專利名稱：渦輪導(dǎo)向器及渦輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃?xì)鉁u輪機(jī)領(lǐng)域，特別地，涉及一種渦輪導(dǎo)向器。此外，本發(fā)明還涉及一種安裝上述渦輪導(dǎo)向器的渦輪機(jī)。
背景技術(shù)：
渦輪導(dǎo)向器處于惡劣的工作環(huán)境，既要承受高溫燃?xì)饬骱透髁慵軣岵痪鸬妮^大的熱應(yīng)力，又要承受燃?xì)馔ㄟ^導(dǎo)向葉片時產(chǎn)生的氣動力以及由氣流脈動所引起的振動載荷。渦輪導(dǎo)向葉片在不同工況時所對應(yīng)的最佳角度不同?，F(xiàn)有的導(dǎo)向葉片是通過焊接的方式固定于渦輪導(dǎo)向器的機(jī)匣。因此，當(dāng)有不同的工況出現(xiàn)時，現(xiàn)有的渦輪導(dǎo)向器的導(dǎo)向葉片不能調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn)方向，從而限制了渦輪導(dǎo)向器的熱變形，各零件會產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，影響渦輪導(dǎo)向器的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種可調(diào)節(jié)導(dǎo)向葉片偏轉(zhuǎn)角度的渦輪導(dǎo)向器，以解決現(xiàn)有的渦輪導(dǎo)向器中導(dǎo)向葉片不能調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn)角度以適應(yīng)不同工況的最佳角度的技術(shù)問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種渦輪導(dǎo)向器，包括外支承環(huán)、調(diào)節(jié)件和導(dǎo)向葉片；導(dǎo)向葉片的第一端可轉(zhuǎn)動地安裝在渦輪機(jī)匣上；外支承環(huán)包括固定于渦輪機(jī)匣的下環(huán)及可相對下環(huán)轉(zhuǎn)動的上環(huán)，上環(huán)設(shè)有若干第一鋸齒；導(dǎo)向葉片的第二端與調(diào)節(jié)件的第一端固定連接；調(diào)節(jié)件可轉(zhuǎn)動地支承于外支承環(huán)，且調(diào)節(jié)件設(shè)有與第一鋸齒嚙合的第二鋸齒。進(jìn)一步地，上環(huán)和下環(huán)之間安裝有滾動鋼球；上環(huán)與下環(huán)相互嵌接，滾動鋼球滑動安裝于上環(huán)與下環(huán)的嵌接處。進(jìn)一步地，上環(huán)設(shè)有U型槽，且上環(huán)的U型槽包括一第一槽壁；下環(huán)設(shè)有U型槽，且下環(huán)的U型槽包括一第二槽壁；第一槽壁嵌入下環(huán)的U型槽內(nèi)，第二槽壁嵌入上環(huán)的U型槽內(nèi)。進(jìn)一步地，第一槽壁及第二槽壁相對面上均設(shè)有一半圓形的凹槽，且該兩半圓形的凹槽位置相對，共同卡合滾動鋼球。進(jìn)一步地，調(diào)節(jié)件包括一圓環(huán)體或者半圓環(huán)體，第二鋸齒設(shè)置于圓環(huán)體或者半圓環(huán)體。進(jìn)一步地，一個或者多個調(diào)節(jié)件的第一端端面伸出有凸起，凸起為至少一個。進(jìn)一步地，還包括一內(nèi)支承環(huán)，內(nèi)支承環(huán)固定在渦輪機(jī)匣上，導(dǎo)向葉片的第一端可轉(zhuǎn)動地安裝在內(nèi)支承環(huán)上。進(jìn)一步地，內(nèi)支承環(huán)上設(shè)置有套設(shè)或者卡設(shè)導(dǎo)向葉片的第一端的限位連接件，導(dǎo)向葉片的第一端可繞自身軸線自由轉(zhuǎn)動地套設(shè)或者卡設(shè)在限位連接件上。進(jìn)一步地，第一鋸齒和第二鋸齒為尖齒、弧形齒或者矩形齒。本發(fā)明還提供一種渦輪機(jī)，該渦輪機(jī)安裝有上述的渦輪導(dǎo)向器。本發(fā)明具有以下有益效果由于設(shè)置有可連續(xù)調(diào)節(jié)的齒環(huán)和調(diào)節(jié)件，使得導(dǎo)向葉片的角度可連續(xù)地調(diào)節(jié)，即使得導(dǎo)向葉片可連續(xù)地調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn)方向，從而適應(yīng)渦輪機(jī)變化的工況，可以大大提高渦輪機(jī)的工作效率。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。 下面將參照圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例的渦輪導(dǎo)向器俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例的渦輪導(dǎo)向器齒環(huán)及導(dǎo)向葉片安裝在機(jī)匣上時的橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例的渦輪導(dǎo)向器齒環(huán)橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。參見圖1，一種渦輪導(dǎo)向器，包括內(nèi)支承環(huán)1、外支承環(huán)2、導(dǎo)向葉片3及若干調(diào)節(jié)件 4。內(nèi)支承環(huán)1和外支承環(huán)2均固定在渦輪機(jī)匣5上。作為另外的實施例，渦輪導(dǎo)向器也可以不需要設(shè)置內(nèi)支承環(huán)1，將導(dǎo)向葉片3的第一端31直接可樞轉(zhuǎn)地連接在渦輪機(jī)匣5上。結(jié)合參見圖2，內(nèi)支承環(huán)1和外支承環(huán)2為同心圓環(huán)支承軌道，內(nèi)支承環(huán)1上設(shè)置有若干卡設(shè)或者套設(shè)導(dǎo)向葉片3的第一端31的限位連接件，以限制導(dǎo)向葉片3的第一端31 扭轉(zhuǎn)，且導(dǎo)向葉片3的第一端31可以在該限位連接件內(nèi)自由地繞軸轉(zhuǎn)動。該限位連接件為固定在內(nèi)支承環(huán)1上的U型限位卡，或者為固定在內(nèi)支承環(huán)1上的定位套筒，或者為兩分別固定在內(nèi)支承環(huán)1上的定位卡的相對間隙。在本實施方式中，限位連接件優(yōu)選為固定在內(nèi)支承環(huán)1上的定位套筒，且導(dǎo)向葉片3的第一端31可以在定位套筒繞軸線自由轉(zhuǎn)動。結(jié)合參見圖3，外支承環(huán)2為一帶齒環(huán)的支承環(huán)。該外支承環(huán)2包括上環(huán)21、固定于渦輪機(jī)匣5的下環(huán)22和滾動鋼球23。上環(huán)21與下環(huán)22可以相對轉(zhuǎn)動。上環(huán)21和下環(huán)22均加工有U型槽。上環(huán)21的U型槽在下端面，包括第一槽壁211。下環(huán)22的U型槽在上端面，包括第二槽壁221。上環(huán)21的第一槽壁211嵌入下環(huán)22的U型槽內(nèi)，下環(huán)22的第二槽壁221嵌入上環(huán)21的U型槽內(nèi)，從而使上環(huán)21與下環(huán)22通過U形槽相互嵌接。第一槽壁211和第二槽壁221的相對端面分別設(shè)一橫斷面為半圓形的凹槽。該兩半圓形的凹槽位置相對，組成一橫斷面為圓形的槽，滾動鋼球23嵌入在該橫斷面為圓形的槽內(nèi)。這樣， 在上環(huán)21與下環(huán)22之間嵌入滾動鋼球23，使得上環(huán)21與下環(huán)22相對轉(zhuǎn)動時的摩擦力更小，相對轉(zhuǎn)動更加自由，需要的外力更小。上環(huán)21與U型槽相對的上端面加工有若干第一鋸齒212，用作導(dǎo)向葉片3的第二端32的運動軌道。下環(huán)22固定在渦輪機(jī)匣5上，與機(jī)匣相對靜止。調(diào)節(jié)件4的第二端41與導(dǎo)向葉片3的第二端32固定連接。在本實施方式中，該調(diào)節(jié)件4的第二端41用螺釘或者螺栓栓固在導(dǎo)向葉片3的第二端32上。調(diào)節(jié)件4支承于外支承環(huán)2的上環(huán)21，且可與上環(huán)21相對運動。調(diào)節(jié)件4與上環(huán)21接觸的部位為圓環(huán)體
4或者半圓環(huán)體44，該圓環(huán)體或者半圓環(huán)體44上設(shè)置有第二鋸齒42。調(diào)節(jié)件4通過第二鋸齒42與上環(huán)21上的第一鋸齒212嚙合。其中一個調(diào)節(jié)件4的第一端的周緣處軸向凸設(shè)相對的兩凸起43，該凸起43與導(dǎo)向葉片調(diào)節(jié)器相卡接。當(dāng)然，也可是多個調(diào)節(jié)件4均設(shè)有凸起43。當(dāng)渦輪導(dǎo)向器的工況發(fā)生改變，需要調(diào)節(jié)導(dǎo)向葉片3的角度時，旋擰工具，如用導(dǎo)向葉片調(diào)節(jié)器卡接其中一調(diào)節(jié)件4的凸起43，并旋轉(zhuǎn)該導(dǎo)向葉片調(diào)節(jié)器。此時，導(dǎo)向葉片調(diào)節(jié)器帶動該對應(yīng)的調(diào)節(jié)件4及安裝在該調(diào)節(jié)件4上的導(dǎo)向葉片3繞它們自身的軸線轉(zhuǎn)動。 此時，導(dǎo)向葉片3的第一端31在內(nèi)支承環(huán)1上繞著自身的軸線轉(zhuǎn)動。第二鋸齒42與上環(huán) 21的第一鋸齒212的相互作用，迫使上環(huán)21相對于下環(huán)22旋轉(zhuǎn)。此時，上環(huán)21的旋轉(zhuǎn)帶動設(shè)置于上環(huán)21的其它調(diào)節(jié)件4轉(zhuǎn)動，從而帶動其它導(dǎo)向葉片3轉(zhuǎn)動，以將導(dǎo)向葉片3的角度調(diào)整至需要的角度為止。作為其它的實施例，該上環(huán)21上的第一鋸齒212和調(diào)節(jié)件4上的第二鋸齒42也可以加工成弧形齒或者矩形齒，上環(huán)21和半齒環(huán)上的齒大小相同，確保相對運行平穩(wěn)。上環(huán)21的外端面設(shè)置有凹洞(附圖未示出)。作為另外的實施例，調(diào)節(jié)件4的第二端面均無需設(shè)置凸起43。上環(huán)21的周緣處徑向設(shè)有至少一個凹洞。當(dāng)渦輪導(dǎo)向器的工況發(fā)生改變，需要調(diào)節(jié)導(dǎo)向葉片3的角度時，將齒環(huán)調(diào)節(jié)器的凸起伸入進(jìn)導(dǎo)向器的上環(huán)21的外端面的凹洞內(nèi)。開啟齒環(huán)調(diào)節(jié)器，使上環(huán)21 旋轉(zhuǎn)。通過上環(huán)21上的第一鋸齒212和第二鋸齒42的嚙合，以帶動調(diào)節(jié)件4沿各自的軸線轉(zhuǎn)動。此時，安裝于調(diào)節(jié)件4上的導(dǎo)向葉片3也隨著對應(yīng)的調(diào)節(jié)件4轉(zhuǎn)動，直至導(dǎo)向葉片 3的角度調(diào)整至需要的角度為止。本發(fā)明提供一種渦輪機(jī)，該渦輪機(jī)安裝有上述的渦輪導(dǎo)向器。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種渦輪導(dǎo)向器，其特征在于，包括外支承環(huán)(2)、調(diào)節(jié)件(4)和導(dǎo)向葉片(3)；所述導(dǎo)向葉片(3)的第一端(31)可轉(zhuǎn)動地安裝在渦輪機(jī)匣(5)上；所述外支承環(huán)(2)包括固定于所述渦輪機(jī)匣(5)的下環(huán)(22)及可相對所述下環(huán)(22) 轉(zhuǎn)動的上環(huán)(21)，所述上環(huán)(21)設(shè)有若干第一鋸齒(212)；所述導(dǎo)向葉片(3)的第二端(32)與所述調(diào)節(jié)件(4)的第一端固定連接；所述調(diào)節(jié)件(4)可轉(zhuǎn)動地支承于所述外支承環(huán)(2)，且所述調(diào)節(jié)件(4)設(shè)有與所述第一鋸齒(212)嚙合的第二鋸齒(42)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪導(dǎo)向器，其特征在于，所述上環(huán)(21)和所述下環(huán)(22)之間安裝有滾動鋼球(23)；所述上環(huán)(21)與所述下環(huán)(22)相互嵌接，所述滾動鋼球(23)滑動安裝于所述上環(huán) (21)與所述下環(huán)(22)的嵌接處。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪導(dǎo)向器，其特征在于，所述上環(huán)(21)設(shè)有U型槽，且所述上環(huán)(21)的U型槽包括一第一槽壁(211)；所述下環(huán)(22)設(shè)有U型槽，且所述下環(huán)(22)的U型槽包括一第二槽壁(221)；所述第一槽壁(211)嵌入所述下環(huán)(22)的U型槽內(nèi)，所述第二槽壁(221)嵌入所述上環(huán)(21)的U型槽內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦輪導(dǎo)向器，其特征在于，所述第一槽壁(211)及第二槽壁 (221)相對面上均設(shè)有一半圓形的凹槽，且該兩半圓形的凹槽位置相對，共同卡合所述滾動鋼球(23)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪導(dǎo)向器，其特征在于，所述調(diào)節(jié)件(4)包括一圓環(huán)體或者半圓環(huán)體(44)，所述第二鋸齒(42)設(shè)置于所述圓環(huán)體或者半圓環(huán)體(44)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦輪導(dǎo)向器，其特征在于，一個或者多個所述調(diào)節(jié)件(4)的第一端端面伸出有凸起(43)，所述凸起(43)為至少一個。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的渦輪導(dǎo)向器，其特征在于，還包括一內(nèi)支承環(huán) (1)，所述內(nèi)支承環(huán)⑴固定在所述渦輪機(jī)匣(5)上，所述導(dǎo)向葉片(3)的第一端(31)可轉(zhuǎn)動地安裝在所述內(nèi)支承環(huán)(1)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的渦輪導(dǎo)向器，其特征在于，所述內(nèi)支承環(huán)(1)上設(shè)置有套設(shè)或者卡設(shè)所述導(dǎo)向葉片(3)的第一端(31)的限位連接件，所述導(dǎo)向葉片(3)的第一端(31) 可繞自身軸線自由轉(zhuǎn)動地套設(shè)或者卡設(shè)在所述限位連接件上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的渦輪導(dǎo)向器，其特征在于，所述第一鋸齒(212)和所述第二鋸齒(42)為尖齒、弧形齒或者矩形齒。
10.一種渦輪機(jī)，其特征在于，所述渦輪機(jī)安裝有如權(quán)利要求1至9中任一項所述的渦輪導(dǎo)向器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種渦輪導(dǎo)向器及渦輪機(jī)，渦輪導(dǎo)向器包括外支承環(huán)(2)、調(diào)節(jié)件(4)和導(dǎo)向葉片(3)；導(dǎo)向葉片(3)的第一端(31)可轉(zhuǎn)動地安裝在渦輪機(jī)匣(5)上；外支承環(huán)(2)包括固定于渦輪機(jī)匣(5)的下環(huán)(22)及可相對下環(huán)(22)轉(zhuǎn)動的上環(huán)(21)，上環(huán)(21)設(shè)有若干第一鋸齒(212)；導(dǎo)向葉片(3)的第二端(32)與調(diào)節(jié)件(4)的第一端固定連接；調(diào)節(jié)件(4)可轉(zhuǎn)動地支承于外支承環(huán)(2)，且調(diào)節(jié)件(4)設(shè)有與第一鋸齒(212)嚙合的第二鋸齒(42)。本發(fā)明的導(dǎo)向器使得導(dǎo)向葉片可連續(xù)地調(diào)節(jié)角度，改變導(dǎo)向葉片方向，與變化的工況相適應(yīng)。
文檔編號F01D9/04GK102322298SQ20111024661
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者夏光耀, 夏登勇, 姜玫竹, 易翔, 曾維, 李斐, 李朝坤, 李水姣, 梁戰(zhàn)輝, 王丹, 王紅蓮, 白創(chuàng)軍, 程輝, 章瑾鋒, 薛二鵬, 袁靖, 謝衛(wèi)紅, 趙林, 趙鼎義, 陳青, 黃譚喜 申請人:中國南方航空工業(yè)(集團(tuán))有限公司