CN108252955B - 压气机用管式扩压器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种压气机用管式扩压器，该压气机用管式扩压器包括圆环状的分流盘和多个具有转折处的し型扩压管；圆环状分流盘的环壁的进气侧端均匀分布多个气流通道，气流通道的进气口设置在分流盘进气侧的内环面上，出气口设置在分流盘进气侧外环面的凸台上，分流盘出气侧的外环面上均匀分布多个通气孔；通气孔与出气口之间通过设置在分流盘外侧的具有转折处的し型扩压管密封相连，以使分流盘进气侧的气流经气流通道、し型扩压管、通气孔进入分流盘出气侧，在此过程中气流经し型扩压管的转折处完成转向，速度大幅下降，以使气流的动能有效的转化为压力能。

Description

压气机用管式扩压器
技术领域
本发明涉及航空发动机技术领域，具体是一种压气机用管式扩压器。
背景技术
在航空发动机技术领域，管式扩压器用在涡轴发动机压气机作为主要流道件之一，由分流盘和扩压管组成；压气机叶轮出口的气体具有很高的速度，因此需要在叶轮出口处安装扩压器，使气体动能转化为势能，升高静压力。管式扩压器自上世纪60年代出现以来，引起了航空工程师的很大兴趣，国内外均进行了很多研究，国内外的实验结果表明，管式扩压器具有机构简单、加工方便、成本低和效率高的特点，尤其是在超音速进口的条件下，其优越性更加突出，在小型涡轮轴和涡轮风扇发动机中，管式扩压器可以减小压气机的直径，使得结构更加紧凑，大幅度减轻了压气机的重量。管式扩压器是在实心圆盘上钻削一些列孤立的圆锥-圆柱或圆锥形管道构成的。现有的管式扩压器，多采用一体铸造成型，其制造难度相当大，合格率低，成本较高。
因此提供一种结构简单、易于装配、可以有效提高制造合格率的压气机用管式扩压器是本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、易于装配、可以有效提高制造合格率的压气机用管式扩压器。
为了解决上述问题，本发明提供了一种压气机用管式扩压器，所述压气机用管式扩压器包括圆环状的分流盘和多个具有转折处的し型扩压管，该圆环状分流盘的环壁内设有挡片，以使分流盘沿其径向隔开分别构成分流盘的进气侧和出气侧；所述圆环状分流盘的环壁的进气侧端均匀分布多个与环状分流盘径向成一定夹角的具有弯曲弧度的柱状气流通道，所述气流通道的进气口设置在分流盘进气侧的内环面上；所述气流通道的出气口设置在分流盘进气侧的外环面上，所述分流盘进气侧的外环面上均匀分布与所述气流通道数量相对应的多个凸台，各气流通道的出气口设置在相应的凸台内，以使所述气流通道保持完整的形状；所述分流盘出气侧的外环面上均匀分布与所述气流通道数量相对应的多个通气孔，以使分流盘出气侧的气流可以由圆环状分流盘盘外流向盘内；所述通气孔与所述出气口之间通过设置在分流盘外侧的具有转折处的し型扩压管密封相连，以使分流盘进气侧的气流经气流通道、し型扩压管、通气孔进入分流盘出气侧，在此过程中气流经し型扩压管的转折处完成转向，速度大幅下降，以使气流的动能有效的转化为压力能。
进一步，所述し型扩压管包括与所述通气孔相连的回流段、与所述出气口相连的扩压段，所述扩压段呈圆柱形，且扩压段的内径与所述气流通道的内径相同；所述扩压段与所述回流段在し型扩压管的转折处相交，所述回流段的截面积由转折处向通气孔方向逐渐增大设置，以使气流流经扩压管时速度降低，截面积增大，单位时间内通过的气流总流量保持平衡。
进一步，相邻各进气口在所述分流盘的内环面相交设置，以使气流通道在分流盘进气侧的内环面上获得更大的截面积。
进一步，所述通气孔的外侧端设有适于所述し型扩压管的回流段端部插入的凹台，便于将し型扩压管与分流盘环壁的外侧面进行焊接固定，易于装配。
进一步，所述出气口呈沉孔式设置，便于将し型扩压管的扩压段端部插入后进行焊接固定，易于装配。
进一步，所述凸台与所述分流盘一体铸造成型，凸台的外侧端呈直四棱柱状设置，以使圆环状分流盘进气侧的外环面呈阶梯状，便于对扩压管进行焊接固定。
进一步，同一扩压管的两端连接的出气口、通气孔间隔设置，以增加扩压管的长度。
上述压气机用管式扩压器的制造方法，包括如下步骤：
A、将带有凸台的分流盘按照预设尺寸采用精密铸造工艺一体铸造成型；将扩压管按照预设尺寸采用精密铸造工艺一体铸造成型。
B、将扩压管的两端分别插入通气孔的凹台、出气口的沉孔内，并进行焊接固定；同一扩压管连接的通气孔和出气口间隔设置。
发明的技术效果：（1）本发明的压气机用管式扩压器，相对于现有技术，在分流盘进气侧的外环面上设置多个凸台，通过扩压管将分流盘的进气侧和出气侧相连，避免扩压管与外环面直接相连，降低了制造和装配难度；（2）扩压管和分流盘分别一体精铸成型，降低了铸造难度；（3）凸台呈沉孔式设置，通气孔外侧端设有凹台，便于将扩压管插入后进行密封焊接，易于装配。
附图说明
下面结合说明书附图对本发明作进一步详细说明：
图1是本发明压气机用管式扩压器的立体结构示意图；
图2是本发明压气机用管式扩压器的径向剖视图；
图3是本发明压气机用管式扩压器的立体结构示意图。
图中：分流盘1， 出气侧11，进气侧12，环壁13，し型扩压管2，回流段21，扩压段22，凸台3， 出气口4，通气孔5，凹台51，进气口6，气流通道7。
具体实施方式
实施例1
如图1至图3所示，本实施例的压气机用管式扩压器，包括圆环状的分流盘1，该圆环状分流盘1的环壁内设有挡片，以使分流盘沿其径向隔开分别构成分流盘1的进气侧12和出气侧11；圆环状分流盘1的环壁13的进气侧端均匀分布25个与环状分流盘1径向成一定夹角的具有弯曲弧度的柱状气流通道7，气流通道与环状分流盘径向的夹角可根据需求进行设置；气流通道7的进气口6设置在分流盘进气侧12的内环面上，相邻各进气口6在分流盘1的内环面相交设置，以使气流通道7在分流盘进气侧12的内环面上获得更大的截面积；气流通道的出气口4设置在分流盘进气侧12的外环面上，分流盘进气侧的外环面上均匀分布25个凸台3，各气流通道7的出气口4设置在相应的凸台3内，以使气流通道7保持完整的形状；各凸台3与分流盘1一体精密铸造成型，凸台3的外侧端呈直四棱柱状设置，以使圆环状分流盘1进气侧12的外环面呈阶梯状。分流盘出气侧11的外环面上均匀分布25个跑道型通气孔5，各通气孔5与出气口4之间通过设置在分流盘1外侧的し型扩压管2密封相连，し型扩压管2包括回流段22和扩压段21，扩压段21呈圆柱形，且扩压段21的内径与气流通道7的内径相同；扩压段21与回流段22在し型扩压管2的转折处相交，出气口4呈沉孔式设置，し型扩压管的扩压段21端部插入后进行焊接固定；通气孔5的外侧端设有凹台51，し型扩压管回流段22插入凹台51后进行焊接固定；回流段22的截面积由转折处向通气孔5方向逐渐增大设置，以使气流流经扩压管2时速度降低，截面积增大，单位时间内通过的气流总流量保持平衡。同一扩压管2的两端连接的出气口4、通气孔5间隔设置，即出气口和通气孔从相同位置起始进行编号时，第一扩压管2的两端分别与1#出气口、3#通气孔相连；第二扩压管2的两端分别与2#出气口、4#通气孔相连，以此类推（图1至图3中仅示出了1个扩压管，其余扩压管未示出），以增加扩压管2的长度。使用时扩压器进气侧的气流经气流通道7、し型扩压管2、通气孔5进入分流盘出气侧12，在此过程中气流经し型扩压管的转折处完成转向，速度大幅下降，以使气流的动能有效的转化为压力能。
上述压气机用管式扩压器的制造方法，包括如下步骤：
A、将带有凸台的分流盘按照预设尺寸采用精密铸造工艺一体铸造成型；将扩压管按照预设尺寸采用精密铸造工艺一体铸造成型。
B、将扩压管的两端分别插入通气孔的凹台、出气口的沉孔内，并进行焊接固定；同一扩压管连接的通气孔和出气口间隔设置。
本发明的压气机用管式扩压器，在分流盘进气侧的外环面上设置多个凸台，通过扩压管将分流盘的进气侧和出气侧相连，避免扩压管与外环面直接相连，降低了制造和装配难度；扩压管和分流盘分别一体精铸成型，降低了铸造难度；凸台呈沉孔式设置，通气孔外侧端设有凹台，便于将扩压管插入后进行密封焊接，易于装配。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种压气机用管式扩压器的制造方法，所述的压气机用管式扩压器包括：圆环状的分流盘（1）和多个具有转折处的し型扩压管（2），该圆环状分流盘（1）的环壁（13）内设有挡片，以使分流盘（1）沿其径向隔开分别构成分流盘（1）的进气侧（12）和出气侧（11）；其特征在于，所述圆环状分流盘（1）的环壁（13）的进气侧端均匀分布多个具有弯曲弧度的柱状气流通道（7），所述气流通道（7）的进气口（6）设置在分流盘进气侧（12）的内环面上；所述气流通道（7）的出气口（4）设置在分流盘进气侧（12）的外环面上，所述分流盘进气侧（12）的外环面上均匀分布与所述气流通道（7）数量相对应的多个凸台（3），各气流通道（7）的出气口（4）设置在相应的凸台（3）内；所述分流盘出气侧（11）的外环面上均匀分布与所述气流通道（7）数量相对应的多个通气孔（5）；所述通气孔（5）与所述出气口（4）之间通过设置在分流盘（1）外侧的具有转折处的し型扩压管（2）密封相连，以使分流盘进气侧（12）的气流经气流通道（7）、し型扩压管（2）、通气孔（5）进入分流盘出气侧（11）；
上述压气机用管式扩压器的制造方法，包括如下步骤：
A、将带有凸台的分流盘按照预设尺寸采用精密铸造工艺一体铸造成型；将扩压管按照预设尺寸采用精密铸造工艺一体铸造成型；
B、将扩压管的两端分别插入通气孔的凹台、出气口的沉孔内，并进行焊接固定；同一扩压管连接的通气孔和出气口间隔设置。
2.根据权利要求1所述的压气机用管式扩压器的制造方法，其特征在于，所述し型扩压管（2）包括与所述通气孔（5）相连的回流段（22）、与所述出气口（4）相连的扩压段（21），所述扩压段（21）呈圆柱形，且扩压段（21）的内径与所述气流通道（7）的内径相同；所述扩压段（21）与所述回流段（2）在し型扩压管（2）的转折处相交，所述回流段（22）的截面积由转折处向通气孔（5）方向逐渐增大设置。
3.根据权利要求2所述的压气机用管式扩压器的制造方法，其特征在于，所述通气孔（5）的外侧端设有适于所述し型扩压管（2）的回流段（22）端部插入的凹台（51），所述出气口（4）呈沉孔式设置。
4.根据权利要求3所述的压气机用管式扩压器的制造方法，其特征在于，所述凸台（3）与所述分流盘（1）一体铸造成型，凸台（3）的外侧端呈直四棱柱状设置，以使圆环状分流盘进气侧（12）的外环面呈阶梯状。
5.根据权利要求4所述的压气机用管式扩压器的制造方法，其特征在于，同一扩压管（2）的两端连接的出气口（4）、通气孔（5）间隔设置。
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