本發(fā)明涉及壓裂設(shè)備動力裝置領(lǐng)域，特別地，涉及一種燃氣輪機的進氣蝸殼裝置。特別地，本發(fā)明還涉及一種包括上述進氣蝸殼裝置的壓裂設(shè)備。

背景技術(shù)：

用于壓裂設(shè)備的燃氣輪機動力裝置是以燃氣輪機為核心機，通過配備完整的輔助系統(tǒng)，安裝于壓裂車(撬)上，作為驅(qū)動壓裂泵的原動力，主要用于頁巖氣的開采。燃氣輪機為高速旋轉(zhuǎn)的機器，在運行過程中需要大量潔凈的空氣，故一般在燃氣輪機的進氣口前連接進氣系統(tǒng)，進氣系統(tǒng)主要由過濾器和消聲器等組成?，F(xiàn)有的燃氣輪機為軸向進氣，故與燃氣輪機相連的進氣系統(tǒng)亦需軸向布置，由于進氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體積大，將其沿燃氣輪機的軸向布置時難度大，且影響壓裂設(shè)備上其它結(jié)構(gòu)的布置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種燃氣輪機的進氣蝸殼裝置及壓裂設(shè)備，以解決現(xiàn)有的進氣系統(tǒng)軸向布置難度大、并對壓裂設(shè)備上其它結(jié)構(gòu)的布置產(chǎn)生影響的技術(shù)問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種燃氣輪機的進氣蝸殼裝置，用于連接于壓裂設(shè)備用燃氣輪機與其進氣系統(tǒng)之間，燃氣輪機的進氣蝸殼裝置包括：用于與進氣系統(tǒng)的出氣端相連以引入氣體的進氣蝸殼、用于與燃氣輪機的進氣口相連以將氣體導入燃氣輪機內(nèi)的導氣蝸殼，導氣蝸殼的進氣端與進氣蝸殼相連；進氣蝸殼內(nèi)設(shè)有與進氣系統(tǒng)的出氣端連通的進氣通道；導氣蝸殼內(nèi)設(shè)有與進氣通道連通的導氣通道，導氣通道為環(huán)形通道，其出氣端與燃氣輪機進氣口的環(huán)形進氣通道連通，且導氣通道的氣流方向與進氣通道的氣流方向垂直。

進一步地，導氣蝸殼包括兩端連通且中空的導氣外環(huán)及裝設(shè)于導氣外環(huán)內(nèi)的導氣內(nèi)環(huán)，導氣外環(huán)和導氣內(nèi)環(huán)之間的間隙構(gòu)成導氣通道；導氣外環(huán)的一端與燃氣輪機進氣口的外環(huán)相連，其相對的另一端與進氣蝸殼的第一側(cè)壁相連；導氣內(nèi)環(huán)的一端與燃氣輪機進氣口的內(nèi)環(huán)相連，其相對的另一端穿過進氣蝸殼的第一側(cè)壁和進氣通道后與相對第一側(cè)壁設(shè)置的第二側(cè)壁相連。

進一步地，導氣外環(huán)呈圓錐狀，其縮口端與燃氣輪機進氣口的外環(huán)相連，其擴口端與進氣蝸殼的第一側(cè)壁相連。

進一步地，導氣內(nèi)環(huán)包括中空的圓柱段及與圓柱段相連且中空的圓錐段；圓柱段的一端與燃氣輪機進氣口的內(nèi)環(huán)相連，其相對的另一端穿過進氣蝸殼的第一側(cè)壁和進氣通道后與圓錐段的縮口端相連；圓錐段的擴口端與第二側(cè)壁相連。

進一步地，導氣外環(huán)由沿其軸線對半剖分形成的導氣外環(huán)上殼和導氣外環(huán)下殼組裝而成；導氣內(nèi)環(huán)由沿其軸線對半剖分形成的導氣內(nèi)環(huán)上殼和導氣內(nèi)環(huán)下殼組裝而成。

進一步地，導氣外環(huán)與進氣蝸殼的第一側(cè)壁之間設(shè)有外環(huán)軟連接，導氣外環(huán)及進氣蝸殼分別與外環(huán)軟連接相連；導氣內(nèi)環(huán)與進氣蝸殼的第二側(cè)壁之間設(shè)有內(nèi)環(huán)軟連接，導氣內(nèi)環(huán)及進氣蝸殼分別與內(nèi)環(huán)軟連接相連。

進一步地，進氣蝸殼與外環(huán)軟連接之間、導氣外環(huán)與外環(huán)軟連接之間、進氣蝸殼與內(nèi)環(huán)軟連接之間及導氣內(nèi)環(huán)與內(nèi)環(huán)軟連接之間至少一處設(shè)有連接壓條。

進一步地，進氣蝸殼包括進氣上蝸殼及與進氣上蝸殼配合設(shè)置的進氣下蝸殼；進氣上蝸殼與進氣系統(tǒng)的出氣端相連，其上設(shè)有供氣體進入的進氣口；進氣下蝸殼的進氣端與進氣上蝸殼的出氣端相連，且進氣下蝸殼和進氣上蝸殼構(gòu)成進氣通道。

進一步地，進氣上蝸殼呈方形體狀，兩端連通且中空，其頂端開口為進氣口，且與進氣系統(tǒng)的出氣端相連；進氣下蝸殼呈半圓板狀，其直線端開口且中空，進氣下蝸殼的直線端與進氣上蝸殼的底端相連。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種壓裂設(shè)備，包括壓裂泵及用于驅(qū)動壓裂泵的車載燃氣輪機，車載燃氣輪機上設(shè)有如上述的進氣蝸殼裝置。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明中，通過在進氣系統(tǒng)與燃氣輪機之間設(shè)置進氣蝸殼裝置，且使進氣蝸殼裝置內(nèi)與燃氣輪機軸向設(shè)置的環(huán)形進氣通道相連的導氣通道的氣流方向與與進氣系統(tǒng)連通的進氣通道的氣流方向垂直，從而在滿足燃氣輪機軸向進氣的同時，可使得進氣系統(tǒng)在垂直于燃氣輪機軸向的方向內(nèi)任意設(shè)置，從而避免由于進氣系統(tǒng)只能軸向布置而使壓裂設(shè)備上其它部件布置困難的問題，使進氣系統(tǒng)布置方式簡單、靈活，使整個壓裂設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例的燃氣輪機的進氣蝸殼裝置的空間結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的半剖結(jié)構(gòu)示意圖。

圖例說明

10、進氣蝸殼；101、進氣通道；11、進氣上蝸殼；111、進氣口；12、進氣下蝸殼；20、導氣蝸殼；201、導氣通道；21、導氣外環(huán)；22、導氣內(nèi)環(huán)；30、外環(huán)軟連接；40、內(nèi)環(huán)軟連接；50、連接壓條。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

參照圖1，本發(fā)明的優(yōu)選實施例提供了一種燃氣輪機的進氣蝸殼裝置，用于連接于壓裂設(shè)備用燃氣輪機與其進氣系統(tǒng)之間，燃氣輪機的進氣蝸殼裝置包括：用于與進氣系統(tǒng)的出氣端相連以引入氣體的進氣蝸殼10、用于與燃氣輪機的進氣口相連以將氣體導入燃氣輪機內(nèi)的導氣蝸殼20，導氣蝸殼20的進氣端與進氣蝸殼10相連。進氣蝸殼10內(nèi)設(shè)有與進氣系統(tǒng)的出氣端連通的進氣通道101。導氣蝸殼20內(nèi)設(shè)有與進氣通道101連通的導氣通道201，導氣通道201為環(huán)形通道，其出氣端與燃氣輪機進氣口的環(huán)形進氣通道連通，且導氣通道201的氣流方向與進氣通道101的氣流方向垂直。在壓裂設(shè)備的進氣系統(tǒng)與燃氣輪機之間連接本發(fā)明的進氣蝸殼裝置時，進氣系統(tǒng)內(nèi)的氣流首先進入進氣蝸殼10的進氣通道101內(nèi)，然后再由進氣通道101進入導氣蝸殼20的導氣通道201內(nèi)，最后由導氣通道201進入燃氣輪機的環(huán)形進氣通道內(nèi)。由于燃氣輪機為軸向進氣，故與燃氣輪機相連的進氣系統(tǒng)亦需軸向布置，本發(fā)明中，通過在進氣系統(tǒng)與燃氣輪機之間設(shè)置進氣蝸殼裝置，且使進氣蝸殼裝置內(nèi)與燃氣輪機軸向設(shè)置的環(huán)形進氣通道相連的導氣通道201的氣流方向與與進氣系統(tǒng)連通的進氣通道101的氣流方向垂直，從而在滿足燃氣輪機軸向進氣的同時，可使得進氣系統(tǒng)在垂直于燃氣輪機軸向的方向內(nèi)任意設(shè)置，從而避免由于進氣系統(tǒng)只能軸向布置而使壓裂設(shè)備上其它部件布置困難的問題，使進氣系統(tǒng)布置方式簡單、靈活，使整個壓裂設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理。

可選地，再結(jié)合圖2所示，導氣蝸殼20包括兩端連通且中空的導氣外環(huán)21及裝設(shè)于導氣外環(huán)21內(nèi)的導氣內(nèi)環(huán)22，導氣外環(huán)21和導氣內(nèi)環(huán)22之間的間隙構(gòu)成導氣通道201。導氣外環(huán)21的一端與燃氣輪機進氣口的外環(huán)相連，其相對的另一端與進氣蝸殼10的第一側(cè)壁相連。導氣內(nèi)環(huán)22的一端與燃氣輪機進氣口的內(nèi)環(huán)相連，其相對的另一端穿過進氣蝸殼10的第一側(cè)壁和進氣通道101后與相對第一側(cè)壁設(shè)置的第二側(cè)壁相連。

優(yōu)選地，如圖2所示，導氣外環(huán)21呈圓錐狀，其縮口端與燃氣輪機進氣口的外環(huán)相連，其擴口端與進氣蝸殼10的第一側(cè)壁相連。

優(yōu)選地，如圖2所示，導氣內(nèi)環(huán)22包括中空的圓柱段及與圓柱段相連且中空的圓錐段。圓柱段的一端與燃氣輪機進氣口的內(nèi)環(huán)相連，其相對的另一端穿過進氣蝸殼10的第一側(cè)壁和進氣通道101后與圓錐段的縮口端相連。圓錐段的擴口端與第二側(cè)壁相連。本發(fā)明中，導氣外環(huán)21和導氣內(nèi)環(huán)22均采用錐形結(jié)構(gòu)，不僅可減小進氣蝸殼裝置的阻力，使空氣流場均勻，流阻小，同時可降低加工難度，減少加工周期。本發(fā)明具體實施例中，導氣外環(huán)21和導氣內(nèi)環(huán)22均為圓形結(jié)構(gòu)，且通過均勻布置的螺栓分別與燃氣輪機進氣口的外環(huán)和內(nèi)環(huán)連接，通過改變螺栓連接的位置，即可相應的改變進氣蝸殼10的進氣方向。

本發(fā)明具體實施例中，如圖1所示，導氣外環(huán)21由沿其軸線對半剖分形成的導氣外環(huán)上殼和導氣外環(huán)下殼組裝而成。導氣內(nèi)環(huán)22由沿其軸線對半剖分形成的導氣內(nèi)環(huán)上殼和導氣內(nèi)環(huán)下殼組裝而成。導氣外環(huán)21由3mm～5mm厚的鋁合金板的導氣外環(huán)上殼和導氣外環(huán)下殼焊接而成，同樣的，導氣內(nèi)環(huán)22由3mm～5mm厚的鋁合金板的導氣內(nèi)環(huán)上殼和導氣內(nèi)環(huán)下殼焊接而成，采用3mm～5mm厚的鋁合金板，可使進氣蝸殼裝置的重量不超過30kg，滿足車載的重量限制要求；采用焊接加工，加工工藝簡單，可減少加工周期，降低制造成本。

優(yōu)選地，如圖2所示，導氣外環(huán)21與進氣蝸殼10的第一側(cè)壁之間設(shè)有外環(huán)軟連接30，導氣外環(huán)21及進氣蝸殼10分別與外環(huán)軟連接30相連。導氣內(nèi)環(huán)22與進氣蝸殼10的第二側(cè)壁之間設(shè)有內(nèi)環(huán)軟連接40，導氣內(nèi)環(huán)22及進氣蝸殼10分別與內(nèi)環(huán)軟連接40相連。導氣外環(huán)21與進氣蝸殼的第一側(cè)壁之間采用外環(huán)軟連接30相連，導氣內(nèi)環(huán)22與進氣蝸殼10的第二側(cè)壁之間采用內(nèi)環(huán)軟連接40相連，可有效防止進氣系統(tǒng)的外力傳遞至燃氣輪機上。

進一步地，如圖1和圖2所示，進氣蝸殼10與外環(huán)軟連接30之間、導氣外環(huán)21與外環(huán)軟連接30之間、進氣蝸殼10與內(nèi)環(huán)軟連接40之間及導氣內(nèi)環(huán)22與內(nèi)環(huán)軟連接40之間至少一處設(shè)有連接壓條50。通過設(shè)置連接壓條50，不僅可密封進氣蝸殼10與外環(huán)軟連接30之間、導氣外環(huán)21與外環(huán)軟連接30之間、進氣蝸殼10與內(nèi)環(huán)軟連接40之間及導氣內(nèi)環(huán)22與內(nèi)環(huán)軟連接40之間的間隙，防止氣流由間隙處泄露，還可減小連接處的振動變形，并消除安裝誤差。

可選地，如圖1所示，進氣蝸殼10包括進氣上蝸殼11及與進氣上蝸殼11配合設(shè)置的進氣下蝸殼12。進氣上蝸殼11與進氣系統(tǒng)的出氣端相連，其上設(shè)有供氣體進入的進氣口111。進氣下蝸殼12的進氣端與進氣上蝸殼11的出氣端相連，且進氣下蝸殼12和進氣上蝸殼11構(gòu)成進氣通道101。

優(yōu)選地，如圖1所示，進氣上蝸殼11呈方形體狀，兩端連通且中空，其頂端開口為進氣口111，且與進氣系統(tǒng)的出氣端相連。進氣下蝸殼12呈半圓板狀，其直線端開口且中空，進氣下蝸殼12的直線端與進氣上蝸殼11的底端相連。進氣下蝸殼12呈半圓板狀，不僅可減小進氣蝸殼裝置的阻力，使空氣流場均勻，流阻小，同時可降低加工難度，減少加工周期。

本發(fā)明具體實施例中，如圖1所示，進氣上蝸殼11由沿其長度方向?qū)Π肫史中纬傻倪M氣上左蝸殼和進氣上右蝸殼組成而成。進氣上蝸殼11由3mm～5mm厚的鋁合金板的進氣上左蝸殼和進氣上右蝸殼焊接而成，采用3mm～5mm厚的鋁合金板，可使進氣蝸殼裝置的重量不超過30kg，滿足車載的重量限制要求；采用焊接加工，加工工藝簡單，可減少加工周期，降低制造成本。

本發(fā)明的優(yōu)選實施例提供了一種壓裂設(shè)備，包括壓裂泵及用于驅(qū)動壓裂泵的車載燃氣輪機，車載燃氣輪機上設(shè)有如上述的進氣蝸殼裝置。本發(fā)明中，通過在進氣系統(tǒng)與燃氣輪機之間設(shè)置進氣蝸殼裝置，且使進氣蝸殼裝置內(nèi)與燃氣輪機軸向設(shè)置的環(huán)形進氣通道相連的導氣通道的氣流方向與與進氣系統(tǒng)連通的進氣通道的氣流方向垂直，從而在滿足燃氣輪機軸向進氣的同時，可使得進氣系統(tǒng)在垂直于燃氣輪機軸向的方向內(nèi)任意設(shè)置，從而避免由于進氣系統(tǒng)只能軸向布置而使壓裂設(shè)備上其它部件布置困難的問題，使進氣系統(tǒng)布置方式簡單、靈活，使整個壓裂設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。