專利名稱：空氣壓縮機(jī)用可變喉部裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空氣壓縮機(jī)用可變喉部裝置，尤其涉及如下所述的一種可變喉部裝置該可變喉部裝置設(shè)置在空氣壓縮機(jī)的吸氣道內(nèi)，可以通過(guò)對(duì)吸氣道施加力從而改變吸氣道橫截面積的方式來(lái)獲得可靠的氣流控制，可通過(guò)對(duì)氣流中的渦流生成加以抑制來(lái)顯著降低產(chǎn)生不穩(wěn)定氣流的可能性，可在氣流無(wú)壓力損失的情況下獲得所需流量，以及可以通過(guò)穩(wěn)定吸入氣流的方式來(lái)降低壓縮機(jī)葉輪的疲勞負(fù)荷，從而顯著減小葉輪振動(dòng)。
背景技術(shù)：
一般情況下，空氣壓縮機(jī)包括吸氣管、圍繞轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)的葉輪、連接至葉輪出口的擴(kuò)散器(氣流擴(kuò)散通道)以及排放管，從擴(kuò)散器噴出的壓縮空氣經(jīng)該排放管排放到外部。

吸氣管具有進(jìn)氣導(dǎo)向葉片(IGV, inlet guide vane),其能夠打開或關(guān)閉流道,從而調(diào)節(jié)進(jìn)入葉輪的氣流。葉輪對(duì)經(jīng)進(jìn)氣導(dǎo)向葉片吸入的空氣進(jìn)行加速和壓縮，擴(kuò)壓器在提高吹氣效率的同時(shí)，降低了噪聲以及減小了以高壓高速方式從葉輪排放出的空氣的流速。在圖I和圖2中，傳統(tǒng)進(jìn)氣導(dǎo)向葉片組件包括吸氣管，其將大氣壓力下的氣流導(dǎo)向壓縮機(jī)，該傳統(tǒng)進(jìn)氣導(dǎo)向葉片組件還包括可變?nèi)~片，其突伸到吸氣管中，以便可以通過(guò)外力來(lái)調(diào)節(jié)葉片角度，進(jìn)而能夠可變地調(diào)節(jié)吸氣流量。這種傳統(tǒng)進(jìn)氣導(dǎo)向葉片組件能夠通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)氣量來(lái)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的壓縮容量，但其降低了壓縮機(jī)的排放壓力和計(jì)劃流量。此外，在該傳統(tǒng)進(jìn)氣導(dǎo)向葉片組件中，由于進(jìn)氣導(dǎo)向葉片(IGV)下游會(huì)產(chǎn)生大型渦流，因此會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定氣流，這樣葉輪葉片就會(huì)承受異常負(fù)荷。并且，進(jìn)氣導(dǎo)向葉片處產(chǎn)生的渦流會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)葉輪疲勞，降低壓縮機(jī)的耐用性，若流經(jīng)進(jìn)氣導(dǎo)向葉片的氣流不穩(wěn)定以及出現(xiàn)壓力損失，則會(huì)降低排放流量，即使進(jìn)氣導(dǎo)向葉片全部打開，亦然如此。此外，由于進(jìn)氣導(dǎo)向葉片的開關(guān)動(dòng)作增加了壓力損失，因此也會(huì)大大降低排放流量，加之氣流不穩(wěn)定程度嚴(yán)重，從而增加了葉輪所承受的負(fù)荷。因此需要一種能夠克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的這些問(wèn)題的空氣壓縮機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，并提供一種可變喉部裝置，該可變喉部裝置設(shè)置在空氣壓縮機(jī)的吸氣道內(nèi)，通過(guò)對(duì)吸氣道施加力的方式來(lái)改變吸氣道橫截面積，進(jìn)而獲得可靠的氣流控制，同時(shí)還能對(duì)氣流中的渦流生成加以抑制，從而顯著地減少不穩(wěn)定氣流。因此本發(fā)明的可變喉部裝置能夠在無(wú)壓力損失的情況下獲得所需流量。此外，該可變喉部裝置可以通過(guò)穩(wěn)定吸入氣流的方式降低壓縮機(jī)葉輪的疲勞負(fù)荷，從而顯著減小葉輪振動(dòng)。因此根據(jù)本發(fā)明的可變喉部裝置能夠通過(guò)減少能量損耗來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種空氣壓縮機(jī)用可變喉部裝置包括可變喉部，其設(shè)置在空氣壓縮機(jī)的吸氣管處，通過(guò)減少所述吸氣管中的不穩(wěn)定氣流來(lái)獲得可靠的氣流控制，通過(guò)改變所述吸氣管的橫截面積來(lái)提供一種流線型吸氣道，降低了壓縮機(jī)葉輪所承受的疲勞負(fù)荷，從而顯著減小了葉輪振動(dòng)。
所述可變喉部包括多個(gè)主翼，所述主翼沿著圓形軌跡設(shè)置，彼此相互重疊，這樣就能夠通過(guò)外力改變所述主翼間的重疊度，獲得可變直徑，每個(gè)主翼均具有彈性，其一側(cè)或相對(duì)兩側(cè)軸向連接至所述吸氣管；所述可變喉部還包括多個(gè)主緊固機(jī)構(gòu)，每個(gè)主緊固機(jī)構(gòu)緊固相鄰主翼，以改變所述主翼間的重疊度。每個(gè)所述主翼的一側(cè)與一個(gè)相鄰主翼的上側(cè)重疊，另一側(cè)與另一個(gè)相鄰主翼的下側(cè)重疊，從而減少了所述可變喉部裝置的面積。每個(gè)所述主緊固機(jī)構(gòu)包括狹長(zhǎng)的槽、孔以及緊固銷，該槽周向形成在每個(gè)所述主翼的所述另一側(cè)，該孔沿著與所述槽相同的圓周軌跡形成在每個(gè)所述主翼的所述一側(cè)，該緊固銷將一個(gè)主翼的槽固定到與該主翼相鄰的另一主翼的孔中，這樣利用該緊固銷的可移動(dòng)范圍，該相鄰主翼相互重疊。所述可變喉部還進(jìn)一步包括多個(gè)彈性副翼，其沿著圓形軌跡設(shè)置，彼此相互重疊， 這樣就能夠通過(guò)外力來(lái)改變所述副翼間的重疊度，從而可以使所述主翼的直徑改變；所述可變喉部還進(jìn)一步包括多個(gè)副緊固機(jī)構(gòu)，每個(gè)副緊固機(jī)構(gòu)緊固相鄰副翼，以改變所述副翼間的重疊度。從多個(gè)夾鉗處產(chǎn)生推力來(lái)改變所述主翼的直徑，所述夾鉗周向設(shè)置，以向前/后移動(dòng)或者轉(zhuǎn)動(dòng)。所述可變喉部設(shè)置在一個(gè)封閉的外殼內(nèi)。所述吸氣管還進(jìn)一步包括多個(gè)外翼，其具有彈性，沿著圓形軌跡設(shè)置，彼此相互重疊，這樣隨著所述可變喉部直徑的變化，所述外翼間的重疊度會(huì)朝著所述可變喉部的方向逐漸增加；所述吸氣管還進(jìn)一步包括多個(gè)外緊固機(jī)構(gòu)，每個(gè)外緊固機(jī)構(gòu)緊固相鄰?fù)庖?，以便所述外翼間的重疊度在外翼軸向上朝著所述可變喉部逐漸改變。每個(gè)所述外緊固機(jī)構(gòu)還進(jìn)一步包括外樞孔、外樞銷、狹長(zhǎng)的外槽、外孔以及外緊固銷。該外樞孔形成于每個(gè)所述外翼的在軸向上位于所述可變喉部對(duì)側(cè)的一側(cè)上；該外樞銷同時(shí)插入相鄰的外樞孔中，以保持所述吸氣管的與該外樞銷相對(duì)應(yīng)的部分的直徑；該狹長(zhǎng)的外槽形成于每個(gè)所述外翼的在軸向上靠近所述可變喉部的另一側(cè)上，且相對(duì)于周向傾斜；該外孔形成在每個(gè)所述外翼的一側(cè)，以與相鄰?fù)庖淼耐獠壑睾?；該外緊固銷插入一個(gè)外翼的外槽以及緊鄰該外翼的另一外翼的外孔中，以引導(dǎo)所述吸氣管的與該外緊固銷相對(duì)應(yīng)的部分的直徑變化。所述吸氣管還進(jìn)一步包括多個(gè)內(nèi)翼，其具有彈性，沿著圓形軌跡設(shè)置，彼此相互重疊，這樣便可使所述內(nèi)翼間的重疊度朝著所述可變喉部的方向逐漸增加并且隨外翼推力而發(fā)生變化；所述吸氣管還進(jìn)一步包括多個(gè)內(nèi)緊固機(jī)構(gòu)，每個(gè)內(nèi)緊固機(jī)構(gòu)緊固相鄰內(nèi)翼，以便所述內(nèi)翼間的重疊度在內(nèi)翼的軸向上朝著所述可變喉部改變。


通過(guò)下文對(duì)示例性實(shí)施例的說(shuō)明并輔以附圖，可以清楚了解本發(fā)明的上述及其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖I是處于關(guān)閉狀態(tài)的傳統(tǒng)空氣壓縮機(jī)用進(jìn)氣導(dǎo)向葉片組件的平面圖；圖2是處于打開狀態(tài)的傳統(tǒng)空氣壓縮機(jī)用進(jìn)氣導(dǎo)向葉片組件的平面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的空氣壓縮機(jī)用可變喉部裝置的立體圖，該可變喉部裝置設(shè)置在空氣壓縮機(jī)的吸氣管中；圖4是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的可變喉部裝置的立體圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的可變喉部裝置的立體分解圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的可變喉部裝置的分解圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的可變喉部裝置的橫截面圖；圖8是與根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的可變喉部裝置相連接的吸氣管的立體分解圖；圖9是與根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的可變喉部裝置相連接的吸氣管的橫截面圖； 圖10是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的可變喉部裝置在被夾鉗擠壓時(shí)的示意圖；圖11是沿著圖10中A-A線截取的橫截面圖；圖12是沿著圖10中B-B線截取的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考附圖，對(duì)示例性實(shí)施例詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。應(yīng)注意的是，附圖并未按照精確的比例繪制，為方便描述和清楚起見，線條粗細(xì)或組件尺寸會(huì)有夸大。此外，本文使用的術(shù)語(yǔ)的定義考慮了本公開內(nèi)容的功能，可以根據(jù)用戶和操作人員的習(xí)慣或意圖予以改變。因此，應(yīng)根據(jù)本文所述的整個(gè)公開內(nèi)容，來(lái)確定術(shù)語(yǔ)的含義。圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的空氣壓縮機(jī)用可變喉部裝置的立體圖，該可變喉部裝置設(shè)置在空氣壓縮機(jī)的吸氣管中；圖4是根據(jù)該示例性實(shí)施例的可變喉部裝置的立體圖；圖5是根據(jù)該示例性實(shí)施例的可變喉部裝置的立體分解圖。圖6是根據(jù)該示例性實(shí)施例的可變喉部裝置的分解圖，圖7是根據(jù)該示例性實(shí)施例的可變喉部裝置的橫截面圖。圖8是根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的可變喉部裝置的立體分解圖，圖9是與根據(jù)該示例性實(shí)施例的可變喉部裝置相連接的吸氣管的橫截面圖。圖10是根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的可變喉部裝置在被夾鉗擠壓時(shí)的示意圖，圖11是沿著圖10中A-A線截取的橫截面圖，圖12是沿著圖10中B-B線截取的橫截面圖。參見圖3至圖7，根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的空氣壓縮機(jī)用可變喉部裝置包括多個(gè)主翼210 280，該主翼沿著圓形軌跡設(shè)置，彼此相互重疊，并且連接至吸氣管14，這樣外力就能壓縮該主翼210 280，從而改變圓形軌跡的直徑，進(jìn)而在吸氣管中形成流暢氣流，以獲得可靠的氣流控制，同時(shí)還能防止渦流產(chǎn)生，顯著降低了產(chǎn)生不穩(wěn)定氣流的可能性。換句話說(shuō)，根據(jù)該示例性實(shí)施例的該可變喉部裝置包括可變喉部100，其設(shè)置在吸氣管14處，該吸氣管14將大氣壓力下的氣流導(dǎo)入壓縮機(jī)(圖中未顯示)中。盡管可在軸向上將該吸氣管14設(shè)置在該可變喉部100的一側(cè)，但該示例性實(shí)施例中選擇的是將該吸氣管14設(shè)置在該可變喉部100的另一側(cè)，以便于說(shuō)明。該可變喉部100可配置成在施加外力的情況下其直徑變化，從而減少不穩(wěn)定氣流以及獲得可靠的氣流控制。也就是說(shuō)，設(shè)置在該吸氣管14處的該可變喉部100可以對(duì)流經(jīng)其自身的流暢氣流進(jìn)行導(dǎo)流。此外，使用直徑可變的該可變喉部100可在無(wú)壓力損失的情況下獲得可靠氣流控制及所需流量，顯著降低了產(chǎn)生不穩(wěn)定氣流的可能性，并且無(wú)渦流產(chǎn)生，同時(shí)還通過(guò)穩(wěn)定吸入氣流降低了壓縮機(jī)葉輪所承載的負(fù)荷，從而減小了葉輪振動(dòng)。進(jìn)一步地，該可變喉部裝置將風(fēng)阻力系數(shù)減至最小，從而獲得了平穩(wěn)的氣流。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，該可變喉部100包括多個(gè)主翼210、220、230、240、250、260,270,280及多個(gè)主緊固機(jī)構(gòu)290。該多個(gè)主翼210 280沿著圓形軌跡設(shè)置，彼此相互重疊。因此，該主翼210 280能夠通過(guò)施加外力使其自身直徑改變。尤其是，該主翼210 280能夠通過(guò)外力使吸氣流道的橫截面積產(chǎn)生變化。此外，每個(gè)主翼210 280的一側(cè)或相對(duì)兩側(cè)連接至吸氣管14。顯然，該主翼210 280可通過(guò)多種方式，例如鉚接、栓接等，連接至該吸氣管14。尤其是，該主翼210 280可由薄板制成，以減少渦流產(chǎn)生和降低壓差，該主翼210 280相互銜接，以防止空氣通過(guò)主翼間的空隙排出。 為簡(jiǎn)便起見，根據(jù)本實(shí)施例的可變喉部100在圖中顯示為包括8個(gè)主翼210 280。此外，由于所有主翼210 280沿著圓形軌跡設(shè)置，彼此相互重疊，從而能夠使直徑隨外力而改變，在弧形軌跡上的該主翼210 280可具有相同尺寸。這里，“直徑”是指圓形橫截面的某個(gè)直徑DI，該圓形橫截面最初由沿著圓形軌跡相互連接的主翼210 280形成。具體地，該主翼210 280沿著該圓形軌跡在順時(shí)針?lè)较蛏弦来伟ǖ谝恢饕?10、第二主翼220、第三主翼230、第四主翼240、第五主翼250、第六主翼260、第七主翼270及第八主翼280。在本文件中，該主翼210 280通常是指相互連接的第一主翼210、第二主翼220、第三主翼230、第四主翼240、第五主翼250、第六主翼260、第七主翼270及第八主翼 280。在順時(shí)針?lè)较蛏?，該第一主?10的一側(cè)與緊鄰該第一主翼210的該第二主翼220的上側(cè)重疊，該第一主翼210的另一側(cè)與同樣與其緊鄰的該第八主翼280的下側(cè)重疊。類似地，該第二主翼220的一側(cè)與該第三主翼230的上側(cè)重疊，該第二主翼220的另一側(cè)與該第一主翼210的下側(cè)重疊。該第三主翼230、第四主翼240、第五主翼250、第六主翼260、第七主翼270及第八主翼280的設(shè)置方式與該第一、第二主翼的設(shè)置方式相同(見圖6)。因此，當(dāng)該主翼210 280的重疊度隨著施加的外力而增加時(shí)，所述直徑減小，從而調(diào)節(jié)了流入由該主翼210 280形成的圓形軌跡的空氣量。此外，每個(gè)主緊固機(jī)構(gòu)290將該彼此相鄰的主翼210 280緊固在一起，從而可以允許改變?cè)撝饕黹g的重疊度。具體地，由于該主緊固機(jī)構(gòu)290將每個(gè)主翼210 280加以緊固，因此該主翼210 280相互連接在一起，保持了圓形軌跡。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，該主緊固機(jī)構(gòu)290包括槽292、孔294以及緊固銷296。該槽292呈狹長(zhǎng)形狀，周向形成在每個(gè)主翼210 280的一側(cè)，該孔294沿著與該槽292相同的圓周軌跡形成在每個(gè)主翼210 280的另一側(cè)。換句話說(shuō)，該孔294呈圓形，形成在與該第二主翼220的上側(cè)相重疊的該第一主翼210的一側(cè)，該狹長(zhǎng)的槽292形成在與該第八主翼280下側(cè)相重疊的該第一主翼210的另一偵U。顯然，每個(gè)主翼210 280都可形成在各自的對(duì)側(cè)，其槽292的設(shè)置相同。該槽292配置成允許相鄰主翼相互重疊。在本文件中，該槽292的長(zhǎng)邊可具有任
意直徑。
此外，該緊固銷296用于將相互重疊的槽292和孔294緊固在一起。在本文件中，該緊固銷296可為鉚釘。例如，該緊固銷296將該第一主翼210的槽292和該第八主翼280的孔294緊固
在一起。當(dāng)最初將該主翼210 280設(shè)置成相互重疊時(shí)，每個(gè)主翼的一邊在逐漸移動(dòng)以與相鄰主翼的一邊重疊的同時(shí)，在法線方向上受到彎曲力。在這種情況下，該緊固銷296會(huì)遭到破壞，組成圓形軌跡的該主翼210 280會(huì)在圓形軌跡處發(fā)生嚴(yán)重變形。因此，可對(duì)相互連接的該主翼210 280的外側(cè)進(jìn)行支撐。

于是，該可變喉部100進(jìn)一步包括多個(gè)副翼310、320、330、340、350、360、370、380及多個(gè)副緊固機(jī)構(gòu)390。該多個(gè)副翼310 380具有彈性復(fù)位力，沿著圓形軌跡設(shè)置，彼此相互重疊，這樣外力就能夠改變?cè)摳币?10 380間的重疊度，從而改變由相互連接的該主翼210 280所形成的圓形軌跡的直徑。這里，各副翼310 380對(duì)應(yīng)于主翼210 280間的連接部分而設(shè)置。此外，每個(gè)副翼310 380均使用薄板制成。進(jìn)一步地，每個(gè)副翼310 380的一側(cè)或相對(duì)兩側(cè)連接至吸氣管14?；蛘撸蓴嚅_該副翼與該吸氣管14的連接。為簡(jiǎn)便起見，根據(jù)本實(shí)施例的可變喉部在圖中示為包括8個(gè)副翼310 380。此夕卜，由于所有副翼310 380沿著圓形軌跡設(shè)置，彼此相互重疊，因此能夠允許其直徑隨外力而改變，該副翼310 380沿弧形軌跡可具有相同尺寸。這里，“直徑”是指圓形橫截面的某個(gè)直徑D2，該圓形橫截面最初由相互連接的副翼310 380形成。具體地，該副翼310 380沿著該圓形軌跡在順時(shí)針?lè)较蛏弦来伟ǖ谝桓币?10、第二副翼320、第三副翼330、第四副翼340、第五副翼350、第六副翼360、第七副翼370及第八副翼380。在本文件中，該副翼310 380通常是指相互連接的第一副翼310、第二副翼320、第三副翼330、第四副翼340、第五副翼350、第六副翼360、第七副翼370及第八副翼 380。在順時(shí)針?lè)较蛏?，該第一副?10的一側(cè)與緊鄰該第一副翼310的該第二副翼320的下側(cè)重疊，該第一副翼310的另一側(cè)與同樣與其緊鄰的該第八副翼380的上側(cè)重疊。類似地，該第二副翼320的一側(cè)與該第三副翼330的下側(cè)重疊，該第二副翼320的另一側(cè)與該第一副翼310的上側(cè)重疊。該第三副翼330、第四副翼340、第五副翼350、第六副翼360、第七副翼370及第八副翼380的設(shè)置方式與該第一、第二副翼的設(shè)置方式相同(見圖6)。于是，在通過(guò)施加外力的方式增加各副翼310 380的重疊度時(shí)，所述直徑便減小，從而調(diào)節(jié)了流入由該副翼310 380形成的圓形軌跡的空氣量。尤其是，各副翼310 380與各主翼210 280間的連接部分相重疊。例如，該第一主翼210與該第二主翼220之間的連接部分對(duì)應(yīng)于該第二副翼320，該第二主翼220與該第三主翼230之間的連接部分對(duì)應(yīng)于該第三副翼330。進(jìn)一步地，每個(gè)副緊固機(jī)構(gòu)390將彼此相鄰的副翼310 380緊固在一起，從而可以改變?cè)摳币黹g的重疊度。具體地，由于該副緊固機(jī)構(gòu)390將每個(gè)副翼310 380加以緊固，因此該副翼310 380相互連接在一起，保持著圓形軌跡。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，該副緊固機(jī)構(gòu)390包括槽292、孔294以及緊固銷296。該槽292、孔294以及緊固銷296的形狀和功能同上所述。這樣，利用該槽292中緊固銷296的可移動(dòng)范圍，該第一主翼210與該第八主翼280的下側(cè)相重疊。類似地，該第二主翼220移動(dòng)到該第一主翼210的下側(cè)以相互重疊，該第三主翼230移動(dòng)到該第二主翼220的下側(cè)以相互重疊，該第四主翼240移動(dòng)到該第三主翼230的下
側(cè)以相互重疊。

此外，該第五主翼250移動(dòng)到該第四主翼240的下側(cè)以相互重疊，該第六主翼260移動(dòng)到該第五主翼250的下側(cè)以相互重疊，該第七主翼270移動(dòng)到該第六主翼260的下側(cè)以相互重疊，該第八主翼280移動(dòng)到該第七主翼270的下側(cè)以相互重疊。進(jìn)一步地，利用該槽292中緊固銷296的可移動(dòng)距離，該第一副翼310與該第二副翼320的下側(cè)相重疊。類似地，該第二副翼320移動(dòng)到該第三副翼330的下側(cè)以相互重疊，該第三副翼330移動(dòng)到該第四副翼340的下側(cè)以相互重疊，該第四副翼340移動(dòng)到該第五副翼350的下
側(cè)以相互重疊。此外，該第五副翼350移動(dòng)到該第六副翼360的下側(cè)以相互重疊，該第六副翼360移動(dòng)到該第七副翼370的下側(cè)以相互重疊，該第七副翼370移動(dòng)到該第八副翼380的下側(cè)以相互重疊，該第八副翼380移動(dòng)到該第一副翼310的下側(cè)以相互重疊。換句話說(shuō)，該主翼210 280的重疊方向與該副翼310 380的重疊方向相反。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，沿著圓弧向一個(gè)方向移動(dòng)的該副翼310 380對(duì)向另一個(gè)方向移動(dòng)的該主翼210 280的干涉會(huì)使該主翼210 280的直徑在片刻間改變。如圖3、圖8及圖9所示，該吸氣管14包括多個(gè)與該主翼210 280相關(guān)的內(nèi)翼710、720、730、740、750、760、770、780 以及多個(gè)與該副翼 310 380 相關(guān)的外翼 610,620,630、640、650、660、670、680。具體地，該外翼610 680沿著圓形軌跡設(shè)置，彼此相互重疊，這樣該外翼610 680間的重疊度會(huì)朝著可變喉部100的方向逐漸增加。該外翼610 680由彈性材料制成，該外翼610 680的直徑隨可變喉部100直徑的變化而變化。更為具體地，該外翼610 680沿著圓形軌跡設(shè)置，以便在相互重疊的同時(shí)分別連接至該副翼310 380。這樣，該外翼610 680的直徑隨該副翼310 380的直徑的變化而變化，而該副翼310 380的直徑則在夾鉗400的作用下改變。此外，該外翼610 680在軸向上連接至相應(yīng)副翼310 380的兩相對(duì)端。這里，該外翼610 680以鉚接、栓接等多種方式在軸向上連接至相應(yīng)副翼310 380的兩相對(duì)端。尤其是，與該副翼310 380 —樣，該外翼610 680可使用薄板來(lái)制成，以減少渦流產(chǎn)生和降低壓差，并且該外翼610 680相互銜接，以防止空氣通過(guò)其間的空隙排出。具體地，可在軸向上將該外翼610 680連接至該副翼310 380以形成——對(duì)應(yīng)關(guān)系。該外翼610 680沿著該圓形軌跡在順時(shí)針?lè)较蛏弦来伟ǖ谝煌庖?10、第二外翼620、第三外翼630、第四外翼640、第五外翼650、第六外翼660、第七外翼670及第八外翼680。這里,外翼610 680通常是指相互連接的第一外翼610、第二外翼620、第三外翼630、第四外翼640、第外主翼650、第六外翼660、第七外翼670及第八外翼680。在順時(shí)針?lè)较蛏?，該第一外?10的一側(cè)與緊鄰該第一外翼610的該第二外翼620的上側(cè)重疊，該第一外翼610的另一側(cè)與同樣與其緊鄰的該第八外翼680的下側(cè)重疊。類似地，該第二外翼620的一側(cè)與緊鄰該第二外翼620的該第三外翼630的上側(cè)重疊，該第二外翼620的另一側(cè)與該第一外翼610的下側(cè)重疊。該第三外翼630、第四外翼640、第五外翼650、第六外翼660、第七外翼670及第八外翼680的設(shè)置方式與該第一、第二外翼的設(shè)置方式相同(見圖9)。為簡(jiǎn)便起見，圖8和圖9中，該外翼610 680在軸向上分別連接至每個(gè)副翼 310 380的一端。顯然，分別連接至每個(gè)副翼310 380另一端的該外翼610 680的設(shè)置方式與所述分別連接至每個(gè)副翼310 380這一端的該外翼610 680的設(shè)置方式相同。此外，該外翼610 680可相互連接，這樣外翼間的重疊度會(huì)朝著可變喉部100的方向逐漸改變。因此，每個(gè)外緊固機(jī)構(gòu)690將相鄰?fù)庖肀舜司o固，這樣便可在軸向上逐漸改變外
翼間的重疊度。也就是說(shuō)，由于該外緊固機(jī)構(gòu)690將每個(gè)外翼610 680緊固起來(lái)，因此該外翼610 680在其直徑在軸向上隨該副翼310 380而改變時(shí)依然保持了圓形軌跡。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，每個(gè)外緊固機(jī)構(gòu)690包括外樞孔691、外樞銷692、外槽693、外孔694以及外緊固銷695。該外樞孔691形成于每個(gè)外翼610 680的在軸向上位于可變喉部100對(duì)側(cè)的一側(cè)上。換句話說(shuō)，外樞孔691形成于每個(gè)外翼610 680的在軸向上位于副翼310 380對(duì)側(cè)的邊緣上。由于各外翼610 680相互重疊，因此,每個(gè)外翼610 680包括至少兩個(gè)外樞孔691。這里，每個(gè)外樞孔691都是具有預(yù)定直徑的孔。每個(gè)外樞銷692同時(shí)插入彼此相鄰的外樞孔691中，并保持吸氣管14的與該外樞銷692相對(duì)應(yīng)的部分的直徑。具體地，該外樞銷692同時(shí)插入相互重合的外樞孔691中，這樣該外翼610 680的位于副翼310 380對(duì)側(cè)的邊緣便能夠保持其直徑。尤其是，各外翼610 680可相對(duì)于外樞銷692旋轉(zhuǎn)。這里，該外樞銷692可為鉚釘。該外槽693呈狹長(zhǎng)形狀，形成于每個(gè)外翼610 680的在軸向上靠近可變喉部100的另一側(cè)上，并相對(duì)于周向傾斜。該外孔694形成在每個(gè)外翼610 680的一側(cè)，以與其相鄰?fù)庖淼耐獠?93重疊。換句話說(shuō)，該外槽693周向形成在每個(gè)外翼610 680的靠近該副翼310 380的邊緣上，呈狹長(zhǎng)形狀，相對(duì)于該吸氣管14的軸向的垂直線傾斜。這里，該外槽693的軌跡與相對(duì)于該外樞銷692旋轉(zhuǎn)的該外翼610 680的軌跡相同。此外，該外孔694周向形成在每個(gè)外翼610 680的一側(cè)。換句話說(shuō)，該外孔694呈圓形，形成在與該第二外翼620的上側(cè)相重疊的該第一外翼610的一側(cè),該外槽693形成在與該第八外翼680的下側(cè)相重疊的該第一外翼610的另一側(cè)。顯然，每個(gè)外翼610 680都可形成在各自的對(duì)側(cè),其外槽693的設(shè)置相同。該外槽693配置成使相鄰?fù)庖硐嗷ブ丿B，并同時(shí)調(diào)節(jié)該外翼間的重疊度。這里，該外槽693的長(zhǎng)邊可具有任意直徑。此外,每個(gè)外緊固銷695插入一個(gè)外翼的外槽693以及另一外翼的外孔694中，以引導(dǎo)該吸氣管14的與該外緊固銷695插入到的那些外翼相對(duì)應(yīng)的部分的直徑發(fā)生改變。也就是說(shuō),每個(gè)外緊固銷695用于將相互重疊的外槽693和外孔694緊固在一起。 這里，該外緊固銷695可為鉚釘。例如，該外緊固銷695將第一外翼610的外槽693和第八外翼680的外孔694緊
固在一起。相應(yīng)地，該外翼610 680間的重疊度朝著該副翼310 380的方向逐漸增加。與該主翼210 280 一樣，多個(gè)內(nèi)翼 710、720、730、740、750、760、770、780 設(shè)置在該外翼610 680內(nèi)部。該多個(gè)內(nèi)翼710 780由彈性材料制成，沿著圓形軌跡設(shè)置，彼此相互重疊，這樣重疊度便會(huì)朝著可變喉部100的方向逐漸增加，并在該外翼610 680推力作用下改變。換句話說(shuō)，該內(nèi)翼710 780具有彈性復(fù)位力，沿著圓形軌跡相互重疊設(shè)置，這樣該內(nèi)翼710 780的直徑便隨該主翼210 280逐漸改變。這里，各內(nèi)翼710 780對(duì)應(yīng)于該外翼610 680間的連接部分而設(shè)置。此外，每個(gè)內(nèi)翼710 780均使用薄板制成。為簡(jiǎn)便起見，根據(jù)本實(shí)施例的可變喉部在圖中示為包括8個(gè)內(nèi)翼710 780。此夕卜，所有內(nèi)翼710 780均沿著圓形軌跡設(shè)置。具體地，該內(nèi)翼710 780沿著圓形軌跡在順時(shí)針?lè)较蛏弦来伟ǖ谝粌?nèi)翼710、第二內(nèi)翼720、第三內(nèi)翼730、第四主內(nèi)740、第五內(nèi)翼750、第六內(nèi)翼760、第七內(nèi)翼770及第八內(nèi)翼780。這里，該內(nèi)翼710 780通常是指相互連接的第一內(nèi)翼710、第二內(nèi)翼720、第三內(nèi)翼730、第四主內(nèi)740、第五內(nèi)翼750、第六內(nèi)翼760、第七內(nèi)翼770及第八內(nèi)翼780。在順時(shí)針?lè)较蛏?，該第一?nèi)翼710的一側(cè)與緊鄰該第一內(nèi)翼710的該第二內(nèi)翼720的下側(cè)重疊，該第一內(nèi)翼710的另一側(cè)與同樣與其緊鄰的該第八內(nèi)翼780的上側(cè)重疊。類似地，該第二內(nèi)翼720的一側(cè)與該第三內(nèi)翼730的下側(cè)重疊，該第二內(nèi)翼720的另一側(cè)與該第一內(nèi)翼710的上側(cè)重疊。該第三內(nèi)翼730、第四內(nèi)翼740、第五內(nèi)翼750、第六內(nèi)翼760、第七內(nèi)翼770及第八內(nèi)翼780的設(shè)置方式與該第一、第二內(nèi)翼的設(shè)置方式相同(見圖9)。為簡(jiǎn)便起見，圖8和圖9中，該內(nèi)翼710 780在軸向上分別連接至每個(gè)主翼210 280的一端。顯然，分別連接至每個(gè)主翼210 280另一端的該內(nèi)翼710 780的設(shè)置方式與所述分別連接至每個(gè)主翼210 280 —端的內(nèi)翼710 780的設(shè)置方式相同。進(jìn)一步地，該內(nèi)翼710 780可相互連接，這樣內(nèi)翼間的重疊度會(huì)朝著可變喉部100的方向逐漸改變。這樣，每個(gè)內(nèi)緊固機(jī)構(gòu)790將相鄰內(nèi)翼相互緊固起來(lái)，從而可在軸向上改變內(nèi)翼710 780間的重疊度。也就是說(shuō)，由于該內(nèi)緊固機(jī)構(gòu)790將每個(gè)內(nèi)翼710 780緊固起來(lái)，因此該內(nèi)翼710 780在其直徑在軸向上隨該主翼210 280改變時(shí)依然保持了圓形軌跡。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，每個(gè)內(nèi)緊固機(jī)構(gòu)790包括內(nèi)樞孔791、內(nèi)樞銷792、內(nèi)槽793、內(nèi)孔794以及內(nèi)緊固銷795。該內(nèi)樞孔791形成于每個(gè)內(nèi)翼710 780的在軸向上位于該可變喉部100對(duì)側(cè)的一側(cè)上。換句話說(shuō)，該內(nèi)樞孔791形成于每個(gè)內(nèi)翼710 780的在軸向上位于主翼210 280對(duì)側(cè)的邊緣上。由于各內(nèi)翼710 780相互重疊，因此，每個(gè)內(nèi)翼710 780包括至少兩個(gè)內(nèi)樞孔791。這里，每個(gè)內(nèi)樞孔791均是具有預(yù)定直徑的孔。每個(gè)內(nèi)樞銷792同時(shí)插入相鄰內(nèi)樞孔791中，以保持該吸氣管14的與該內(nèi)樞銷 792相對(duì)應(yīng)的部分的直徑。具體地，該內(nèi)樞銷792同時(shí)插入相互重合的內(nèi)樞孔791中，這樣該內(nèi)翼710 780的位于該主翼210 280對(duì)側(cè)的邊緣便能夠保持其直徑。尤其是，各內(nèi)翼710 780可相對(duì)于內(nèi)樞銷792旋轉(zhuǎn)。這里，每個(gè)內(nèi)樞銷792均可為鉚釘。該內(nèi)槽793呈狹長(zhǎng)形狀，形成于每個(gè)內(nèi)翼710 780的在軸向上靠近可變喉部100的另一側(cè)上，且相對(duì)于周向傾斜。該內(nèi)孔794形成在每個(gè)內(nèi)翼710 780的一側(cè)，以與其相鄰內(nèi)翼的內(nèi)槽793重疊。換句話說(shuō)，該內(nèi)槽793周向形成在每個(gè)內(nèi)翼710 780的靠近主翼210 280的邊緣上，呈狹長(zhǎng)形狀，相對(duì)于該吸氣管14的軸向的垂直線傾斜。這里，該內(nèi)槽793的軌跡與相對(duì)于該內(nèi)樞銷792旋轉(zhuǎn)的該內(nèi)翼710 780的軌跡相同。此外，該內(nèi)孔794周向形成在每個(gè)內(nèi)翼710 780的一側(cè)。換句話說(shuō)，第一內(nèi)翼710在其與第二內(nèi)翼720上側(cè)相重疊的一側(cè)形成有內(nèi)孔794，在其與第八內(nèi)翼780下側(cè)相重疊的另一側(cè)形成有內(nèi)槽793。顯然，每個(gè)內(nèi)翼710 780都可形成在各自的相對(duì)側(cè)，且其內(nèi)槽793的配置相同。該內(nèi)槽793配置成使相鄰內(nèi)翼710 780相互重疊，并同時(shí)調(diào)節(jié)該內(nèi)翼間的重疊度。這里，該內(nèi)槽793的長(zhǎng)邊可具有任意直徑。進(jìn)一步地，每個(gè)內(nèi)緊固銷795均插入一個(gè)內(nèi)翼的內(nèi)槽793以及另一內(nèi)翼的內(nèi)孔794中，以引導(dǎo)該吸氣管14的與該內(nèi)緊固銷795相對(duì)應(yīng)的部分的直徑變化。也就是說(shuō)，每個(gè)內(nèi)緊固銷795用于將相互重疊的內(nèi)槽793和內(nèi)孔794緊固在一起。這里，該內(nèi)緊固銷795可為鉚釘。例如，該內(nèi)緊固銷795將第一內(nèi)翼710的內(nèi)槽793和第八內(nèi)翼780的內(nèi)孔794緊
固在一起。相應(yīng)地，該內(nèi)翼710 780間的重疊度朝著主翼210 280的方向逐漸增加。另一方面，在可變喉部100中，操作人員可改變?cè)趫A形軌跡上相互重疊設(shè)置的主翼210 280的直徑以及沿著圓形軌跡相互重疊設(shè)置的副翼310 380的直徑。該可變喉部100的直徑可通過(guò)多種方式改變。例如，如圖10和圖12所示，該主翼210 280的直徑可由周向設(shè)置以向前或向后移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的多個(gè)夾鉗來(lái)改變。
具體地，該多個(gè)夾鉗400直接改變位于該主翼210 280外側(cè)的副翼310 380
的直徑。該夾鉗400在一個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)并同時(shí)向前移動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生推力，使該副翼310 380的直徑從初始直徑D2減小到縮減直徑D4。然后，在該副翼310 380的夾持力作用下，該主翼210 280的直徑從初始直徑Dl減小到縮減直徑D3。這樣，由于該副翼310 380和該主翼210 280的直徑均在外部推力作用下改變，因此可將對(duì)氣流的阻力降至最低，從而防止渦流產(chǎn)生，進(jìn)而獲得可靠的氣流控制。同時(shí),該外槽693可相對(duì)于該外翼610 680的周向在任意方向上以任意角度傾斜。類似地，該內(nèi)槽793可相對(duì)于該內(nèi)翼710 780的周向在任意方向上以任意角度傾斜。 尤其是，可利用各種裝置使夾鉗400旋轉(zhuǎn)并側(cè)向移動(dòng)，其中該裝置包括用于旋轉(zhuǎn)的圓筒(未顯示)以及用于側(cè)向移動(dòng)的圓筒(未顯示)。這里，該副翼310 380連接至該夾鉗400，以便在該夾鉗400向后移動(dòng)時(shí)，其恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，可將該夾鉗400焊接至該副翼310 380中的某些副翼。另一方面，相互連接的主翼210 280之間的空隙以及相互連接的副翼310 380之間的空隙使得對(duì)軸向流動(dòng)的氣流難以實(shí)現(xiàn)精確的流量控制。因此，由該副翼310 380和該主翼210 280構(gòu)成的該可變喉部100可容納在封閉外殼500中。也就是說(shuō)，該封閉外殼500能夠阻擋除在該副翼310 380和該主翼210 280的軸向上流動(dòng)的氣流以外的其它氣流，從而能夠精確控制該主翼210 280軸向上的氣流。顯然，該封閉外殼500可為多種形狀，也可由多種材料制成。進(jìn)一步地，將該吸氣管14連接至該可變喉部100，以便對(duì)其中的暢通氣流進(jìn)行引導(dǎo)。具體地，將該吸氣管14連接至該副翼310 380和該主翼210 280，以便獲得可
變直徑。這樣，該吸氣管14便具有能夠使空氣等流體暢通流動(dòng)、將對(duì)氣流的阻力降至最低以控制流入壓縮機(jī)的空氣的流量且能夠降低噪音的可變喉部100。如上所述，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例，所述空氣壓縮機(jī)用可變喉部裝置設(shè)置在該空氣壓縮機(jī)的吸氣道內(nèi)，通過(guò)施加力的方式來(lái)改變吸氣道橫截面積，進(jìn)而獲得可靠的氣流控制，同時(shí)還能對(duì)氣流中的渦流生成加以抑制，從而顯著減少不穩(wěn)定氣流。此外，本發(fā)明的可變喉部裝置能夠在無(wú)壓力損失的情況下獲得所需流量。并且，該可變喉部裝置可以通過(guò)穩(wěn)定吸入氣流的方式降低壓縮機(jī)葉輪的負(fù)荷，從而顯著減小葉輪振動(dòng)。盡管說(shuō)明書提供了一些實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明加以說(shuō)明，但應(yīng)理解的是，這些實(shí)施例僅作說(shuō)明之用，在不背離本發(fā)明精神和范圍的前提下，可進(jìn)行各種修改、變更和更改。本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求及其同等內(nèi)容予以限制。
權(quán)利要求
1.一種空氣壓縮機(jī)用可變喉部裝置，其特征在于，包括 可變喉部，其設(shè)置在將大氣壓カ下的氣流導(dǎo)入壓縮機(jī)的吸氣管處，該可變喉部被外力擠壓，以將所述吸氣管的直徑改變成流線型形狀，從而減少不穩(wěn)定氣流并獲得可靠的氣流控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可變喉部裝置，其中，所述可變喉部包括 多個(gè)主翼，其沿著圓形軌跡設(shè)置，彼此相互重疊，所述主翼間的重疊度在外力作用下發(fā)生改變而獲得可變直徑，每個(gè)所述主翼均具有弾性，其ー側(cè)或相對(duì)兩側(cè)軸向連接至所述吸氣管；以及 多個(gè)主緊固機(jī)構(gòu)，每個(gè)所述主緊固機(jī)構(gòu)緊固相鄰主翼，以改變所述主翼間的重疊度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變喉部裝置，其中，每個(gè)所述主翼的一側(cè)與ー個(gè)相鄰主翼的上側(cè)重疊，另ー側(cè)與另ー相鄰主翼的下側(cè)重疊，減少了所述可變喉部裝置的面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變喉部裝置，其中，每個(gè)所述主緊固機(jī)構(gòu)包括 狹長(zhǎng)的槽，其周向形成在每個(gè)所述主翼的所述另ー側(cè)； 孔，其沿著與所述槽相同的圓周軌跡形成在每個(gè)所述主翼的所述ー側(cè)；以及緊固銷，其將ー個(gè)主翼的槽固定到與該主翼相鄰的另ー個(gè)主翼的孔中，從而利用該緊固銷的可移動(dòng)范圍使該相鄰主翼相互重疊。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任ー權(quán)利要求所述的可變喉部裝置，其中，所述可變喉部進(jìn)ー步包括 多個(gè)彈性副翼，其沿著圓形軌跡設(shè)置，彼此相互重疊，所述副翼間的重疊度在外力作用下發(fā)生改變，從而使所述主翼的直徑改變；以及 多個(gè)副緊固機(jī)構(gòu)，每個(gè)所述副緊固機(jī)構(gòu)緊固相鄰副翼，從而改變所述副翼間的重疊度。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任ー權(quán)利要求所述的可變喉部裝置，其中，所述主翼的直徑在多個(gè)夾鉗產(chǎn)生的推力作用下發(fā)生改變，其中所述夾鉗周向設(shè)置，向前/后移動(dòng)或者轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可變喉部裝置，其中，所述可變喉部設(shè)置在封閉外殼內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任ー權(quán)利要求所述的可變喉部裝置，其中，所述吸氣管包括 多個(gè)外翼，其具有弾性，沿著圓形軌跡設(shè)置，彼此相互重疊，使得該外翼間的重疊度隨著所述可變喉部的直徑的變化朝著所述可變喉部的方向逐漸增加；以及 多個(gè)外緊固機(jī)構(gòu)，每個(gè)所述外緊固機(jī)構(gòu)緊固相鄰?fù)庖?，使得所述外翼間的重疊度在所述外翼的軸向上朝著所述可變喉部逐漸改變。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可變喉部裝置，其中，每個(gè)所述外緊固機(jī)構(gòu)包括 外樞孔，其形成于每個(gè)所述外翼的在軸向上位于所述可變喉部對(duì)側(cè)的ー側(cè)上； 外樞銷，其同時(shí)插入相鄰的外樞孔中，以保持所述吸氣管的與該外樞銷相對(duì)應(yīng)的部分的直徑； 狹長(zhǎng)的外槽，其形成于每個(gè)所述外翼的在軸向上靠近所述可變喉部的另ー側(cè)上，且相對(duì)于周向傾斜； 外孔，其形成在每個(gè)所述外翼的ー側(cè)，以與相鄰?fù)庖淼耐獠壑睾?；以及外緊固銷，其插入ー個(gè)外翼的外槽以及緊鄰該外翼的另ー個(gè)外翼的外孔中，以引導(dǎo)所述吸氣管的與該外緊固銷相對(duì)應(yīng)的部分的直徑變化。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可變喉部裝置，其中，所述吸氣管包括多個(gè)內(nèi)翼，其具有弾性，沿著圓形軌跡設(shè)置，彼此相互重疊，使得所述內(nèi)翼間的重疊度朝著所述可變喉部的方向逐漸增加并隨所述外翼的推力而變化；以及 多個(gè)內(nèi)緊固機(jī)構(gòu)，每個(gè)所述內(nèi)緊固機(jī)構(gòu)緊固相鄰內(nèi)翼，使得所述內(nèi)翼間的重疊度在所述內(nèi)翼的軸向上朝著所述可變喉部改變。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空氣壓縮機(jī)用可變喉部裝置，其設(shè)置在空氣壓縮機(jī)的吸氣道內(nèi)，可以通過(guò)對(duì)吸氣道施加力從而改變吸氣道橫截面積的方式來(lái)獲得可靠的氣流控制，通過(guò)抑制氣流中的渦流生成來(lái)顯著降低產(chǎn)生不穩(wěn)定氣流的可能性，在無(wú)氣流壓力損失的情況下獲得所需流量，并能夠通過(guò)穩(wěn)定吸入氣流的方式來(lái)降低壓縮機(jī)葉輪的疲勞負(fù)荷，從而顯著減小葉輪振動(dòng)。
文檔編號(hào)F04D29/00GK102678602SQ201110400240
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者李在亨 申請(qǐng)人:株式會(huì)社大柱機(jī)械