对齐可变扩散器导叶与工作流体流向的系统和方法_2

文档序号:9204000阅读:来源:国知局
向元件308,定向元件308设置在工作流体流F的路径中。扩散器导叶形成导叶本体310,其具有前缘312和后缘314。弦长度L限定前缘312和后缘314之间的直线距离。导叶本体310形成空气动力学形状(例如,翼型件),其具有关于前缘312相对于流F的定向和攻角而标识的吸力侧表面316和压力侧表面318。在前缘312处,导叶本体310会聚到末端320。
[0017]流传感器304可移动,并且在一个示例中,定向元件308相对于底座元件306旋转,以指示流F的方向。底座元件306的示例可固定到扩散器组件300的构件上。这些构件可包括壁部件、框架部件和可将流传感器304定位在工作流体流中的其它结构(例如,蜗壳)。例如,流底座元件306可位于这种结构中的孔和/或沉孔中,以将定向元件308定位在流路径中。底座元件306的示例可包括销和/或接收定向元件308的其它承载元件。销用作枢轴,定向元件308可围绕其自由地旋转。当置于流F的路径中时,定向元件308将与流F的方向对齐。在一个示例中,底座元件306可包括旋转式电位计和/或可测量角度位移的其它类似装置。旋转式电位计可与定向元件308联接,以记录定向元件308响应于流F的方向的位置变化。
[0018]参照图5,在一个实施期间,压缩机装置可运行成使流F沿许多不同的方向(例如,第一流向Fl和第二流向F2)流动。定向元件308呈现第一传感器位置322和第二传感器位置324中的一个,这分别对应于第一流向Fl和第二流向F2。在一个示例中,流传感器304可记录定向元件308的位置的变化,例如,在第一传感器位置322和第二传感器位置324之间的变化。
[0019]第一信号和/或第二信号的示例可对标识定向元件308的位置和/或位置的相对变化的信息进行编码。在一个示例中,第一信号和第二信号可对第一传感器位置322和第二传感器位置324中的各个的角度位置进行编码。角度位置的示例可利用覆盖360°的径向刻度,其中第一位置322和第二位置324在径向刻度上呈现不同的值,例如,第一位置322为0°而第二位置324为300°。在其它示例中,第一信号和第二信号可对第一传感器位置322和第二传感器位置324中的各个的角度偏移进行编码。角度偏移可限定第一传感器位置322和第二传感器位置324相对于固定或原始位置偏移的在径向刻度上的值,例如,径向值。对于图5的当前示例,第一传感器位置322的径向值为O和/或0°,而第二传感器位置324的径向值为-30和/或-30°。
[0020]确定扩散器导叶302的第一位置(例如,在步骤206处)的步骤可使用第一信号和第二信号中的信息,以使扩散器导叶302与流F的方向对齐。与此相结合,图6示出处于第一导叶位置326和第二导叶位置的扩散器导叶302的示例,第二导叶位置由虚线和数字328标识。在一个示例中,导叶本体302可围绕旋转轴线330旋转,这容许后缘314的位置在一个示例中相对于前缘314而变化。本公开还设想到扩散器导叶302的一种构造,其中,旋转轴线330位于各种位置处,例如,在沿着弦长度L与前缘312和后缘314间隔开的位置(图4和5)。在这些其它构造中,前缘312和后缘314两者可例如围绕旋转轴线330旋转。
[0021]其中后缘314使前缘312旋转的实施方式对于适应第一流向Fl和第二流向F2是有利的。如图6的示例中显示,尽管后缘314出现了相对较大的角度位移,但是前缘312仍然固定在旋转轴线330上,以例如在后缘314在第一导叶位置326和第二导叶位置328之间移动时限制前缘312的位置的变化。这个特征保持前缘312相对于第二流向F2的定向,以减少流分离的可能性,同时对后缘314提供充分的调节,以指示性能(例如,图1和2的压缩机装置100的性能)的变化。
[0022]图7示出扩散器导叶302的详细图。图7的示例显示末端320是圆形的和/或具有曲线外表面332,曲线外表面332由从中心轴线334延伸的半径%@限定。在其它示例中,末端320呈现保持导叶本体310的空气动力学的形状(例如,点)。本公开还设想到末端320的一种构造,其如期望的那样具有不那么最佳的空气动力学形状(例如,钝形)。
[0023]在图7(和图6)的示例中,旋转轴线330位于前缘312附近,并且例如,位于弦长度L的5%或更少内(图4)(从前缘312进行测量)。取决于末端320的大小和形状,旋转轴线330还可出现在半径1?#@围绕中心轴线330所限定的区域内。在一个示例中,旋转轴线330与末端320的中心轴线334同轴。
[0024]示例扩散器导叶302可包括各种材料和组合、成分和其变型。这些材料包括金属(例如,钢、不锈钢、铝)、金属合金、高强度塑料、复合材料等。材料的选择可取决于工作流体的类型和成分。例如,具有腐蚀性的工作流体可要求扩散器导叶包括相对惰性的材料和/或与工作流体不进行化学反应的材料,以及/或者具有防止扩散器导叶的表面的腐蚀、侵蚀或其它退化的一个或多个涂层和/或表面处理。
[0025]扩散器导叶302的几何构造确定为本申请的压缩机装置的设计、建设和配合的一部分。该几何结构可包括翼型件形状,例如,图4中针对导叶本体310所显示的形状,其示例呈现翼和叶片的形式和/或可产生升力的其它形式。在一个实施例中,扩散器导叶302可例如使用容许扩散器导叶围绕前缘旋转的紧固件和紧固技术安装到一个壁部件上。螺钉、螺栓、销、轴承和类似构件可用来保持前缘的位置,这进一步允许后缘如本文设想的那样改变位置。这些紧固件可固定到扩散器组件的壁部件上,这可包括与压缩机装置的构件分开的零件或可与压缩机装置中出现的现有硬件集成。
[0026]回头参照图3的方法200,产生输出的步骤(例如,在步骤206处)可使扩散器导叶302移动,例如,在第一位置326和第二位置328之间移动。输出可包括可对运行装置的指令进行编码的任何信号(例如,模拟和/或数字)。在本文的示例中,输出可使促动器移动,这可有利于扩散器导叶302在第一位置326和第二位置328中的一个或多个之中和之间直接和/或间接移动。
[0027]图8示出运行压缩机装置的方法400的另一个示例性实施例。方法400包括,在步骤402处,接收来自第一流传感器的第一信号,第一信号对标识第一扩散器导叶上游的工作流体流的第一方向的信息进行编码。方法还包括,在步骤404处,接收来自第二流传感器的第二信号,第二信号对标识第二扩散器导叶上游的工作流体流的第二方向的信息进行编码。方法进一步包括,在步骤406处,分别比较第一方向和第二方向与第一基准方向和第二基准方向。在一个示例中,第一基准方向和第二基准方向表示第一方向和第二方向的值。如图8中显示,方法400还包括,在步骤408处,确定第一扩散器导叶和第二扩散器导叶的第一位置,第一位置使第一扩散器导叶和第二扩散器导叶分别与工作流体的第一方向和第二方向对齐。在一个实施例中,这个步骤可包括,在步骤410处,确定第一位置和第二位置是否不同于第一基准位置和第二基准位置。如果第一位置和/或第二位置是不同的,则方法400可包括,在步骤412处,选择使第一扩散器导叶移动的第一增量和/或使第二扩散器导叶移动的第二增量。在一个示例中,第一增量限定第一方向相对于第一基准方向的相对位置而第二增量限定第二方向相对于第二基准方向的相对位置。方法400可还包括,在步骤414处,产生输出,输出对使第一扩散器导叶和第二扩散器导叶移动到第一位置的指令进行编码。在一个示例中,指令使第一扩散器导叶和第二扩散器导叶从第一位置移动到第二位置,其中,对于第一扩散器导叶,第二位置相对于第一位置由第一增量限定,而对于第二扩散器导叶,由第二增量限定。
[0028]考虑前面的论述,方法200和400的一个或多个步骤可编码成一个或多个可执行指令(例如,硬件、固件、软件、软件程序等)。这些可执行指令可为可由处理器和/或处理装置执行的计算机实现的方法和/或程序的一部分。控制器132的示例(图2)可执行这些可执行指令,以产生某些输出,例如,对改变扩散器导叶的位置的指令进行编码的信号,如本体提议的那样。
[0029]图9描绘示意图,其以高水平呈现控制器500的接线示意图,该控制器500可处理数据(例如,信号),以产生指示压缩机装置(例如,图1和2的压缩机装置100)的运行的输出。控制器500可结合为压缩机装置的一部分,以提供一体的、有效地独立的系统。在其它备选方案中,控制器500可保持独立和/
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