CN104956152B - 锻造的燃料喷射器杆 - Google Patents

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Abstract

一种燃气涡轮发动机的燃料喷射器杆包括具有凸缘、中心体、气体室和流体通道的单件材料。凸缘包括圆柱形形状、多个安装孔以及一个手柄孔。中心体沿凸缘的轴向从凸缘帽延伸出。气体室与中心体相邻并处于凸缘的远侧。气体室包括以与凸缘横交的方式定向的环形，并且包括室开口。流体通道延伸穿过凸缘、中心体以及气体室，并且与室开口流体连通。

Description

锻造的燃料喷射器杆
技术领域
本发明总体上涉及燃气涡轮发动机，更具体地涉及一种具有锻造的燃料喷射器杆的燃料喷射器。
背景技术
燃气涡轮发动机包括压缩器段、燃烧器段和涡轮机段。燃烧器段包括多个燃料喷射器。燃料喷射器包括具有多个部分(例如杆棒、棒管、气体室和凸缘)的杆。
授予盖茨(Gates)等人的美国专利6,141,968公开了一种用于燃气轮机燃料喷嘴的杆件。所述用于燃气轮机燃料喷嘴的杆件包括入口端和出口端，所述入口端和出口端分别适于连接到燃料接头，燃料接头与燃料喷射器和尖端组件联接，尖端组件具有至少一个用于使燃料雾化进入燃烧室的喷射孔口。杆件还包括至少一个狭槽，该狭槽在其全部长度上通过槽盖密封以界定至少一个燃料管道，用于引导燃料从杆件的入口端流向出口端。外屏蔽可以设置在杆件外面，以保护和限制从周围环境向杆件的热传递。
本发明旨在克服诸位发明人发现的一个或多个问题。
发明内容
公开了一种燃气涡轮发动机的燃料喷射器杆。该燃料喷射器杆包括具有凸缘、中心体、气体室和流体通道的单件材料。凸缘包括多个安装孔和一个手柄孔。凸缘包括圆柱形形状。中心体沿凸缘的轴向从凸缘的帽延伸出。气体室邻近中心体并处于凸缘远侧。气体室包括以与凸缘横交的方式定向的环形。气体室包括室开口。流体通道延伸通过凸缘、中心体和气体室。流体通道与室开口流体连通。
还公开了一种制造燃气涡轮发动机的燃料喷射器杆的方法。该方法包括将材料锻造成工件。所述工件包括顶盘、本体和下盘。顶盘包括圆柱形形状。本体从顶盘的基部延伸出并包括立方体形状。下盘与本体连接，在顶盘的远侧。下盘包括以与顶盘横交的方式定向的圆柱形形状。该方法还包括将顶盘机械加工成具有多个安装孔和一个手柄孔的凸缘。该方法还包括将下盘机械加工成具有环形的气体室。将下盘机械加工成气体室的步骤包括除去材料以形成室开口。该方法还包括机械加工穿过凸缘、本体以及气体室的一部分直至室开口的流体通道。流体通道与室开口流体连通。
附图说明
图1是示例性燃气涡轮发动机的示意图。
图2是图1所示燃气涡轮发动机100的部分燃烧器段的横截面图。
图3是图2所示燃料喷射器杆的透视图。
图4是图2所示燃料喷射器杆的另一个透视图。
图5是穿过图2、图3和图4所示燃料喷射器杆的中心体和导引体的横截面图。
图6是在图2-图5所示燃料喷射器杆的制造中使用的锻造的工件的透视图。
图7是图6所示锻造的工件的另一个透视图。
图8是制造图2-图5所示燃料喷射器杆的方法的流程图。
具体实施方式
本文所公开的系统和方法包括由单件材料构成的单一体燃气涡轮发动机燃料喷射器杆。在实施例中，单件材料包括凸缘、中心体以及气体室。一个或多个流体通道延伸通过凸缘、中心体和气体室的一部分。单一体燃料喷射器杆可以减少制造时间和成本。例如，制造公开的燃料喷射器杆可以不包括钎焊或其他类似过程。单一体燃料喷射器杆也可以提高燃料喷射器杆的耐用性。单一体可以减小燃料喷射器杆内的热膨胀影响。
图1是示例性燃气涡轮发动机的示意图。为了清楚并便于说明，(这里和其他附图中)已经省略或放大了一些表面。此外，本发明可能提及前后方向。通常，所有提及“前”和“后”之处均与一次空气(即燃烧过程中所使用的空气)的流动方向相关，除非另外说明。例如，向前是相对于一次空气流的“上游”，而向后是相对于一次空气流的“下游”。
另外，本发明通常会提及燃气涡轮发动机的转动中心轴线95，通常可由其轴120(由多个轴承组件150支承)的纵向轴线限定。中心轴线95可以由各种其他发动机同心部件共用或共享。所有提及径向、轴向、周向方向和尺寸之处均参照中心轴线95，除非另外说明；而且术语诸如“内部”和“外部”通常是指距离中心轴线95的较小或较大径向距离，其中径向96可以为垂直于中心轴线95、并从该轴线向外发散的任何方向。
燃气涡轮发动机100包括入口110、轴120、燃气发生器或压缩机200、燃烧器300、涡轮机400、排气装置500和功率输出连接器600。燃气涡轮发动机100可以具有单轴或双轴配置。
压缩机200包括压缩机转子组件210、压缩机静叶(“定子”)250和入口导叶255。压缩机转子组件210机械地联接于轴120。如图所示，压缩机转子组件210是轴流式转子组件。压缩机转子组件210包括一个或多个压缩机盘组件220。每个压缩机盘组件220包括周向分布有压缩机转子叶片的压缩机转子盘。定子250轴向地跟随每个压缩机盘组件220。与跟随压缩机盘组件220的相邻定子250配对的每个压缩机盘组件220被视为一个压缩机级。压缩机200包括多个压缩机级。入口导叶255轴向地位于第一压缩机级之前。
燃烧器300包括一个或多个喷射器350和一个或多个燃烧室390，每个喷射器350包括单一体的喷射器杆(“杆”)370(在图2至图5中示出)。
涡轮机400包括涡轮转子组件410和涡轮喷嘴450。涡轮转子组件410机械地联接于轴120。如图所示，涡轮转子组件410是轴流式转子组件。涡轮转子组件410包括一个或多个涡轮盘组件420。每个涡轮盘组件420包括周向分布有涡轮叶片的涡轮盘。涡轮喷嘴450轴向地位于每个涡轮盘组件420之前。与位于涡轮盘组件420之前的相邻涡轮喷嘴450配对的每个涡轮盘组件420被视为一个涡轮机级。涡轮机400包括多个涡轮机级。
排气装置500包括排气扩压器520和排气收集器550。
图2是图1所示燃气涡轮发动机100的燃烧器的一部分的横截面图。如图2中所示，壳体310环绕燃烧器。喷射器350延伸穿过壳体310并且固定到壳体310上。喷射器350包括杆370、一个或多个手柄354、旋流器组件351和圆筒352。杆370是单一的一体件材料，其包括壳体匹配凸缘(“凸缘”)375、中心体372和气体室371。中心体372从凸缘375延伸至气体室371。
凸缘375固定到壳体310上。手柄354可以附接至凸缘375。旋流器组件351在气体室371处附接至杆370。旋流器组件351与杆370流体连通。旋流器组件351可以附接至圆筒352并且可以与圆筒352流体连通。圆筒352包括可以与燃烧室相邻的筒端353。
图3是图2所示杆370的透视图。图4是图2所示杆370的另一透视图。参考图2、图3和图4，杆370还可以包括导引体374和导引漏斗373。导引体374沿着中心体372的后面(相对于杆的正面378)从凸缘375处延伸。导引体374可以包括与气体室371相邻的支柱382。导引漏斗373可以为圆柱形并且位于气体室371后面。气体室371包括室开口380，其可以为圆柱形开口。导引漏斗373的中心和室开口380的中心可以对齐。导引漏斗373可以在支柱382处附接至导引体374。支柱382可以跨过室开口380延伸至导引漏斗373。支柱382可以包括位于支柱382每一侧上的支柱盖板383。支柱盖板383可以为从支柱382的外表面插入的平行表面。支柱盖板383和室开口380可以便于杆370与旋流器组件351的连接。
杆370还可以包括燃料凸台377和导引凸台376。燃料凸台377可以沿与中心体372相反的方向从凸缘375处延伸。导引凸台376可以从燃料凸台377处延伸。在一些实施例中，导引凸台376可以直接从凸缘375处延伸。一个或多个管件(例如管件355和管件356)附接至杆370，用于将来自燃料或流体源的燃料或流体提供至喷射器350。
图5是穿过图2、图3和图4所示杆370的中心体372和导引体374的横截面图。现参考图3、4和5，杆370可以包括气体主通道391、液体主通道392、液体导引通道386、气体导引通道387和气助通道388。气体主通道391和液体主通道392可以各自从燃料凸台377开始并延伸穿过凸缘375、中心体372和气体室371的一部分直至室开口380。在一些实施例中，气体主通道391和液体主通道392各自从凸缘375开始延伸。
液体导引通道386、气体导引通道387和气助通道388可以各自从导引凸台376开始并延伸穿过凸缘375、导引体374和导引漏斗373的一部分直至导引开口381。在一些实施例中，液体导引通道386、气体导引通道387、或气助通道388从燃料凸台377处开始延伸。在另一些实施例中，液体导引通道386、气体导引通道387、或气助通道388从凸缘375处开始延伸。导引凸台376可以包括管件通道393。管件通道393延伸穿过导引凸台376的侧壁并连接至液体导引通道386、气体导引通道387或气助通道388。液体导引通道386、气体导引通道387和气助通道388的管件可能太大而无法全部直接连接到导引凸台376顶部的通道上。管件通道393可以便于将其中一个管件连接到导引凸台376的一侧，同时其它管件可以连接到导引凸台376的顶部。在一些实施例中，导引凸台376包括不止一个管件通道393。任一个流体通道，例如连接到管件通道393上的液体导引通道386、气体导引通道387和气助通道388，可以延伸进入导引凸台376，可以在管件通道393上被盖住，且可以延伸不完全穿过导引凸台376。虽然图3到图5中所示的实施例包括5个上述流体通道，但杆370可以包括任何数目的流体通道。在一个实施例中，杆370包括用于液体或气体燃料的一个单一流体通道。
在所示实施例中，中心体372为具有圆化的矩形横截面的细长的实体。气体室371为具有室开口380和圆化的棱边的环形。在所示实施例中，气体室371的环形是中空圆柱体。室开口380是圆形开口。前唇缘394在圆柱环的前盖/基座处从圆柱环朝向气体室开口380的中心延伸，后唇缘395在圆柱环的后盖处从圆柱环朝向室开口380的中心延伸。在其他实施例中，中心体372、气体室371和室开口380可以具有其他形状和横截面。
在所示实施例中，导引体374从中心体372向外延伸，形成T形横截面。导引体374具有绕行进入中心体372内的椭圆形。支柱382也包括椭圆形。在其他实施例中，导引体374和支柱382可以具有其他形状和横截面。一些实施例可不包括导引体374；支柱382可以从中心体372直接延伸。
参考图5，中心体372和气体室371的长度或厚度相对于气体室371的圆柱形形状的轴向可以相同或类似。中心体372和气体室371也可以相对于气体室371的轴向而对齐。导引体374和导引漏斗373相对于气体室371的轴向可以具有相同或相似的长度，且可以相对于同一轴向而对齐。
在所示实施例中，杆370是单一的一体件，其包括中心体372、导引体374、支柱382、气体室371、导引漏斗373、凸缘375、导引凸台376以及燃料凸台377。一些实施例可能不包括导引体374、导引漏斗373、导引凸台376或燃料凸台377。
再参考图2，旋流器组件351可以被气体室371环绕并被安装在气体室371内。旋流器组件可以紧靠着导引漏斗373。包括气体室371的杆370和具有包括旋流器组件351的匹配件的导引漏斗373之间的连接可以使流体从杆370流出时保持流体分离，且只允许流体在流体注射点处进行混合。
图6是图2-图5所示杆370的制造中所用的锻造的工件360的透视图。图7是锻造的工件360的另一个透视图。锻造的工件(“工件”)360包括顶盘365、本体362以及下盘361。顶盘365是圆柱形形状。顶盘365可以包括锥形部分367，其中顶盘365的一部分的半径减小，类似于截头圆锥。
本体362从顶盘365的圆柱形形状的盖子处延伸。本体362可以是立方体，其延伸方向与作为其延伸源头的盖子垂直。在一个实施例中，立方体的棱边被圆化。下盘361位于本体362附近，处于顶盘365的远侧。下盘361是圆柱形形状。下盘361以与顶盘365横交或交叉的方式定向。下盘361的厚度可以与本体362的厚度相同或相似。在一个实施例中，下盘361的圆柱形形状的边缘被圆化。本体362的一侧可以与下盘361的盖子对齐，以形成工件正面368。本体362的相对侧可以与下盘361的相对盖子对齐，以形成工件背面369。
工件360也可以包括顶部凸起366、圆柱形凸起363以及本体凸起364。顶部凸起366沿与本体362相反的方向从顶盘365延伸出去。在所示实施例中，顶部凸起366是具有延伸的半圆形横截面的实体。在其他实施例中，顶部凸起366可以是圆柱体、立方体或其他实体形状。顶部凸起366的边缘和拐角可以被圆化。顶部凸起366可以偏离顶盘365的中央。
圆柱形凸起363沿具有圆柱形形状的下盘361的轴向方向从下盘361延伸。圆柱形凸起363可以从工件背面369延伸。圆柱形凸起363具有比下盘361更小的半径。圆柱形凸起363的轴线可以与下盘361的轴线对齐。圆柱形凸起363的边缘以及圆柱形凸起363与下盘361之间的拐角可以被圆化。
本体凸起364从本体362延伸出去。本体凸起364可以从工件背面369延伸。本体凸起364的一部分可以从下盘361延伸出去。本体凸起364可以沿顶盘365的径向方向延伸，并且可以沿顶盘365的轴向方向延伸出去以与顶部凸起366对齐。本体凸起364可以从顶盘365延续到圆柱形凸起363。圆柱形凸起363可以是立方体、三棱柱或者具有延伸的半圆或椭圆截面的实体。
上述部件(或其子部件)中的一种或多种可以由不锈钢和/或被称为“超级合金”的耐久高温材料制成。超级合金或高性能合金是在高温下表现出优良机械强度和耐蠕变性、良好表面稳定性以及耐腐蚀性和抗氧化性的合金。超级合金可以包括诸如哈斯特镍(HASTELLOY)合金、铬镍铁(INCONEL)合金、耐高热镍基(WASPALOY)合金、RENE合金、哈氏(HAYNES)合金、镍铬铁(INCOLOY)合金、MP98T合金、TMS合金以及CMSX单晶合金等材料。在一个实施例中，杆370由低碳不锈钢(例如316L)制成。
工业实用性
燃气涡轮发动机可以适用于任何数量的工业应用，例如油气行业(包括油和天然气的传输、收集、储存、抽取以及升举)、发电行业、热电联供、航空以及其他交通行业的各个方面。
参考图1，气体(典型为空气10)作为“工作流体”进入入口110，并且被压缩机200压缩。在压缩机200中，工作流体在环形流动路径115中被一系列的压缩机盘组件220压缩。特别地，空气10被压缩到多个编号的“级”内，所述级与每个压缩机盘组件220相关联。例如，“第4级空气”可以与从入口110朝向排气装置500的下游的或“向后”方向的第4个压缩机盘组件220相关联。同样地，每个涡轮盘组件420可以与每个编号的级相关联。
一旦压缩空气10离开压缩机200，就会进入燃烧器300，其在此处分散开，并在此处加入燃料。参考图2，燃料通过连接到管件(例如管件355和356)的供应管线被供应至燃烧室。气体燃料或液体燃料被分别供应至气体主通道391或液体主通道392。燃料和空气10可以在旋流器组件351内旋转/混合，然后进入圆筒352内，该圆筒将空气10和燃料的混合料注入燃烧室390内。空气10和燃料的混合料在燃烧室390内燃烧。通过一系列涡轮盘组件420的每一级，经由涡轮机400从燃烧反应中吸取能量。然后，排气90可以在排气扩压器520中扩散、被收集并被再次引导。排气90通过排气收集器550离开系统，并可以进一步被处理(例如减少有害排放物，和/或从排气90中回收热)。
喷射器350，尤其是喷射器杆，制造起来可能很复杂且成本高。喷射器杆可以包括多个部分，例如气体室、杆棒、多个棒管以及凸缘。独立的喷射器杆零件通常可以在数个钎焊周期中被钎焊在一起。喷射器杆零件之间的这些接触部可能受到独立零件的热生长的影响。
杆370经锻造和机械加工，并将喷射器杆的各种零件整合成单件，这可以降低复杂性和制造成本。杆370可以不需要任何钎焊并可以减少喷射器350的总装配时间。杆370的单件可以减少热生长的影响。
图8是用于制造图2至图5所示杆370的方法的流程图。参照图6和图7，该方法包括：在步骤810中，将工件360锻造成包括顶盘365、本体362以及下盘361。在一些实施例中，步骤810还包括将工件360锻造成包括顶部凸起366、圆柱形凸起363以及本体凸起364。
参照图3、图4、图6和图7，步骤810之后接着是在步骤820中将顶盘365机械加工成凸缘375。步骤820可以包括机械加工凸缘375周围的安装孔384和机械加工手柄孔385。在图3和图4中所示的实施例中，凸缘375包括八个安装孔384和四个手柄孔385。
步骤810之后接着是在步骤830中将下盘361机械加工成气体室371。步骤830可以包括通过去除材料来形成室开口380，进而形成气体室371的环形。步骤830还可以包括形成前唇缘394和后唇缘395。
步骤810之后还接着有在步骤840中机械加工一个或多个穿过凸缘375、本体362或中心体372以及气体室371的一部分直至室开口380的流体通道。在图3和图4中所示的实施例中，机械加工的通道包括气体主通道391和液体主通道392。气体导引、液体导引和气助通道也可以被包括在内。
步骤810之后可以接着是将本体362机械加工成中心体372。在一些实施例中，可以将本体362锻造成中心体372的形状；在这些实施例中，可无需机械加工便可形成中心体372的形状。
步骤810之后还可以接着是将顶部凸起366机械加工成导引凸台376、将圆柱形凸起363机械加工成导引漏斗373以及将本体凸起364机械加工成导引体374。将顶部凸起366机械加工成导引凸台376的步骤可以包括机械加工导引凸台376的圆柱形形状和机械加工穿过导引凸台376的液体导引通道386、气体导引通道387以及气助通道388。管件通道393也可以被机械加工成导引凸台376并被连接至通道中的一个。
将圆柱形凸起363机械加工成导引漏斗373的步骤可以包括机械加工导引漏斗373的圆柱形形状和机械加工导引开口381。导引开口381可以延伸入导引漏斗373直至液体导引通道386、气体导引通道387以及气助通道388与导引漏斗373连接的地方。
将本体凸起364机械加工成导引体374的步骤可以包括将导引体374机械加工成具有椭圆形横截面的绕行进入中心体372的立方体形状内的实体、机械加工延伸入室开口380的支柱382以及机械加工支柱开口383。将本体凸起364机械加工成导引体374的步骤还可以包括机械加工穿过导引体374至导引开口381的液体导引通道386、气体导引通道387和气助通道388。
可以通过例如精锻造或模锻造的锻造过程来锻造工件360。可以通过例如CNC车削(CNC车床)、手动车削(普通车床)、CNC 3轴铣削、5轴铣削、铣车床机械加工和放电机械加工(EDM)的机械加工过程来将工件360机械加工成杆370。
应当理解的是，除非另有说明，本文中所公开的步骤(或其部分)可以以给出的顺序执行或以给出的顺序以外的顺序执行。例如，将顶盘365机械加工成凸缘375的步骤可以在将下盘361机械加工成气体室371的步骤之前或之后执行。
前面的详细描述本质上仅仅是示例性的，并非意图限制本发明或本发明的应用和用途。所描述的实施例并不限于与特定类型的燃气涡轮发动机结合使用。因此，虽然本发明为了说明方便而描绘和描述了特定的燃料喷射器和燃料喷射器杆，但是应当领会的是，根据本发明的燃料喷射器和燃料喷射器杆可以以各种其他配置来实施，可以与各种其他类型的燃气涡轮发动机一起使用，并且可以用于其他类型的机器。此外，无意受到在前面背景技术或详细描述中存在的任何原理的限制。还应当理解的是，附图可以包括夸大尺寸，目的是为了更好地说明所示的涉及项，而不是为了限制，除非特别说明是为了限制。

Claims (9)

1.一种锻造的和机械加工的燃气涡轮发动机(100)的燃料喷射器杆(370)，包括：
凸缘(375)，其具有多个安装孔(384)和一个手柄孔(385)，所述凸缘(375)为具有基底和与所述基底垂直的轴线的圆柱形形状；
中心体(372)，其沿着所述凸缘(375)的轴向从所述凸缘(375)的基底延伸出，所述中心体(372)为具有圆角矩形横截面的实心形状；
气体室(371)，其连接至处于所述凸缘(375)远侧的所述中心体(372)，所述气体室(371)为具有以与所述凸缘轴交叉的方式定向的轴线的中空圆柱体形状，所述气体室中空圆柱体形状的中空部分为室开口(380)；
导引体(374)，其沿着所述凸缘(375)的径向从所述中心体(372)延伸出，其中，所述中心体(372)和所述导引体(374)形成T形横截面；
导引漏斗(373)，其连接至所述导引体(374)，所述导引漏斗(373)为具有轴线的中空圆柱体形状，并且在所述导引漏斗(373)的轴线与所述气体室(371)的轴线径向对准的情况下，所述导引漏斗(373)沿着所述气体室(371)的轴向偏离所述气体室(371)，所述导引漏斗中空圆柱体形状的中空部分为导引开口(381)；
气体主通道(391)，其延伸穿过所述凸缘(375)、中心体(372)和所述气体室(371)的一部分，所述气体主通道(391)与所述室开口(380)流体连通；
液体主通道(392)，其延伸穿过所述凸缘(375)、中心体(372)和所述气体室(371)的一部分，所述液体主通道(392)与所述室开口(380)流体连通并且与所述气体主通道(391)相邻；
气体导引通道(387)，其延伸穿过所述凸缘(375)、所述导引体(374)和所述导引漏斗(373)的一部分，所述气体导引通道(387)与所述导引开口(381)流体连通；和
液体导引通道(386)，其延伸穿过所述凸缘(375)、所述导引体(374)和所述导引漏斗(373)的一部分，所述液体导引通道(386)与所述导引开口(381)流体连通并且与所述气体导引通道(387)相邻；
其中，所述凸缘(375)、所述中心体(372)、所述气体室(371)、所述导引体(374)和所述导引漏斗(373)由单一工件锻造和机械加工而成。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射器杆(370)，还包括：
导引凸台(376)，其沿着与所述中心体(372)相反的方向从所述凸缘(375)延伸出，其中，所述气体导引通道(387)和所述液体导引通道(386)延伸到所述导引凸台(376)中。
3.根据权利要求1或2所述的燃料喷射器杆(370)，还包括：
气助通道(388)，其延伸穿过所述凸缘(375)、所述导引体(374)和所述导引漏斗(373)的一部分，所述气助通道(388)与所述导引开口(381)流体连通并且与所述液体导引通道(386)相邻。
4.根据权利要求1或2所述的燃料喷射器杆(370)，其中，所述导引体(374)包括环行进入所述中心体(372)内的椭圆形横截面。
5.根据权利要求1或2所述的燃料喷射器杆(370)，其中，所述气体室(371)为中空圆形圆柱体并且包括沿所述气体室(371)的径向从所述中空圆形圆柱体的基底朝向所述中空圆形圆柱体的中心延伸的前唇缘(394)和沿所述气体室(371)的径向从所述中空圆形圆柱体的第二基底朝向所述中空圆形圆柱体的中心延伸的后唇缘(395)。
6.根据权利要求1或2中所述的燃料喷射器杆(370)，其中，所述气体室(371)具有在其轴向上与所述中心体(372)的厚度匹配并对齐的轴向厚度，并且所述导引漏斗(373)具有在其轴向上与所述导引体(374)的厚度匹配并对齐的轴向厚度。
7.一种燃料喷射器(350)，其包括以上权利要求中任一项所述的燃料喷射器杆(370)，还包括：
旋流器组件(351)，其联接至所述气体室(371)并与流体通道流体连通；
圆筒，其联接至所述旋流器组件，且所述圆筒包括圆筒端；
管件，其联接至所述凸缘，所述管件与所述气体主通道(391)和所述液体主通道(392)流体连通；以及
手柄(354)，其在所述手柄孔(385)处与凸缘(375)相联接。
8.一种用于制造燃气涡轮发动机的燃料喷射器杆(370)的方法，所述方法包括：
将材料锻造成工件(360)，所述工件(360)具有：
顶盘(365)，其包括圆柱形形状的顶盘(365)；
本体(362)，其从所述顶盘(365)的基底延伸出的本体(362)，所述本体(362)包括立方体形状；
下盘(361)，其连接至所述本体(362)，位于所述顶盘(365)的远侧，所述下盘(361)包括以与所述顶盘(365)横交的方式定向的圆柱形形状，
沿与所述本体(362)相反的方向从所述顶盘(365)延伸的顶部凸起(366)，
沿所述顶盘(365)的径向从所述本体(362)延伸的本体凸起(364)，所述本体(362)与所述本体凸起(364)形成T形横截面，和
从所述下盘(361)沿其轴向延伸的圆柱形凸起(363)，所述圆柱形凸起(363)包括半径小于所述下盘(361)的半径的圆柱形形状，并且所述圆柱形凸起(363)的轴线与所述下盘(361)的轴线径向对齐；
将所述顶盘(365)机械加工成具有多个安装孔(384)和一个手柄孔(385)的凸缘(375)；
将所述下盘(361)机械加工成具有环形的气体室(371)，其中，沿着所述气体室(371)的轴向方向，所述气体室(371)的厚度与所述本体(362)的厚度一致且对齐，并且将所述下盘机械加工成气体室(371)包括除去材料以形成室开口(380)；
将所述顶部凸起(366)机械加工成具有圆柱形形状的导引凸台(376)；
将所述本体凸起(364)机械加工成导引体(374)，所述导引体(374)从由所述本体(362)机械加工而成的中心体(372)延伸出，形成T形横截面；以及
将所述圆柱形凸起(363)机械加工成导引漏斗(373)，所述导引漏斗(373)具有中空圆筒形状，其中，所述中空圆筒的所述中空部分为导引开口(381)；以及
机械加工穿过所述凸缘(375)、所述本体(362)以及所述气体室(371)的一部分直至所述室开口(380)的流体通道，其中，所述流体通道与所述室开口(380)流体连通。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述中心体(372)呈具有圆角矩形横截面的实心形状。
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