[发明专利]气轮机的自致动泄放阀

说明书

技术领域

本发明涉及辅助气轮机起动的自致动泄放阀。

背景技术

气轮机设置有数个功能段，包括风扇段、压缩机段、燃烧段和涡轮机段。在起动时，气轮机的涡轮机段还没有开始完全提供动力。因此，驱动压缩机，作为示例，比在稳态条件下更具挑战性，并且通常使用泄放阀来在起动过程中从压缩机段泄放空气，以减少压缩机段上的负载。

发明内容

根据本发明的示例性方面的用于正压空气室的泄放阀包括阀体，该阀体限定阀座。提升阀可相对于阀座在打开位置和关闭位置之间移动。弹簧将提升阀朝向正压空气室地偏压到打开位置。

根据本发明的示例性方面的气轮机包括与压缩机段连通的正压空气室。泄放阀包括限定阀座的阀体、可相对于阀座移动的提升阀和弹簧，该弹簧可操作以在泄放阀处于打开位置时朝向正压空气室地将提升阀偏压远离阀座。

根据本发明示例性方面的将泄放阀安装到气轮机上的方法，包括将泄放阀定位成与正压空气室连通。根据压缩机段内的压力，在打开位置和关闭位置之间移动泄放阀内的提升阀，并且在泄放阀处于打开位置时朝向正压空气室地将提升阀偏压远离阀座。

附图说明

各种特征将从下面的对所公开的非限制性实施例的具体描述中变得为本领域技术人员所明了。具体描述的附图可简要地描述如下：

图1是气轮机的示意图；

图2是气轮机的压缩机段的一部分的局部剖视图；

图3是处于打开位置的泄放阀的透视图；

图4是处于打开位置的泄放阀的剖视图；

图5是处于打开位置的泄放阀的示意剖视图；

图6是处于关闭位置的泄放阀的示意剖视图；

图7是提升阀力相对于横过提升阀的PSID的曲线表示；

图8是提升阀位置和deltaP相对于时间的曲线表示，示出了卡合动作；

图9是提升阀位置相对于压力的曲线表示，示出了错开的打开和关闭瞬间；和

图10是主动受控的泄放阀的另一非限制性实施例的示意剖视图。

具体实施方式

图1示意性地示出了气轮机20，其大体包括沿着轴线A的风扇段22、压缩机段24、燃烧段26和涡轮机段28。图1是高度示意图，不过，它仍然示出了气轮机的主要各段。而且，虽然示出了特定类型的气轮机，但是应当理解的是，其他类型的气轮机也可以从本发明受益。

参照图2，压缩机段24包括沿着压缩机燃气路径C的多个旋转压缩机叶片30和固定叶片32。称为中心空气流的空气流沿着压缩机燃气路径C被传输进下游涡轮机段28(图1)。正压空气室34通常定位在压缩机燃气路径C的外部，从而压缩空气从压缩机燃气路径C经过开口36流入正压空气室34，以用于例如泄放流系统中。

泄放阀40包括阀体42，阀体42带有选择性地从正压空气室34排放空气的开口(也示出在图3中)。泄放阀40在起动状态时处于打开位置，以将泄放空气通入例如短舱(未示出)，并且因此减少了压缩机段24上的载荷。因此，在起动且低压的条件下，泄放阀40减少了驱动压缩机段24所要求的载荷，然后在压缩机段24达到运行压力时泄放阀40就关闭，从而气轮机将按设计运行。

参照图4，泄放阀40大体包括阀体42、盖44、弹簧46、活塞48和提升阀50。阀体42形成导引件52，提升阀轴54在导引件52中延伸。提升阀轴54将提升阀50安装到活塞48上，使得提升阀50随着活塞48沿由导引件52限定的轴线X移动。提升阀50在打开位置(图5)和关闭位置(图6)之间移动，打开位置允许所要求的泄放流通过，而关闭位置阻止盖流动。

提升阀50被安装到提升阀轴54的轴向端部56处，使得提升阀50的延伸部58可至少部分地围绕导引件52。轴向端部56可带有螺纹以接收紧固件60从而保持提升阀50。延伸部58有助于提升阀50相对于阀体42的对准和轴向移动，阀体42限定阀座62。延伸部58还遮蔽导引件52的开口端52A，从而防止了压缩机空气中的任何潜在的污染物流过提升阀轴54和导引件52之间的间隙进而可能阻碍泄放阀40的移动。

提升阀50限定了下游阀面64(也示出在图3中)，下游阀面64也在关闭位置(图6)中抵靠在阀座62上。提升阀50限定了下游大体凸形面66，下游大体凸形面66将延伸部58与阀面64结合。上游大体凹形面68与凸形面66相对，向着上游朝向来自压缩机段24的正压空气室34的泄放流。