用于燃气涡轮发动机的可控磁流变装置制造方法及图纸

一种可控磁流变装置，包括由在第一和第二相对端处连接的内壁(72)和外壁(74)形成的环形筒体(70)，环形筒体形成内轴(76)，内轴构造成接收发动机、发电机或包括一个或多个旋转结构的其他装置的操作部件。提供磁流变流体(78)以填充环形筒体的内壁和外壁之间的容积。多个电磁线圈(80)围绕环形筒体的外壁定位。一个或多个电流控制器(88)联接到多个电磁线圈，用于通过每个电磁线圈引入电流，并通过磁流变流体引入相应的磁通量。提供给多个电磁线圈中的每一个的电流水平直接影响磁流变流体的粘度，从而影响可控磁流变装置的刚度和阻尼水平。

Controlled Magnetorheological Device for Gas Turbine Engine

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于燃气涡轮发动机的可控磁流变装置
本主题大体涉及可控磁流变装置，或更具体地，涉及具有用于控制振动响应的磁流变装置的燃气涡轮发动机。
技术介绍
涉及高性能机械部件的许多应用产生不期望的振动。例如，用于车辆、动力系统或其他应用的发动机有时可能遇到操作部件之间的振动响应，这可能导致部件随时间退化和/或低效的系统性能。用于飞行器、船舶、工业或其他环境的燃气涡轮发动机是振动控制可能是重要考虑因素的特定系统。用于改善发动机或其他环境内的振动控制的已知系统和装置可包括被动和/或主动控制结构。诸如轴承、阻尼器、弹簧、减震器或其他装置的被动特征可以帮助吸收或消散过多的机械能。诸如衰减器等的主动控制特征可以帮助减少发动机的操作部件之间的过度的结构运动。然而，即使有了这种已知的装置，在广泛的应用和操作条件下处理振动控制也会带来独特的挑战。例如，在燃气涡轮发动机的特定环境中，可能出现许多振动问题。由于诸如不平衡和/或旋转部件的未对准以及/或发动机部件的损坏之类的状况，在正常发动机操作期间可能发生同步振动。非同步振动可能由轴承缺陷，发动机部件之间的松动，相邻系统部件的影响，或由旋转部件或其他操作部件激发的谐振模式引起。例如，在发动机停机后，由不均匀的转子温差引起的转子弯曲或转子轴的热弯曲可能引起振动。在燃气涡轮发动机内还可以以交叉耦合刚度(Alford)力、发动机振动相关噪声(EVRN)或其他状况的形式出现附加的不稳定性。因此，用于解决给定环境内的不同类型的振动的系统和方法将是有用的。具体地，期望提供一种用于减少燃气涡轮发动机或其他系统内的振动的可控装置。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本专利技术来学习。在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种可控磁流变装置。可控磁流变装置可包括由在第一和第二相对端连接的内壁和外壁形成的环形筒体。环形筒体可以形成内轴，该内轴构造成接收操作部件。可控磁流变装置还可以包括磁流变流体，该磁流变流体被设置用于填充环形筒体的内壁和外壁之间的容积。可控磁流变装置还可包括围绕环形筒体的外壁定位的多个电磁线圈。可控磁流变装置还可以包括一个或多个电流控制器，其联接到多个电磁线圈，用于通过每个电磁线圈引入电流，并且通过磁流变流体引入相应的磁通量。由一个或多个电流控制器提供给多个电磁线圈中的每一个的电流水平直接影响磁流变流体的粘度，并因此影响可控磁流变装置的刚度和阻尼水平。在本公开的另一示例性实施例中，提供了一种燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机可包括压缩机区段，涡轮区段和一个或多个可控磁流变装置。压缩机区段可包括一个或多个压缩机。涡轮区段可位于压缩机区段的下游，并可包括一个或多个涡轮。一个或多个可控磁流变装置可相对于一个或多个压缩机和一个或多个涡轮的一个或多个操作部件定位。每个可控磁流变装置可包括由在第一和第二相对端连接的内壁和外壁形成的环形筒体，环形筒体形成内轴，该内轴构造成接收燃气涡轮发动机的操作部件。每个可控磁流变装置还可以包括磁流变流体，该磁流变流体被提供用于填充环形筒体的内壁和外壁之间的容积。每个可控磁流变装置还可包括围绕环形筒体的外壁定位的多个电磁线圈。每个可控磁流变装置还可以包括一个或多个电流控制器，其联接到多个电磁线圈，用于通过每个电磁线圈引入电流，并且通过磁流变流体引入相应的磁通量。在本公开的另一示例性实施例中，一种用于控制磁流变装置的方法可以包括由一个或多个处理器从位于操作设备内的一个或多个传感器获取传感器数据。该方法还可以包括由一个或多个处理器确定对应于操作装置内的振动源的传感器数据的一个或多个频率分量。该方法还可以包括由一个或多个处理器确定用于磁流变装置的操作的一个或多个刚度/阻尼模式(例如，对称模式，非对称模式，旋转模式)，其中至少部分地基于传感器数据和一个或多个频率分量来确定一个或多个刚度/阻尼模式。该方法还可以包括由一个或多个处理器生成由一个或多个信号特性(例如，幅度，相位，波形形状)限定的波形信号，其中至少部分地基于一个或多个刚度/阻尼模式来确定一个或多个信号特性。该方法还可以包括根据波形信号和一个或多个信号特性来控制磁流变装置内的多个线圈中的电流。参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本专利技术的这些和其他特征，方面和优点。包含在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。附图说明在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本专利技术的完整且可实现的公开，包括其最佳模式，其参考附图，其中：图1是根据本主题的各种实施例的示例性燃气涡轮发动机的示意性横截面视图；图2是根据本主题的各种实施例的图1的示例性燃气涡轮发动机的芯的前端的示意性横截面视图；图3是根据本主题的各种实施例的图1的示例性燃气涡轮发动机的芯的后端的示意性横截面视图；图4是没有磁流变装置的燃气涡轮发动机内的示例轴承的示意性横截面视图；图5是根据本主题的各种实施例的包括磁流变装置的燃气涡轮发动机内的示例轴承的示意性横截面视图；图6是根据本主题的各种实施例的第一示例性磁流变装置的示意性横截面视图；图7是根据本主题的各种实施例的描绘磁通线的磁流变装置的一部分的近视图；图8是根据本主题的各种实施例的第二示例性磁流变装置的侧视平面图；图9是根据本主题的各种实施例的第三示例性磁流变装置的示意性横截面视图；图10是根据本主题的各种实施例的用于控制磁流变装置的操作参数的示例系统部件的示意性框图；图11是根据本主题的各种实施例的用于控制磁流变装置的示例方法的流程图；图12是根据本主题的第一示例电流控制构造操作的示例性磁流变装置的示意图；图13是根据本主题的第二示例电流控制构造操作的示例性磁流变装置的示意图；图14是根据本主题的第三示例电流控制构造操作的示例性磁流变装置的示意图；和图15是根据本主题的各种实施例的在使用和不使用磁流变装置的情况下在弓形转子启动期间燃气涡轮发动机中的动态响应的图形描绘。具体实施方式现在将详细参考本专利技术的实施例，其一个或多个例子在附图中示出。提供每个实施例是为了解释本专利技术，而不是限制本专利技术。事实上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本专利技术的范围或精神的情况下，可以在本专利技术中进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用，以产生又一个实施例。因此，本专利技术旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这些修改和变化。如本文所使用的，术语“第一”，“第二”，“第三”等可以互换使用以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，“下游”是指流体向其流动的方向。如本文所用，术语“轴向”或“轴向地”是指沿发动机的纵向轴线的尺寸。与“轴向”或“轴向地”结合使用的术语“前”指的是在朝向发动机入口的方向上移动，或者与另一个部件相比部件相对更靠近发动机入口。与“轴向”或“轴向地”结合使用的术语“后”是指在朝向发动机喷嘴的方向上移动，或者与另一个部件相比部件相对更靠近发动机喷嘴。如本文所用，术语“径向”或“径向地”是指在发动机的中心纵向轴线和发动机外周之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可控磁流变装置，其特征在于，包括：环形筒体，所述环形筒体由连接在第一和第二相对端处的内壁和外壁形成，所述环形筒体形成内轴，所述内轴被构造成接收操作部件；磁流变流体，所述磁流变流体被提供以填充所述环形筒体的所述内壁和所述外壁之间的容积；多个电磁线圈，所述多个电磁线圈围绕所述环形筒体的所述外壁被定位；和一个或多个电流控制器，所述一个或多个电流控制器联接到所述多个电磁线圈，用于通过每个所述电磁线圈引入电流并且通过所述磁流变流体引入相应的磁通量；其中，由所述一个或多个电流控制器提供给所述多个电磁线圈中的每一个电磁线圈的电流水平直接影响所述磁流变流体的粘度，从而影响所述可控磁流变装置的刚度或阻尼水平。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.08 US 15/346,2021.一种可控磁流变装置，其特征在于，包括：环形筒体，所述环形筒体由连接在第一和第二相对端处的内壁和外壁形成，所述环形筒体形成内轴，所述内轴被构造成接收操作部件；磁流变流体，所述磁流变流体被提供以填充所述环形筒体的所述内壁和所述外壁之间的容积；多个电磁线圈，所述多个电磁线圈围绕所述环形筒体的所述外壁被定位；和一个或多个电流控制器，所述一个或多个电流控制器联接到所述多个电磁线圈，用于通过每个所述电磁线圈引入电流并且通过所述磁流变流体引入相应的磁通量；其中，由所述一个或多个电流控制器提供给所述多个电磁线圈中的每一个电磁线圈的电流水平直接影响所述磁流变流体的粘度，从而影响所述可控磁流变装置的刚度或阻尼水平。2.根据权利要求1所述的可控磁流变装置，其特征在于，其中所述一个或多个电流控制器被构造成确定波形信号的一个或多个信号特性，所述波形信号限定通过每个所述电磁线圈引入的所述电流，并且其中，所述一个或多个信号特性能够随时间被修改。3.根据权利要求2所述的可控磁流变装置，其特征在于，其中限定通过每个所述电磁线圈引入的所述电流的波形信号的所述一个或多个信号特性包括幅度、相位和波形形状中的一个或多个。4.根据权利要求1所述的可控磁流变装置，其特征在于，进一步包括多个磁芯，每个所述磁芯设置在所述多个电磁线圈中的一个电磁线圈内。5.根据权利要求1所述的可控磁流变装置，其特征在于，进一步包括：发动机的操作部件，所述操作部件被接收在所述环形筒体的所述内轴内；和一个或多个传感器，所述一个或多个传感器用于监测发动机响应，其中所述一个或多个传感器联接到一个或多个电流控制器，使得提供给所述多个电磁线圈的电流至少部分地由所述发动机响应确定。6.根据权利要求5所述的可控磁流变装置，其特征在于，其中所述一个或多个传感器包括转速计和振动传感器中的一个或多个，所述转速计用于确定发动机运行速度，所述振动传感器用于确定发动机内的振动现象。7.根据权利要求1所述的可控磁流变装置，其特征在于，其中所述多个电磁线圈包括电磁线圈的一个或多个环形堆，所述一个或多个环形堆沿着所述环形柱体的长度被定位，使得在相邻的环形堆之间形成一个或多个间距。8.根据权利要求1所述的可控磁流变装置，其特征在于，进一步包括一个或多个孔，所述一个或多个孔形成在环形筒体的所述内壁和所述外壁之间，以在所述环形筒体内产生所述磁流变流体的流动限制。9.根据权利要求1所述的可控磁流变装置，其特征在于，其中从所述一个或多个电流控制器提供给所述多个电磁线圈中的每一个电磁线圈的电流水平对于所有所述多个电磁线圈基本相同，以在所述磁流变装置内产生对称的刚度。10.根据权利要求1所述的可控磁流变装置，其特征在于，其中由所述一个或多个电流控制器向所述多个电磁线圈的第一部分提供第一电流，并且其中由所述一个或多个电流控制器向所述多个电磁线圈的第二部分提供第二电流，以在所述磁流变装置内产生不对称的刚度。11.一种燃气涡轮发动机，其特征在于，包括：压缩机区段，所述压缩机区段包括一个或多个压缩机；涡轮区段，所述涡轮区段位于所述压缩机区段的下游，所述涡轮区段包括一个或多个涡轮；一个或多个可控磁流变装置，所述一个或多个可控磁流变装置相对于所述一个或多个压缩机或一个或多个涡轮的一个或多个操作部件被定位，每个可控磁流变装置包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒瓦乔蒂·高希，纳拉亚南·保约尔，苏伦德拉·雷迪·巴亚南，理查德·施密特，托德·罗伯特·斯蒂恩，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US