[发明专利]用于涡轮压缩机的可变叶片组件的连接螺栓

说明书

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。

附图说明

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。