具有外部支撑弹簧的轴承阻尼器的系统和方法技术方案

本发明专利技术的一个实施例描述了一种轴承阻尼器，其包括：壳体；阻尼器，所述阻尼器具有环形间隙和内部弹簧，其中所述环形间隙形成在所述阻尼器的内边沿和外边沿之间，所述内部弹簧沿周向界定所述环形间隙，所述外边沿联接到所述壳体，并且所述环形间隙被构造成填充有流体，所述流体用来衰减在驱动轴上产生的振动；以及外部弹簧，所述外部弹簧联接到所述壳体并且联接到所述内边沿，其中所述外部弹簧包括：轴向刚度，所述轴向刚度被工程设计成在外部抵消施加在所述内边沿上的轴向力；和径向刚度，所述径向刚度被工程设计成在外部抵消施加在所述内边沿上的径向力的第一部分，并且允许所述径向力的第二部分将振动从所述驱动轴传播到所述内边沿。

System and method of bearing dampers with external support springs

One embodiment of the present invention describes a bearing damper, comprising a casing; damper, the damper has an annular gap and internal spring, wherein the annular gap is formed between the inner edge and the outer edge of the damper, the inner spring along the circumference of the annular gap is defined, the the outer edge coupled to the housing, wherein the annular gap and is configured to fill with fluid, the fluid used in vibration attenuation on the drive shaft; and an external spring, the outer spring is connected to the housing and coupled to the inner edge, wherein the outer spring includes axial stiffness and the axial stiffness is the engineering design into the axial force exerted on the inner edge of the external offset; and radial stiffness, the radial stiffness is in the engineering design is applied to the external offset The first part of the radial force on the edge of the inner edge allows the second part of the radial force to propagate the vibration from the driving axis to the inner edge.

【技术实现步骤摘要】
具有外部支撑弹簧的轴承阻尼器的系统和方法
本专利技术整体涉及涡轮机系统，更具体地，本专利技术涉及在涡轮机系统中使用的轴承阻尼器。
技术介绍
总体上，涡轮机系统可以便于流体和转子之间的能量传递。例如，通过压缩流体，涡轮机系统(例如压缩机)可以利用转子将能量传递到流体。除此之外或作为另外一种选择，涡轮机系统(例如涡轮发动机)可以利用转子从流体流中提取能量。为了便于能量的传递，切向力可以致动(例如转动)转子。然而，转子可能在涡轮机系统的其余部分上施加轴向和/或径向力。例如，转子的旋转可能引起质量不平衡，因此引起涡轮机系统中的振动(例如径向力)。另外，由于重力作用，转子可能施加径向(例如向下)力。此外，当涡轮机系统运转时，转子可能施加轴向(例如推)力。为了帮助应对转子施加的各种力，涡轮机系统可以包括一个或多个轴承阻尼器组件。例如，轴承阻尼器组件可以消散转子上产生的振动，由此减少传递到涡轮机系统其余部分上的振动。另外，轴承阻尼器组件可以支撑转子抵抗其它径向力和/或轴向力，以便于转子的致动。然而，在某些情况下，调整轴承阻尼器组件以应对其它径向力和/或轴向力可能影响轴承阻尼器消散振动的能力。
技术实现思路
以下列出本文公开的某些实施例的概述。应当理解，这些方面仅仅是用来向读者提供所述某些实施例的简要描述，这些方面并不用来限制本专利技术的范围。实际上，本专利技术可以涵盖以下可能没有列出的多个方面。根据本专利技术的一方面，本专利技术提供了一种在涡轮机系统中使用的轴承阻尼器组件。轴承阻尼器组件包括：壳体；分段式挤压膜阻尼器，分段式挤压膜阻尼器具有第一环形间隙和第一内部弹簧，其中第一环形间隙形成在分段式挤压膜阻尼器的内边沿和外边沿之间，第一内部弹簧沿周向界定第一环形间隙，外边沿联接到壳体，并且第一环形间隙填充有流体，流体用来衰减在涡轮机系统的驱动轴上产生的振动；以及外部弹簧，外部弹簧联接到壳体并且联接到分段式挤压膜阻尼器的内边沿，其中外部弹簧包括：轴向刚度，轴向刚度被工程设计成在外部抵消施加在分段式挤压膜阻尼器的内边沿上的轴向力；和径向刚度，径向刚度被工程设计成在外部抵消施加在分段式挤压膜阻尼器的内边沿上的径向力的第一部分，并且允计径向力的第二部分将振动从驱动轴传播到内边沿。根据本专利技术的一个实施例，外部弹簧被构造成能够独立地调整轴向刚度和径向刚度。根据本专利技术的一个实施例，分段式挤压膜阻尼器的外边沿联接到壳体的内表面；外部弹簧的第一端部联接到壳体的内表面；并且外部弹簧的第二端部联接到分段式挤压膜阻尼器的内边沿。根据本专利技术的一个实施例，轴承阻尼器组件包括：第一端部密封件，第一端部密封件联接到分段式挤压膜阻尼器，其中：第一端部密封件包括与第一环形间隙流体地联接的第一出口端口；第一出口端口被构造成控制流体从第一环形间隙流出的流出速率；并且外部弹簧的轴向刚度被构造成便于在涡轮机系统的操作期间保持第一出口端口的尺寸不变；以及流体泵，流体泵流体地联接到在壳体中形成的入口端口，其中入口端口流体地联接到第一环形间隙。根据本专利技术的一个实施例，外部弹簧包括与分段式挤压膜阻尼器联接的第二端部密封件，其中第二端部密封件包括与第一环形间隙流体地联接的第二出口端口；第二出口端口被构造成控制流体从第一环形间隙流出的流动速率；并且外部弹簧的轴向刚度被构造成便于在涡轮机系统的操作期间保持第二出口端口的尺寸不变。根据本专利技术的一个实施例，第一环形间隙是密封的。根据本专利技术的一个实施例，分段式挤压膜阻尼器包括：第二内部弹簧，第二内部弹簧沿周向界定第一环形间隙；第二环形间隙，第二环形间隙由第三内部弹簧和第四内部弹簧沿周向界定；第三环形间隙，第三环形间隙由第五内部弹簧和第六内部弹簧沿周向界定；以及第四环形间隙，第四环形间隙由第七内部弹簧和第八内部弹簧沿周向界定。根据本专利技术的一个实施例，第一环形间隙沿着周向在分段式挤压膜阻尼器的内边沿和外边沿之间部分地延伸。根据本专利技术的一个实施例，外部弹簧包括多个指状部，多个指状部在壳体和分段式挤压膜阻尼器之间与驱动轴平行地延伸；多个指状部的数量、尺寸、材料组成、构造或它们的任何组合被构造成当外部弹簧完全抵消轴向力时调节外部弹簧的径向刚度而不调节外部弹簧的轴向刚度。根据本专利技术的一个实施例，涡轮机系统包括压缩机、涡轮发动机或这两者。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种制造用于涡轮机系统的轴承阻尼器组件的方法。方法包括：将阻尼器的外边沿联接到壳体的内表面，使得在壳体中形成的入口端口流体地联接到沿着周向在阻尼器的外边沿和内边沿之间部分地形成的环形间隙，其中环形间隙填充有流体，流体用来衰减在涡轮机系统的操作期间产生的振动；将第一端部密封件联接到内边沿的第一侧表面，使得在第一端部密封件中形成的第一出口端口流体地联接到环形间隙；将外部弹簧的第一端部联接到壳体的内表面；以及将外部弹簧的第二端部联接到内边沿的第二侧表面，其中外部弹簧便于：调整外部弹簧的轴向刚度以大致抵消施加在内边沿上的轴向力，从而便于在涡轮机系统的操作期间保持第一出口端口的尺寸大致不变；并且相对于轴向刚度相对独立地调整外部弹簧的径向刚度以大致抵消施加在内边沿上的径向力的第一部分，从而便于在所述涡轮机系统的操作期间保持所述环形间隙的平均尺寸大致不变。根据本专利技术的一个实施例，所述方法包括将泵流体地联接到所述入口端口，以使得所述泵能够将流体供应到所述环形间隙。根据本专利技术的一个实施例，所述阻尼器包括分段式挤压膜阻尼器。根据本专利技术的一个实施例，其特征在于：外部弹簧包括第二端部密封件；将外部弹簧的第二端部联接到内边沿的第二侧表面包括流体地联接环形间隙和第二端部密封件的第二出口端口；并且调整外部弹簧的轴向刚度，以便于在涡轮机系统的操作期间保持第二出口端口的尺寸大致不变。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供一种涡轮机系统，其包括外部弹簧。外部弹簧包括：第一端部，第一端部联接到壳体的内表面，壳体通过联接到阻尼器的外边沿而容纳阻尼器；第二端部，第二端部联接到阻尼器的内边沿的第一侧表面；以及多个弹簧指状部，多个弹簧指状部形成在外部弹簧的第一端部和第二端部之间。多个弹簧指状部包括：轴向刚度，轴向刚度在外部抵消施加在阻尼器的内边沿上的轴向力，以便于在涡轮机系统的操作期间保持阻尼器上的出口端口的尺寸大致不变；和径向刚度，径向刚度便于将在涡轮机系统的操作期间产生的振动传播到阻尼器，并且在外部抵消施加在阻尼器的内边沿上的其它径向力，以便于保持阻尼器的内边沿和外边沿之间的平均距离。根据本专利技术的一个实施例，涡轮机系统包括机械能量源，机械能量源被构造成在涡轮机系统的操作期间致动驱动轴，其中：振动是在驱动轴上产生的；并且阻尼器被构造成利用在阻尼器的内边沿和外边沿之间形成的环形间隙中的流体来消散振动。根据本专利技术的一个实施例，多个弹簧指状部中的每一个弹簧指状部都沿与驱动轴平行的方向形成。根据本专利技术的一个实施例，外部弹簧的第二端部包括端部密封件，端部密封件被构造成与阻尼器的侧表面形成出口端口。根据本专利技术的一个实施例，外部弹簧包括鼠笼式装置。根据本专利技术的一个实施例，涡轮机系统包括涡轮发动机、燃气涡轮发动机、蒸汽涡轮发动机、离心式压缩机、涡轮增压器、喷气发动机。附图说明当参考附图阅读以下的详细说明时，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将得到更好的理解，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴承阻尼器组件，其被构造成用于涡轮机系统，所述轴承阻尼器组件包括：壳体；分段式挤压膜阻尼器，所述分段式挤压膜阻尼器包括第一环形间隙和第一内部弹簧，其中所述第一环形间隙形成在所述分段式挤压膜阻尼器的内边沿和外边沿之间，所述第一内部弹簧沿周向界定所述第一环形间隙，所述外边沿联接到所述壳体，并且所述第一环形间隙被构造成填充有流体，所述流体用来衰减在所述涡轮机系统的驱动轴上产生的振动；以及外部弹簧，所述外部弹簧联接到所述壳体并且联接到所述分段式挤压膜阻尼器的内边沿，其中所述外部弹簧包括：轴向刚度，所述轴向刚度被工程设计成在外部抵消施加在所述分段式挤压膜阻尼器的内边沿上的轴向力；和径向刚度，所述径向刚度被工程设计成在外部抵消施加在所述分段式挤压膜阻尼器的内边沿上的径向力的第一部分，并且允许所述径向力的第二部分将振动从所述驱动轴传播到所述内边沿。

【技术特征摘要】
2016.05.05 US 15/1477061.一种轴承阻尼器组件，其被构造成用于涡轮机系统，所述轴承阻尼器组件包括：壳体；分段式挤压膜阻尼器，所述分段式挤压膜阻尼器包括第一环形间隙和第一内部弹簧，其中所述第一环形间隙形成在所述分段式挤压膜阻尼器的内边沿和外边沿之间，所述第一内部弹簧沿周向界定所述第一环形间隙，所述外边沿联接到所述壳体，并且所述第一环形间隙被构造成填充有流体，所述流体用来衰减在所述涡轮机系统的驱动轴上产生的振动；以及外部弹簧，所述外部弹簧联接到所述壳体并且联接到所述分段式挤压膜阻尼器的内边沿，其中所述外部弹簧包括：轴向刚度，所述轴向刚度被工程设计成在外部抵消施加在所述分段式挤压膜阻尼器的内边沿上的轴向力；和径向刚度，所述径向刚度被工程设计成在外部抵消施加在所述分段式挤压膜阻尼器的内边沿上的径向力的第一部分，并且允许所述径向力的第二部分将振动从所述驱动轴传播到所述内边沿。2.根据权利要求1所述的轴承阻尼器组件，其特征在于，所述外部弹簧被构造成能够独立地调整所述轴向刚度和所述径向刚度。3.根据权利要求1所述的轴承阻尼器组件，其特征在于：所述分段式挤压膜阻尼器的外边沿联接到所述壳体的内表面；所述外部弹簧的第一端部联接到所述壳体的内表面；并且所述外部弹簧的第二端部联接到所述分段式挤压膜阻尼器的内边沿。4.根据权利要求1所述的轴承阻尼器组件，其特征在于，所述轴承阻尼器组件包括：第一端部密封件，所述第一端部密封件联接到所述分段式挤压膜阻尼器，其中：所述第一端部密封件包括与所述第一环形间隙流体地联接的第一出口端口；所述第一出口端口被构造成控制流体从所述第一环形间隙流出的流出速率；并且所述外部弹簧的轴向刚度被构造成便于在所述涡轮机系统的操作期间保持所述第一出口端口的尺寸不变；以及流体泵，所述流体泵流体地联接到在所述壳体中形成的入口端口，其中所述入口端口流体地联接到所述第一环形间隙。5.根据权利要求4所述的轴承阻尼器组件，其特征在于：所述外部弹簧包括与所述分段式挤压膜阻尼器联接的第二端部密封件，其中所述第二端部密封件包括与所述第一环形间隙流体地联接的第二出口端口；所述第二出口端口被构造成控制流体从所述第一环形间隙流出的流动速率；并且所述外部弹簧的轴向刚度被构造成便于在所述涡轮机系统的操作期间保持所述第二出口端口的尺寸不变。6.根据权利要求1所述的轴承阻尼器组件，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：BH埃尔塔斯，KR斯诺夫，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US