CN220336953U - 一种联动环定心结构及其燃气轮机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种联动环定心结构及其燃气轮机，涉及燃气轮机技术领域。联动环定心结构包括：联动环，用于与压气机匣活动套接；多个滚动组件，用于设置于所述压气机匣的外壁；且各个滚动组件绕所述压气机匣的轴心线均匀阵列；各个滚动组件的外壁与所述联动环的内壁相抵触；每个滚动组件均能够绕第一轴线进行中心旋转，且第一轴线平行于所述联动环的轴心线。本申请能够通过滚动组件支撑联动环，并且滚动组件与联动环之间所形成的摩擦为滚动摩擦，相对于滑动摩擦，滚动摩擦的磨损较小。也就是说，滚动组件不易被磨损，无需经常更换，能够降低使用成本。

Description

一种联动环定心结构及其燃气轮机

技术领域

本申请涉及燃气轮机技术领域，具体为一种联动环定心结构及其燃气轮机。

背景技术

为了满足燃气轮机压气机高效率和高裕度的要求，在对压气机进行设计时，一般会设计出静子叶片角度调节结构。静子叶片角度调节结构主要用于对压气机中静子叶片的角度进行调节，以满足压气机不同转速下的气动性能。具体的，现有技术中的静子叶片角度调节结构如图1和图2所示，其包括联动环2、与多个静子叶片4一一对应的Z型连杆3。联动环2活动套接于压气机匣1的外部。多个静子叶片4沿压气机匣1的周向均匀分布，且每个静子叶片4均能够与压气机匣1转动连接。Z型连杆3的一端与联动环2相铰接，Z型连杆3的另一端与静子叶片4相固定。若转动联动环2，则联动环2能够通过各个Z型连杆3带动各个静子叶片4进行同步转动。

需要清楚的是，在压气机工作过程中，压气机匣上同一圈的静子叶片的角度控制精度对压气机稳定工作的影响极大。现有技术中，为了方便装配，联动环一般是由两个半环连接而成，并且联动环通常都比较薄，轴向宽度较窄，使得其刚性也较差，在装配以及联动环工作旋转过程中与压气机匣同心度较难保证。也就是说，在压气机工作过程中容易造成压气机匣上同一圈的静子叶片的角度控制精度不一致而导致压气机不稳定。为了解决上述问题，如图1和图2所示，通常在压气机匣1和联动环2之间设置限位套5作为联动环2的限位装置，来控制联动环2和压气机匣1的同心度，进而保证静子叶片角度旋转的一致性。但是联动环与限位套之间会产生滑动摩擦，导致限位套较易磨损，需要经常更换，增加使用成本。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种联动环定心结构及其燃气轮机，以解决现有技术中限位套容易磨损，导致需要经常更换，增加使用成本的技术问题。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

第一方面，本申请提出一种联动环定心结构，包括：联动环，用于与压气机匣活动套接；多个滚动组件，用于设置于所述压气机匣的外壁；且各个滚动组件绕所述压气机匣的轴心线均匀阵列；各个滚动组件的外壁与所述联动环的内壁相抵触；每个滚动组件均能够绕第一轴线进行中心旋转，且第一轴线平行于所述联动环的轴心线。

作为本申请实施例中的一种实施方式，所述滚动组件包括：固定轴，与所述压气机匣固定连接；转动套，活动套接于所述固定轴的外部。

作为本申请实施例中的一种实施方式，所述滚动组件还包括设置于所述固定轴的限位件，所述限位件用于限制所述转动套和所述固定轴之间产生沿第一方向上的相对位移，所述第一方向平行于所述固定轴的轴心线。

作为本申请实施例中的一种实施方式，所述限位件包括两个限位块，所述转动套位于两个限位块之间，且所述转动套沿第一方向的长度不大于两个限位块沿第一方向上的间距。

作为本申请实施例中的一种实施方式，所述固定轴包括轴本体，所述轴本体的两端开设有通孔，所述轴本体通过通孔和螺栓与所述压气机匣螺纹固定。

作为本申请实施例中的一种实施方式，所述固定轴包括：轴本体；两个支撑块，分别设置于所述轴本体的两端，每个支撑块均包括一个通孔，支撑块通过通孔和螺栓与所述压气机匣螺纹固定。

作为本申请实施例中的一种实施方式，所述固定轴包括：轴本体；两个弹性件，分别设置于所述轴本体的两端，弹性件与所述压气机匣相固定；弹性件用于向所述轴本体施加平行于第二方向的弹性力；第二方向平行于所述压气机匣的径向，且由所述压气机匣的内部指向外部。

作为本申请实施例中的一种实施方式，所述弹性件包括弹簧，或者所述弹性件包括弹性杆和连接片，连接片设置于所述弹性杆的一端，所述弹性杆的另一端与所述轴本体的端部相连接。

作为本申请实施例中的一种实施方式，所述弹性杆的轴心线与所述轴本体的轴心线所形成的夹角大于等于90°，小于等于150°。

第二方面，本申请提出一种燃气轮机，该燃气轮机包括多个如第一方面中任意一项所述的联动环定心结构。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：

能够通过滚动组件支撑联动环，并且滚动组件与联动环之间所形成的摩擦为滚动摩擦，相对于滑动摩擦，滚动摩擦的磨损较小。也就是说，滚动组件不易被磨损，无需经常更换，能够降低使用成本。

附图说明

图1为本申请所提出的现有技术中联动环和压气机匣连接的立体图；

图2为图1的主视图；

图3为本申请实施例所提出的联动环和压气机匣连接的立体图(通过滚动组件)；

图4为图3的主视图；

图5为本申请实施例所提出的一种滚动组件的立体图；

图6为图5中滚动组件与压气机匣连接的剖视图；

图7为本申请实施例所提出的一种固定轴的立体图；

图8为本申请实施例所提出的另一种固定轴的立体图；

图9为本申请实施例所提出的又一种固定轴的立体图；

图10为图9的主视图。

图中：1、压气机匣；2、联动环；3、Z型连杆；4、静子叶片；5、限位套；6、滚动组件；610、固定轴；611、轴本体；612、通孔；613、支撑块；614、弹性杆；615、连接片；620、转动套；630、限位块；640、螺栓。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件所必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，应当理解，为了便于描述，附图中所示出的各个部件的尺寸并不按照实际的比例关系绘制，例如某些层的厚度或宽度可以相对于其他层有所夸大。

应注意的是，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义或说明，则在随后的附图的说明中将不需要再对其进行进一步的具体讨论和描述。

为了解决背景技术中所提出的技术问题，本申请提出一种联动环定心结构。如图3和图4所示，该联动环定心结构包括联动环2和设置于压气机匣1外壁的多个滚动组件6。

具体的，联动环2活动套接于压气机匣1的外部，也就是说，联动环2能够绕压气机匣1的轴心线进行中心旋转，以通过Z型连杆3调节静子叶片4的角度。如图3和图4所示，多个滚动组件6绕压气机匣1的轴心线均匀阵列。各个滚动组件6的外壁与联动环2的内壁相抵触。需要清楚的是，在本申请的实施例中，使得滚动组件6与联动环2相抵触是为了避免滚动组件6的外壁与联动环2的内壁之间存在间隙，以防止联动环2在转动时和压气机匣1不同轴。也就是说，滚动组件6的外壁与联动环2的内壁之间具有一定的抵触力，该抵触力可以为大于等于0的任意数值。在本申请的实施例中，可以根据实际需求，通过调整联动环2安装时的松紧程度，合理的控制该抵触力的大小。需要注意的是，在本申请的实施例中，每个滚动组件6均能够绕第一轴线进行中心旋转，且第一轴线平行于联动环2的轴心线。

具体的，在本申请的实施例中，若滚动组件6类似于下文中所提出的轴承结构，则第一轴线为滚动组件6的轴心线；若滚动组件6类似于下文中所提出的滚珠结构，则第一轴线穿过滚珠的重心。

容易理解的是，滚动组件6能够绕第一轴线进行中心旋转。换句话说，联动环2与滚动组件6之间所产生的摩擦力为滚动摩擦力。相对于滑动摩擦力，滚动摩擦力对滚动组件6所产生的磨损较小，使得滚动组件6能够长时间使用，不需要经常更换，进而能够有效的降低使用成本。

具体的，在本申请的实施例中，滚动组件6可以为任意能够绕自身轴心线进行中心旋转的结构。例如：滚动组件6可以类似于轴承结构、滚珠结构或者如图5所示，滚动组件6包括固定轴610和转动套620。其中，固定轴610与压气机匣1固定连接，转动套620活动套接于固定轴610的外部。也就是说，转动套620能够在固定轴610上绕固定轴610的轴心线进行中心旋转。容易理解的是，在本申请的实施例中，转动套620可以为轴承，当然在本申请的其他实施例中，如图6所示，转动套620可以为管状套筒结构。

需要清楚的是，为了避免转动套620在进行中心旋转时，与固定轴610产生沿第一方向上的相对位移，滚动组件6还包括设置于固定轴610的限位件，限位件用于限制转动套620和固定轴610之间产生沿第一方向上的相对位移，第一方向平行于固定轴610的轴心线。

具体的，在本申请的实施例中，限位件可以为任意能够限制转动套620轴向移动的零部件。例如：可以在转动套620的两端设置弹簧，弹簧与固定轴610相套接，且弹簧储蓄有弹性势能，或者如图5和图6所示，限位件包括两个限位块630，转动套620位于两个限位块630之间。

需要清楚的是，在本申请的实施例中，对限位块630的形状和构造不做任何限制，只要其能够起到限位作用即可。例如：在本申请的一个实施例中，如图5和图6所示，限位块630可以为圆形块状，在本申请的其他实施例中，限位块630还可以为方形块状、三角形块状或者杆状等。需要注意的是，在本申请的实施例中，如图6所示，转动套620沿第一方向的长度可以等于两个限位块630沿第一方向上的间距。此时，两个限位块630能够对转动套620起到较好的限位作用。需要清楚的是，在联动环2进行旋转过程中，若联动环2与滚动组件6之间所产生的摩擦力小于滚动组件6进行中心旋转的阻力，则使得滚动组件6无法绕第一轴线进行中心旋转，也就是说，若滚动组件6进行中心旋转的阻力过大，则滚动组件6与联动环2之间难以形成滚动摩擦。换句话说，在对滚动组件6进行设计时，应该尽量的降低滚动组件6进行中心旋转的阻力。考虑到生产过程中的误差和使用过程中的热胀冷缩，若转动套620沿第一方向的长度等于两个限位块630沿第一方向上的间距，则两个限位块630容易阻碍转动套620进行中心旋转，也就是说，容易增大转动套620进行中心旋转时的阻力。在本申请的一个实施例中，为了降低转动套620进行中心旋转的阻力，转动套620沿第一方向的长度可以小于两个限位块630沿第一方向上的间距。

在本申请的实施例中，固定轴610可以为任意形状或者构造的轴，对其不做任何限制。如图7所示，固定轴610可以只包括轴本体611，使用时可以将轴本体611直接焊接在压气机匣1的外壁上。在本申请的一个实施例中，为了便于对滚动组件6进行拆卸和安装，如图7所示，轴本体611的两端开设有通孔612，轴本体611通过通孔612和螺栓640与压气机匣1螺纹固定。

需要清楚的是，轴本体611外表面具有弧度，而压气机匣1的外表面也具有弧度，也就是说，轴本体611与压气机匣1之间所形成的接触面积较小。通过螺栓640将轴本体611(也即固定轴610)与压气机匣1直接进行螺接，在长期的使用过程中，固定轴610与压气机匣1易产生松动。为了使得固定轴610与压气机匣1能够更好的连接，不易产生松动，在本申请的一个实施例中，如图8所示，固定轴610包括轴本体611和两个支撑块613。两个支撑块613分别设置于轴本体611的两端，支撑块613用于增加固定轴610与压气机匣1之间所形成的接触面积，以使固定轴610与压气机匣1的连接更加稳定。当然容易联想到的是，在支撑块613上还可以开设出与压气机匣1外表面相适配的内凹面，以增大支撑块613与压气机匣1的接触面积。

需要清楚的是，在本申请的实施例中对支撑块613的形状和构造不做任何限制，其只要能够增大轴本体611与压气机匣1的接触面积即可。例如：在本申请的一个实施例中，支撑块613可以如图8所示的方块状，也可以如图9中类似于连接片615的片状。

具体的，在本申请的实施例中，可以将支撑块613与压气机匣1进行焊接或者铆接，还可以如图6和图8所示，在每个支撑块613上开设出一个通孔612，将支撑块613通过通孔612和螺栓640与压气机匣1螺纹固定。

由前文可知，在本申请的实施例中，需要转动套620与联动环2之间形成一定的抵触力，转动套620才能够对联动环2起到较好的支撑作用。虽然转动套620与联动环2之间所形成的摩擦为滑动摩擦，但是在长期的使用过程中转动套620和/或联动环2仍然会产生磨损，为了使得转动套620与联动环2之间具有足够的抵触力。如图9所示，固定轴610包括轴本体611和两个弹性件。两个弹性件分别设置于轴本体611的两端，弹性件与压气机匣1相固定。弹性件用于向轴本体611施加平行于第二方向的弹性力；第二方向平行于压气机匣1的径向，且由压气机匣1的内部指向外部。也就是说，在联动环2安装完成之后，弹性件能够通过轴本体611使得转动套620和联动环2之间具有足够的抵触力。即使在转动套620和/或联动环2产生磨损后，仍然使得转动套620能够支撑联动环2。

具体的，在本申请的实施例中，弹性件可以为弹簧。在进行设置时，弹簧的轴心线平行于压气机匣1的径向。在本申请的另一个实施例中，如图9和图10所示，弹性件包括弹性杆614和连接片615，连接片615设置于弹性杆614的一端，弹性杆614的另一端与轴本体611的端部相连接。在本申请的实施例中连接片615的作用与上文中支撑块613的作用类似。弹性杆614具有弹性，在弹性杆614受到弯曲变形后，能够产生弹性力。

需要清楚的是，如图10所示，在本申请的一个实施例中，弹性杆614的轴心线(如图10中的线段B所示)与轴本体611的轴心线(如图10中的线段A所示)所形成的夹角为角C，角C可以为90°。由前文可知，弹性杆614受到弯曲变形，才能够产生弹性力。若角C为90°，则在安装联动环2时，不易折弯弹性杆614。为了便于对弹性杆614进行折弯，以使弹性杆614发生变形，在本申请的另一个实施例中，角C大于90°。

需要清楚的是，弹性杆614产生弹性力的大小等于弹性杆614的弹性系数乘以弹性杆614的变形量。也就是说，若需要弹性杆614能够产生足够的弹性力，则需要弹性杆614能够产生足够的变形量。如图10所示，若角C接近于180°，则弹性杆614能够产生的变形量极小，也就是说，弹性杆614能够产生的弹性力也极小。在本申请的实施例中，为了保证弹性杆614能够产生足够的变形量，角C小于等于150°。

具体的，在本申请的实施例中角C可以为90°、100°、110°、120°、130°、140°和150°中任意一个度数，当然，在本申请的其他实施例中，角C也可以为上述相邻两个度数之间的任意度数。

本申请所提出的联动环定心结构，能够通过滚动组件支撑联动环，并且滚动组件与联动环之间所形成的摩擦为滚动摩擦，相对于滑动摩擦，滚动摩擦的磨损较小。也就是说，滚动组件不易被磨损，无需经常更换，能够降低使用成本。

在介绍完本申请所提出的联动环定心结构的所有实施例，下面介绍本申请所提出的一种燃气轮机，具体的，该燃气轮机包括多个如上述任意一项联动环定心结构实施例中所提出的联动环定心结构。

本申请所提出的燃气轮机，由于具有本申请实施例中所提出的联动环定心结构。也就是说，该燃气轮机能够通过滚动组件支撑联动环，并且滚动组件与联动环之间所形成的摩擦为滚动摩擦，相对于滑动摩擦，滚动摩擦的磨损较小。也就是说，滚动组件不易被磨损，无需经常更换，能够降低使用成本。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本申请的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种联动环定心结构，其特征在于，包括：

联动环(2)，用于与压气机匣(1)活动套接；

多个滚动组件(6)，用于设置于所述压气机匣(1)的外壁；且各个滚动组件(6)绕所述压气机匣(1)的轴心线均匀阵列；各个滚动组件(6)的外壁与所述联动环(2)的内壁相抵触；每个滚动组件(6)均能够绕第一轴线进行中心旋转，且第一轴线平行于所述联动环(2)的轴心线。

2.根据权利要求1所述的联动环定心结构，其特征在于，所述滚动组件(6)包括：

固定轴(610)，与所述压气机匣(1)固定连接；

转动套(620)，活动套接于所述固定轴(610)的外部。

3.根据权利要求2所述的联动环定心结构，其特征在于，所述滚动组件(6)还包括设置于所述固定轴(610)的限位件，所述限位件用于限制所述转动套(620)和所述固定轴(610)之间产生沿第一方向上的相对位移，所述第一方向平行于所述固定轴(610)的轴心线。

4.根据权利要求3所述的联动环定心结构，其特征在于，所述限位件包括两个限位块(630)，所述转动套(620)位于两个限位块(630)之间，且所述转动套(620)沿第一方向的长度不大于两个限位块(630)沿第一方向上的间距。

5.根据权利要求2至4中任意一项所述的联动环定心结构，其特征在于，所述固定轴(610)包括轴本体(611)，所述轴本体(611)的两端开设有通孔(612)，所述轴本体(611)通过通孔(612)和螺栓(640)与所述压气机匣(1)螺纹固定。

6.根据权利要求2至4中任意一项所述的联动环定心结构，其特征在于，所述固定轴(610)包括：

轴本体(611)；

两个支撑块(613)，分别设置于所述轴本体(611)的两端，每个支撑块(613)均包括一个通孔(612)，支撑块(613)通过通孔(612)和螺栓(640)与所述压气机匣(1)螺纹固定。

7.根据权利要求2至4中任意一项所述的联动环定心结构，其特征在于，所述固定轴(610)包括：

轴本体(611)；

两个弹性件，分别设置于所述轴本体(611)的两端，弹性件与所述压气机匣(1)相固定；弹性件用于向所述轴本体(611)施加平行于第二方向的弹性力；第二方向平行于所述压气机匣(1)的径向，且由所述压气机匣(1)的内部指向外部。

8.根据权利要求7所述的联动环定心结构，其特征在于，所述弹性件包括弹簧，或者所述弹性件包括弹性杆(614)和连接片(615)，连接片(615)设置于所述弹性杆(614)的一端，所述弹性杆(614)的另一端与所述轴本体(611)的端部相连接。

9.根据权利要求8所述的联动环定心结构，其特征在于，所述弹性杆(614)的轴心线与所述轴本体(611)的轴心线所形成的夹角大于等于90°，小于等于150°。

10.一种燃气轮机，其特征在于，包括多个如权利要求1至9中任意一项所述的联动环定心结构。