[发明专利]具有外部支撑弹簧的轴承阻尼器的系统和方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明整体涉及涡轮机系统，更具体地，本发明涉及在涡轮机系统中使用的轴承阻尼器。

背景技术

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。

发明内容

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发明的范围。实际上，本发明可以涵盖以下可能没有列出的多个方面。

根据本发明的一方面，本发明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。

根据本发明的一个实施例，外部弹簧被构造成能够独立地调整轴向刚度和径向刚度。

根据本发明的一个实施例，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。

根据本发明的一个实施例，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。