球面，以允许外环孔98在一个或多个正交方向上相对于内球96而旋转。因而，当致动装置观使同步环26旋转时，各个杠杆臂M可围绕着在轴承61的内球 96和外环孔98之间所限定的旋转接口 76而旋转和/或扭转。对本领域技术人员应该明显的是，在本主题的范围内可利用不同的其它合适的旋转连接装置60，以使杠杆臂M与同步环沈通过连接螺栓58而旋转地接合，并因而提供了旋转接口 76，围绕着该旋转接口，杠杆臂M可相对于环沈和/或连接螺栓观而旋转。例如，在备选实施例中，旋转连接装置60可包括合适的枢轴接头的一部分，例如球窝接头、髁状接头、铰链接头等等，其构造为与限定或另外包括在连接螺栓58上的相对应的特征相配合。在另一实施例中，连接螺栓58本身可用作可变叶片组件20的旋转连接装置60。例如， 杠杆臂M或安装在杠杆臂M上的构件可构造为直接围绕连接螺栓58 (例如围绕中间部段 80)而旋转，使得连接螺栓58的外表面通常限定旋转接口 76。仍然参照图3，如上面指出的那样，杠杆臂M的第二端68还可构造为通过连接螺栓58而刚性地联接在同步环沈上，使得在同步环沈和杠杆臂M围绕其旋转接口 76之间没有相对运动或基本上没有相对运动。因而，在一个实施例中，连接螺栓58的顶部部段82 通常可适合于接纳止动装置102，止动装置构造为允许旋转连接装置60刚性地连接在连接螺栓58上。例如，如图3中所示，限定了在杠杆臂M和连接螺栓58之间的旋转接口 76的轴承61的内球96可刚性地连接在连接螺栓58上，使得内球96在环沈的旋转期间不会相对于同步环26而滑动或以其它方式移动。具体地说，连接螺栓58的顶部部段82可以是带螺纹的，从而允许带螺纹的止动装置102(例如防松螺母或止动螺母)紧密地固定在轴承61 的内球96上。另外，如图所示，连接螺栓58的肩部部段84通常可从连接螺栓58的中心轴线86向外延伸得比中间部段80更远，使得内球96可定位或另外设置成抵靠肩部部段84 的径向外表面104。因此，当止动装置102固定在轴承61上时，内球96可被夹住、压住或另外刚性地连接在止动装置102和肩部部段84的外表面104之间，以防止在同步环沈和杠杆臂M围绕其旋转的旋转接口 76之间的任何相对运动。此外，应该懂得限定在连接螺栓58中的底切圆角88可构造为增强内球96至连接螺栓58的刚性连接。例如，限定在肩部部段84和中间部段80之间的圆角88可构造为容许内球96定位成抵靠肩部部段84的外表面104齐平。类似地，限定在顶部部段82和中间部段80之间的圆角88可构造为容许顶部部段82的螺纹埋藏或另外完全设置在止动装置102内。还应该懂得在备选实施例中，可利用不同的其它止动装置102，例如锁销、闩或任何其它合适的紧固机构，以将球面轴承61的内球96刚性地连接到连接螺栓58上。类似地，还可利用任何合适的固定/紧固方法，例如焊接、粘合等等，以将内球96刚性地连接到连接螺栓58上。例如，在本主题的一个特定实施例中，连接螺栓58的一部分(例如中间部段80)可构造成使得内球96可被压配合到连接螺栓58上，从而提供两者之间的刚性连接。 另外，在通过不同于轴承61的手段来提供连接螺栓58和杠杆臂对之间的旋转接合的实施例中，应该懂得可利用相似的止动装置102和/或固定方法，以防止在同步环沈和各个杠杆臂围绕其旋转的旋转接口 76之间的相对运动。通过经由连接螺栓58将同步环沈刚性地联接到杠杆臂M上，从而可给公开的可变叶片组件20提供许多优势。例如，由于旋转接口 76处的刚性连接，可防止或至少减少了在杠杆臂M和同步环沈之间可能发生的环向和径向滑动运动。因此，可显著地减少和/ 或防止发生在连接螺栓58、轴承61、杠杆臂M和/或同步环沈上的任何磨损。此外，各个杠杆臂M至同步环沈的刚性联接确保了所有杠杆臂M围绕着同步环的整个周边而刚性地支撑同步环26的重量。因此，可保持同步环沈的同心度或圆度。另外，提供给同步环沈的增加的支撑还可减少发生在摩擦块(未显示)上的磨损量，如果有摩擦块的话，其设置在同步环沈和压缩机外壳30之间，因为摩擦块将不必支撑相当大部分的环重量。此外，刚性联接还可减少在可变叶片组件20的装配和校准期间使同步环沈居中于压缩机外壳30上的负担。仍然参照图3，通常可将连接螺栓58的肩部部段84构造成使得当杠杆臂M可旋转地连接到连接螺栓58上时，在杠杆臂M和同步环沈的相邻表面108之间提供了间隙 106。通常，该间隙106可构造为适应可能相对于连接螺栓58和/或同步环沈而发生的杠杆臂M的任何扭转。例如，当杠杆臂M利用安装在连接螺栓58上的球面轴承61而与同步环沈可旋转地接合时，轴承61可允许杠杆臂M围绕连接螺栓的中心轴线86而旋转，并沿着其纵向轴线以顺时针方向或反时针方向而扭转。因此，肩部84通常可设计为提供间隙 106，该间隙106允许杠杆臂M在不抵靠同步环沈的相邻表面108而接触或摩擦的情况下围绕旋转接口 76扭转。此外，在本主题的一个特定实施例中，肩部部段84可构造为固定在同步环沈上， 从而提供用于将连接螺栓58连接到同步环沈上的额外手段。例如，如图3中所示，围绕着肩部部段的周边的至少一部分，肩部部段84可焊接在同步环沈的相邻表面108上。在此类实施例中，肩部部段84可构造为具有三角形、矩形、五边形、六边形或相似的形状，从而限定至少一个平坦的边缘，用于提供用来将肩部部段84焊接到同步环沈上的合适的表面。 此外，当底切圆角88限定在底部部段78和肩部部段84之间时，肩部部段84可直接定位在同步环沈的相邻表面108上，并与之基本齐平。因此，在肩部部段84和环沈之间可提供改善的焊接连接。参照回图2，在本主题的一个实施例中，可变叶片组件20的杠杆臂M可以是悬臂式的。因此，同步环沈可悬吊在压缩机外壳30上。应该懂得，同步环沈悬吊在压缩机外壳30上的距离110通常可依赖于压缩机12的构造和/或可变叶片组件20的构造而变化。 然而，通常可选择距离110，使得在环沈旋转时，悬吊的同步环沈不抵靠压缩机外壳30而摩擦或另外接触。另外，在一个实施例中，可沿着压缩机外壳30的外周边提供一个或多个摩擦块(未显示)，以提供表面，如果需要，在环沈的旋转期间，悬吊的同步环沈可在该表面上滑动。在此类实施例中，如图3中所示，可将连接螺栓58构造成使得底部部段78在固定到同步环沈上时相对于环沈的径向内表面112凹陷。因此，可防止连接螺栓58在环沈的旋转期间绊住任何摩擦块和/或压缩机外壳30。另外，在本主题的若干个实施例中，杠杆臂M可设计为柔性的。具体地说，杠杆臂 24可构造为在支撑同步环沈的同时径向向内和/或径向向外弯曲或屈曲。因而，在本主题的一个特殊的实施例中，可选择同步环26的直径和/或定子叶片22的杆柱部段48的高度， 使得杠杆臂M至连接螺栓58的连接点设置成比杠杆臂M至杆柱部段48的连接点径向向外更远。因而，如图2中所示，杠杆臂可在其第一端和第二端66，68之间径向向外屈曲或弯曲一段距离114。此类向外的屈曲或弯曲确保了杠杆臂M被径向向内加载。因此，当同步环26被致动并且杠杆臂M在旋转的同时被改变水平度时，杠杆臂M可将向内的负载连续地应用于环沈上，以支撑其重量。杠杆臂M的这种向内的负载还可提供在同步环沈上自动居中的效应，从而容许可变叶片组件20进行更有效的装配和校准。此外，如图2中所示， 在一个实施例中，杠杆臂还可在第一端和第二端66，68之间沿着其长度的一部分而限定基本锥形的轮廓116。此类锥形轮廓116通常可防止当臂M旋转时响应于同步环沈的致动而发生在杠杆臂M内的应力集中。应该懂得，尽管已经参照可变定子叶片22描述了本主题的可变叶片组件20，但是还可利用该组件来致动压缩机12的可变入口导向叶片级或燃气涡轮机10的涡轮段16的可变涡轮翼片或叶片级。此外，应该很容易明白，所公开的可变叶片组件20可与工业燃气涡轮机一起利用，或者可适合于与本领域中已知的任何其它合适的涡轮机械一起使用，例如用于推进应用中的那些涡轮机械。本文使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和利用任何装置或系统，并执行任何所含方法。本发明可授予专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这些其它示例包括并非不同于权利要求字面语言的结构元件，或者如果其包括与权利要求字面语言无实质差异的等效的结构元件，则这些其它示例都属于权利要求的范围内。
权利要求
1.一种用于可变叶片组件00)的连接螺栓(58)，所述可变叶片组件OO)包括联接在多个杠杆臂04)上的同步环( )，所述可变叶片组件OO)还包括构造为将所述多个杠杆臂04)与所述同步环06)可旋转地联接起来的多个旋转连接装置(60)，所述连接螺栓包括底部部段(78)，其具有适合于固定在所述同步环06)上的形状和构造；中间部段(80)，其具有适合于接纳所述多个旋转连接装置(60)的其中一个旋转连接装置(60)的形状和构造；肩部部段(84)，其设置在所述底部部段(78)和所述中间部段(80)之间；和顶部部段(82)，其具有适合于接纳止动装置(102)的形状和构造，所述止动装置(102) 构造为将所述旋转连接装置(60)刚性地连接到所述连接螺栓(58)上。
2.根据权利要求1所述的连接螺栓(58)，其特征在于，所述底部部段(78)、所述中间部段(80)、所述肩部部段(84)和所述顶部部段(8 沿着所述连接螺栓(58)的中心轴线 (86)而同轴对准。
3.根据权利要求1所述的连接螺栓(58)，其特征在于，所述底部部段(78)是带螺纹的，并且构造为固定在所述同步环06)中限定的相对应的螺纹孔(94)中。
4.根据权利要求1所述的连接螺栓(58)，其特征在于，所述底部部段(78)构造为相对于所述同步环06)的径向内表面(112)而凹陷。
5.根据权利要求1所述的连接螺栓(58)，其特征在于，所述肩部部段(84)构造为使得在所述同步环06)和所述多个杠杆臂04)的相邻的杠杆臂04)之间限定间隙(106)。
6.根据权利要求5所述的连接螺栓(58)，其特征在于，所述间隙(106)允许所述相邻的杠杆臂04)在不接触所述同步环06)的情况下沿着其纵向轴线而扭转。
7.根据权利要求1所述的连接螺栓(58)，其特征在于，所述肩部部段(84)构造为固定在所述同步环06)的表面(108)上。
8.根据权利要求7所述的连接螺栓(58)，其特征在于，所述肩部部段(84)构造为焊接在所述同步环06)上，所述肩部部段限定了至少一个平坦的边缘，用于将所述肩部部段 (84)焊接到所述同步环(26)的表面(108)上。
9.根据权利要求1所述的连接螺栓(58)，其特征在于，所述顶部部段(8 是带螺纹的，以允许螺纹止动装置(10 固定在它上面。
10.根据权利要求9所述的连接螺栓(58)，其特征在于，所述中间部段(80)限定了支承面。
11.根据权利要求9所述的连接螺栓(58)，其特征在于，所述旋转连接装置(60)包括轴承(61)，所述轴承(61)具有内部构件(96)和构造为相对于所述内部构件(96)而旋转的外部构件(98)，所述支承面构造为允许所述轴承(61)安装在所述支承面上。
12.根据权利要求11所述的连接螺栓(58)，其特征在于，所述肩部部段(84)从所述连接螺栓(58)的中心轴线(86)向外延伸至比所述中间部段(80)更远，使得当所述螺纹止动装置(10 固定在所述顶部部段(8 上时，所述轴承(61)的内部构件(96)抵靠所述肩部部段(84)的面(104)定位。
13.根据权利要求1所述的连接螺栓(58)，其特征在于，所述连接螺栓(58)还包括第一圆角(88)和第二圆角(88)，所述第一圆角(88)在所述连接螺栓(58)中限定在所述顶部部段(8 和所述中间部段(80)之间，并且构造为容许所述止动装置(10 抵靠所述旋转连接装置(60)固定，所述第二圆角(88)在所述连接螺栓(58)中限定在所述中间部段 (80)和所述肩部部段(84)之间，并且构造为容许所述旋转连接装置(60)抵靠所述肩部部段(84)的面(104)定位。
14.一种用于可变叶片组件00)的连接螺栓(58)，所述可变叶片组件00)包括联接在多个杠杆臂04)上的同步环( )，所述可变叶片组件00)还包括多个轴承(61)，所述多个轴承(61)构造为将所述多个杠杆臂04)与所述同步环06)可旋转地联接起来，所述连接螺栓(58)包括底部螺纹部段(78)，其具有适合于固定在相对应的螺纹孔(94)中的形状和构造，所述螺纹孔(94)被限定在所述同步环(26)中；中间部段(80)，其限定了支承面，所述支承面具有适合于允许所述多个轴承(61)的其中一个轴承(61)安装在它上面的形状和构造；肩部部段(84)，其设置在所述底部螺纹部段(78)和所述中间部段(80)之间，所述肩部部段(84)构造为固定在所述同步环06)的表面(108)上；和顶部螺纹部段(82)，其具有适合于接纳螺纹止动装置(10 的形状和构造，所述螺纹止动装置(10 构造为将所述轴承(61)刚性地连接到所述连接螺栓(58)上；其中所述底部螺纹部段(78)、所述中间部段(80)、所述肩部部段(84)和所述顶部螺纹部段(8 沿着所述连接螺栓(58)的中心轴线(86)而同轴对准。
15.根据权利要求14所述的连接螺栓(58)，其特征在于，所述轴承(61)包括内部构件 (96)和构造为相对于所述内部构件(96)而旋转的外部构件(98)，所述肩部部段(84)从所述中心轴线(86)向外延伸至比所述中间部段(80)更远，使得当所述螺纹止动装置(102) 固定在所述顶部部段(8 上时，所述内部构件(96)抵靠所述肩部部段(84)的面(104)定位。
全文摘要
本发明涉及用于涡轮压缩机的可变叶片组件的连接螺栓，具体而言，公开了一种用于可变叶片组件(20)的连接螺栓(58)。这种连接螺栓(58)通常可包括底部部段(78)、中间部段(80)、顶部部段(82)和肩部部段(84)。底部部段(78)通常可具有适合于固定在可变叶片组件(20)的同步环(26)上的形状和构造。中间部段(80)通常可具有适合于接受可变叶片组件(20)的旋转连接装置(60)的形状和构造。肩部部段(84)可设置在底部部段(78)和中间部段(80)之间。顶部部段(82)通常可具有适合于接受止动装置(102)的形状和构造，该止动装置(102)设置为用以将旋转连接装置(60)刚性地连接到连接螺栓(58)上。
文档编号F04B39/00GK102418731SQ201110309530
公开日2012年4月18日 申请日期2011年9月28日 优先权日2010年9月28日
发明者A·J·拉马斯, H·M·小贾勒特, M·C·霍华德 申请人:通用电气公司