CN108663188A - 一种具有隔振隔热及吸收变形功能的挠性支撑机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于空气动力学领域，提出了一种具有隔振隔热及吸收变形功能的挠性支撑机构，包括导流片、轴套筒、挠性支撑架和石棉保温层。多个挠性支撑架圆周均布于洞体内壁与外壁间，每个挠性支撑架包括绝热垫片、卡箍结构和马鞍板。各联接处应用绝热垫片，避免润滑效果不理想导致压缩机工作效率低等影响；通过卡箍结构吸收径向以及轴向的振动并隔绝振动，其内部的金属橡胶还可形成耐低温的强非线性阻尼以保证结构耐低温气体而其性能不受影响；马鞍板有效吸收变形，最大限度地降低结构热应力，保证结构不受温度变化而产生变形误差。在洞体外侧布置石棉保温层，保护整个结构。此新型挠性支撑机构将为压缩机的自主研发提供重要参考。

Description

一种具有隔振隔热及吸收变形功能的挠性支撑机构

技术领域

本发明主要应用于空气动力学研究和实验中，主要涉及大型低温风洞压缩机组第二拐角处的挠性支撑机构，除此之外，在大型鼓风机结构中与通风口处也有重要的应用。

背景技术

风洞作为能人工产生和控制气流，以模拟飞行器或物体周围气体的流动，并可量度气流对物体的作用以及观察物理现象的一种管道状实验设备，是进行空气动力实验最常用、最有效的工具。轴流压缩机作为风洞的驱动系统是影响风洞安全运行和流场性能的重要因素之一，因而压缩机的性能就显得尤为重要。但是目前国内大部分厂家都是直接高价引进国外技术，并未达到国产化。国产压缩机组的设计与制造过程中尚且存在一些问题亟待解决。

1)压缩机运行过程中使周围温度升高，高温会降低润滑油的润滑效果，加快机头摩擦；

2)当有低温气体通过压缩机时，低温条件下润滑油的粘度降低,润滑效果下降,带来的转子磨损增加,导致压缩机的效率下降；

3)压缩机组运行过程中产生的温度差会导致其因为热胀冷缩原理而产生变形；

4)压缩机组运行时产生的振动会使磨擦接触面加速磨损，缩短机器的使用寿命，同时大幅振动会增加机器的噪音，使操作人员工作条件恶化。

因此，自主发明的能够应用于风洞压缩机的挠性支撑机构对于加速大型低温风洞压缩机组的国产化进程，打破国外垄断，具有重要意义。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提出的的新型挠性支撑机构可应用于大型低温风洞压缩机组第二拐角处，且为压缩机组的一个关键部件。此新型支撑机构的功能主要体现在四个指标：(1)机构材料耐低温；(2)吸收变形；(3)隔热；(4)隔振吸振。这些功能的实现将对压缩机组的性能产生巨大的影响。

具体技术方案为：

一种具有隔振隔热及吸收变形功能的挠性支撑机构，该支撑机构包括导流片、轴套筒、挠性支撑架和石棉保温层；压缩机驱动长轴通过与轴套筒配合穿过此支撑机构；导流片挠性支撑在洞体内，当有大量低温气体通过风道时，导流片将使气流改变方向以继续前进；多个挠性支撑架圆周均布于洞体内壁与外壁间，每个挠性支撑架包括绝热垫片、卡箍结构和马鞍板；马鞍板为具有折角的板状结构，其一端固定于洞体外壁上，另一端固定于卡箍结构的衔接端；风洞运行过程中，压缩机的输入能量最终转变为热能，冷热温度差将会造成风洞结构的热胀冷缩，使风洞管体产生变形，因此设计马鞍板调整预应力有效吸收热胀冷缩引起的变形，最大限度地降低结构热应力，保证结构不受温度变化而产生变形误差。卡箍结构的两侧通过支架固定于洞体内壁上，挠性支撑架与洞体的各联接处均设置绝热垫片；所述卡箍结构其末端中空有间隙，可吸收结构径向以及轴向的振动并隔绝振动；卡箍结构的的中空内部填充金属橡胶，形成耐低温的强非线性阻尼以保证结构耐低温气体而其性能不受影响；洞体外侧布置石棉保温层。

进一步地，上述的绝热垫片的取材为耐低温、耐压、绝热的材料，以避免低温下润滑效果不理想导致压缩机工作效率低等影响。

进一步地，上述石棉保温层分别位于洞体内壁外侧和外壁外侧，双层防护，用于防止低温气体外泄造成不必要的伤害，用来保护整个结构。

本发明的有益效果：

1)绝热垫片取材特种聚四氟等耐低温材料，可以避免润滑效果不理想导致的压缩机工作效率低。

3)设计马鞍板吸收由于热胀冷缩原理而引起的结构变形，最大限度地降低结构热应力，保证结构不受温度变化而产生变形误差。

3)此支撑结构能够吸收结构径向以及轴向的振动并隔绝振动，提高了机器的使用寿命。

4)为压缩机的自主研发提供了重要参考，推动压缩机组等技术设备国产化的进程。

附图说明

图1为一种新型挠性支撑机构的设计原理图。

图2为此新型挠性支撑机构的支撑架A的局部放大图。

图3为此新型挠性支撑机构支撑架的卡箍结的局部放大图。

图中：1导流片；2轴套筒；3洞体内壁；4保温层；5马鞍板；6卡箍结构；7绝热垫片；8金属橡胶。

具体实施方式

结合附图和实施例，详细描述技术方案。

主压缩机布置于第一、二拐角段之间，压缩机驱动长轴通过与轴套筒2配合穿过此支撑结构；导流片1绕性支撑在洞体内壁上，当有大量低温气体通过风道时，导流片1将使气流改变方向以继续前进；挠性支撑架A圆周分布于洞体内壁3与外壁间，并与洞体内壁3采用螺栓联接，各联接处应用绝热垫片7，可取材特种聚四氟等耐低温材料，可以避免润滑效果不理想导致压缩机工作效率低等影响，此外，此绝热垫片7兼具耐压和绝热的功能。由于风道直径很大，当大量低温气体进入风道时将会对风道壁产生巨大的冲击，引起风道的振动，导致机器的使用寿命缩短，因此设计一种卡箍结构6吸收径向以及轴向的振动并隔绝振动，同样与洞体内壁3采用螺栓联接，其内部的金属橡胶8还可形成耐低温的强非线性阻尼以保证结构耐低温气体而其性能不受影响；风洞运行过程中，压缩机的输入能量最终转变为热能，冷热温度差将会造成风洞结构的热胀冷缩，使风洞管体产生变形，因此设计马鞍板5用以有效吸收热胀冷缩引起的变形，最大限度地降低结构热应力，保证结构不受温度变化而产生变形误差。马鞍板5下端和上端分别与卡箍结构6和洞体外壁采用螺栓联接；在洞体外侧布置大量石棉保温层4，可防止低温气体外泄造成不必要的伤害，保护整个结构。

该挠性支撑机构还可以应用于大型鼓风机结构与大型通风口处等结构。

Claims (3)

1.一种具有隔振隔热及吸收变形功能的挠性支撑机构，其特征在于，该支撑机构包括导流片、轴套筒、挠性支撑架和石棉保温层；压缩机驱动长轴通过与轴套筒配合穿过此支撑机构；导流片挠性支撑在洞体内，当有大量低温气体通过风道时，导流片将使气流改变方向以继续前进；多个挠性支撑架圆周均布于洞体内壁与外壁间，每个挠性支撑架包括绝热垫片、卡箍结构和马鞍板；马鞍板为具有折角的板状结构，其一端固定于洞体外壁上，另一端固定于卡箍结构的衔接端，卡箍结构的两侧通过支架固定于洞体内壁上，挠性支撑架与洞体的各联接处均设置绝热垫片；所述卡箍结构其末端中空有间隙，可吸收结构径向以及轴向的振动并隔绝振动；卡箍结构的的中空内部填充金属橡胶，形成耐低温的强非线性阻尼以保证结构耐低温气体而其性能不受影响；洞体外侧布置石棉保温层。

2.根据权利要求1所述的具有隔振隔热及吸收变形功能的挠性支撑机构，其特征在于，所述的绝热垫片的取材为耐低温、耐压、绝热的材料。

3.根据权利要求1或2所述的具有隔振隔热及吸收变形功能的挠性支撑机构，其特征在于，石棉保温层分别位于洞体内壁外侧和外壁外侧，双层防护，用于防止低温气体外泄造成不必要的伤害，用来保护整个结构。