[发明专利]用于压缩机装置及其包括的扩散器组件的扩散器导叶

说明书

技术领域

在本文中公开的主旨涉及压缩机装置(例如，离心压缩机)，并且尤其涉及用于压缩机装置的扩散器或扩散器导叶。

背景技术

压缩机装置(例如离心压缩机)使用扩散器组件，来通过减缓穿过膨胀体积区域的工作流体的速率而将工作流体的动能转换成静压。扩散器组件的实例利用绕叶轮圆周布置的若干扩散器导叶。扩散器导叶的设计(例如，形状和尺寸)与扩散器导叶的前缘和后缘相对于工作流体流的定向结合，通常确定扩散器导叶如何固连在扩散器组件内。

为了对设计添加更多改进和灵活性，扩散器组件的一些实例包括可变扩散器导叶。这些类型的扩散器导叶可改变前缘和后缘的定向。该特征有助于压缩机装置的调节操作。用于可变扩散器导叶的已知设计绕轴线旋转，该轴线处于扩散器导叶的下半部分，即，比后缘更接近前缘。

旋转轴线的定位允许后缘来掠过大的角度，并且因而允许压缩机装置性能的更好的调谐和优化。但是，尽管这些可变扩散器导叶的使用可改善性能，但用于可变扩散器导叶的常规设计的实施方式相对于引入的工作流体来使后缘和前缘二者移动(例如，旋转)。前缘位置的改变可导致工作流体流与扩散器导叶的表面过早地分离，这可降低可变扩散器导叶的效率，以调节压缩机装置的性能。

发明内容

本公开提出扩散器导叶的实施例，该扩散器导叶具有如下结构，该结构允许前缘绕后缘旋转，维持前缘相对于工作流体的流动方向的定向，并且防止响应于可在压缩机装置的操作期间发生的激发频率的不需要的振动。这些特征有助于维持扩散器导叶的结构完整性，其可导致由周期疲劳引起的构件故障。在下面的实施例，例如体现将扩散器导叶调节至激励模式的构造。所得的结构具有如下机械特性(例如，硬度)，其避免例如由叶片经过频率激发的频率模式，同时增大低得多的应力值。在一个实施例中，该结构利用导叶主体(例如，翼形件)和既提供振动支撑又提供结构支撑的基座结构。在一个实例中，基座结构具有相对于导叶主体的充分横向宽度和纵向长度，来避免由模态频率导致的潜在振动。该相同的基座结构还允许扩散器导叶的定向改变，例如旋转以改善压缩机装置的性能。

附图说明

现在简要地对附图进行参考，其中：

图1绘出了扩散器导叶的示范实施例的示意图；

图2绘出了扩散器导叶的示范实施例的透视图；

图3绘出了图2的扩散器导叶的侧视图；

图4绘出了图2的扩散器导叶的俯视图；

图5绘出了扩散器组件的实例的后视、透视图，该扩散器组件包括扩散器导叶，例如图1、2、3、和4的扩散器导叶，的示范实施例；

图6绘出了图5的扩散器组件的前视、透视图；

图7以分解形式绘出了图5和6的扩散器组件；

图8绘出了压缩机装置的实例的后视、透视图，该压缩机装置包括示范扩散器组件，例如图5、6、和7的扩散器组件；

图9绘出了图8的压缩机装置的前视图；并且

图10绘出了图8和9的压缩机装置的前视、透视图。

其中，遍及若干视图，可适用的相似参考标号指示相同或对应的构件，其不按比例除非另外指示。

具体实施方式

下面的讨论集中于扩散器导叶的实现用于压缩机装置(例如，离心压缩机)的更好性能的构造和实施方式上。在一方面中，用于扩散器导叶的设计允许后缘旋转至各种角位置，同时维持前缘相对于流动经过扩散器导叶的工作流体流方向的定向，以防止流分离。这些设计还使扩散器导叶稳定，来防止扩散器导叶的响应于可损坏扩散器导叶的激发频率的振动。

这些扩散器导叶在扩散器组件中得到利用，该扩散器组件的操作可调节压缩机的性能。扩散器组件可包括多个扩散器导叶。在一个实例中，扩散器组件将扩散器导叶连结至常规促动器，以例如响应于工作流体流方向的改变来促进后缘位置的调整。

图1绘出了扩散器导叶100的示范实施例的示意图，以提供提议的设计的方面的概观。扩散器导叶100包括导叶主体102、支撑元件104、和衔铁(armature)106。导叶主体102具有顶部108、底部110、前缘112、和后缘114。导叶主体102还具有旋转轴线116，其允许扩散器导叶100移动(例如，旋转)，来例如在多个角位置之间改变后缘114的定向。