CN112539090A - 一种吊舱用升压式气浮涡轮冷却器结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及吊舱用升压式气浮涡轮冷却器技术领域，具体提供一种吊舱用升压式气浮涡轮冷却器低起浮压力结构，包括涡轮蜗壳、涡轮盘、空心轴、离心式压气机叶轮、动密封环、自锁螺母和中心拉杆、叶轮自锁螺母；起浮装置大大减小甚至消除了转子启动过程轴向力和附加摩擦力矩，从根本上降低了吊舱用升压式气浮涡轮起浮压力，与一般结构相比，具有较大优势。减低产品的起浮压力，拓宽了产品的工作压力区间，加大的产品的应用范围。减小轴向力，降低了轴承工作过程中的负载，轴承能够在最舒适的工况下工作，提升轴承使用寿命，从而提升产品可靠性。

Description

一种吊舱用升压式气浮涡轮冷却器结构
技术领域
本发明涉及吊舱用升压式气浮涡轮冷却器技术领域，具体涉及一种吊舱用升压式气浮涡轮冷却器结构。
背景技术
气浮轴承以空气等气体为润滑介质、不需要外引气、无油污染、无接触摩擦、耐高转速、寿命长、损失小，已广泛应用于涡轮冷却器。但在静止时，转子被轴承弹性箔片裹紧不能自由转动。因此，若要转子转动，首先需克服轴与轴承之间的静摩擦力矩，而若要转子起浮，启动力矩还需足够大，确保转子加速到轴承起浮转速。
对于吊舱用升压式气浮涡轮冷却器，由于气流先进入压气机端，再进入涡轮端，此种流通方式不仅要克服原始装配的轴承摩擦力矩，还需克服气流对转子的产生的轴向力，起浮压力高，有时无法满足具体产品的最小入口压力。
现有技术中，常见的升压式气浮涡轮压气机端结构参见图1，包括压气机蜗壳1、压气机叶轮2、轴3、垫圈4、自锁螺母5和拉杆6组成。压气机叶轮2 压入到轴3孔内，拉杆6穿过轴3和压气机叶轮2，自锁螺母5安装在拉杆6上，并压紧垫圈4；压气机蜗壳1通过螺钉(未画出)固定在壳体(未画出)。
由于转子静止，气流由压气机入口到涡轮出口是一个节流过程，压力逐渐降低到大气压，这导致压气机进口与涡轮出口存在压差(图2)，该压差产生一个由压气机端指向涡轮端的轴向力P1(图2)，此轴向力大，不利于产品起飞，压气机入口压力需增加到一定值(约200kPa)后，产品才能起飞；同时，加速了对轴承的磨损，极大的缩短了轴承的使用寿命。
发明内容
发明目的：提出一种吊舱用升压式气浮涡轮冷却器结构，尽量减小起飞前转子由于气动产生的轴向力，降低起浮压力，便于产品起飞，提高轴承使用寿命。
技术方案
提供一种吊舱用升压式气浮涡轮冷却器低起浮压力结构，包括涡轮蜗壳1、涡轮盘2、空心轴3、离心式压气机叶轮4、动密封环5、自锁螺母6和中心拉杆 7、叶轮自锁螺母8；
所述中心拉杆依次贯穿所述涡轮自锁螺母6、动密封环5、离心式压气机叶轮、空心轴3、涡轮盘、叶轮自锁螺母；涡轮自锁螺母6和叶轮自锁螺母均与所述中心拉杆螺纹配合，使得涡轮自锁螺母6、动密封环5、离心式压气机叶轮、空心轴3、涡轮盘和叶轮自锁螺母轴向固定为一体旋转结构，空心轴的两端分别套接在离心式压气机叶轮的轴颈与涡轮盘轴颈上，且密封配合；
所述涡轮壳形成有轴端收容槽，所述中心拉杆的一端伸入到所述轴端收容槽中，且所述动密封环5封闭所述轴端收容槽，并且与所述轴端收容槽之间形成篦赤封严；
所述离心式压气机叶轮开有轴向导通的第一导气通道，使得离心式压气机叶轮工作腔与空心轴的中空腔联通；
所述动密封环和涡轮盘均开有轴向导通的第二导气通道，使得轴端收容槽与空心轴的中空腔联通；
通过第一导气通道、空心轴的中空腔和第二导气通道，使得离心式压气机叶轮工作腔与所述轴端收容槽之间压力平衡，抵消压差形成的轴向力。
进一步的，所述动密封环与所述涡轮盘之间设置有定位结构。优选地，所述定位结构为匹配的定位销和定位盲孔，所述动密封环与所述涡轮盘之一设置定位销，另一开有定位盲孔。
进一步的，所述涡轮盘的通孔孔口宽于所述所述动密封环的通孔，使得所述涡轮盘与动密封环易于装配联通成第二导气通道。
进一步的，空心轴的与所述涡轮盘的轴颈之间为过渡配合。
进一步的，空心轴的与所述离心式压气机叶轮的轴颈之间为过渡配合。
进一步的，所述空心轴与所述离心式压气机叶轮紧固的一端设置有径向限位结构，所述径向限位结构开有通孔，所述通孔联通所述第一导气通道与中空腔。
进一步的，所述中心拉杆与所述离心式压气机叶轮之间为间隙配合。
进一步的，所述中心拉杆与所述涡轮盘之间为间隙配合。
有益效果
起浮装置大大减小甚至消除了转子启动过程轴向力和附加摩擦力矩，从根本上降低了吊舱用升压式气浮涡轮起浮压力，与一般结构相比，具有较大优势。
减低产品的起浮压力，拓宽了产品的工作压力区间，加大的产品的应用范围。
减小轴向力，降低了轴承工作过程中的负载，轴承能够在最舒适的工况下工作，提升轴承使用寿命，从而提升产品可靠性。
附图说明
图1为发明的结构示意图；
图2为图1的局部放大示意图；
图3为图1的局部放大示意图；
图4为图1的局部放大示意图；
图5为实施例2的结构示意图；
图6为实施例2的局部放大示意图；
图7为动密封环飞剖视图；
图8为动密封环的正视图；
其中：1-涡轮蜗壳、2-涡轮盘、3-空心轴、4-离心式压气机叶轮、5-动密封环、6-自锁螺母、7-中心拉杆、8-叶轮自锁螺母、A-轴端收容槽。
具体实施方式
实施例1，参见附图1-4，提供提供一种吊舱用升压式气浮涡轮冷却器低起浮压力结构，包括涡轮蜗壳1、涡轮盘2、空心轴3、离心式压气机叶轮4、动密封环5、自锁螺母6和中心拉杆7、叶轮自锁螺母8；
所述中心拉杆依次贯穿所述涡轮自锁螺母6、动密封环5、离心式压气机叶轮、空心轴3、涡轮盘、叶轮自锁螺母；涡轮自锁螺母6和叶轮自锁螺母均与所述中心拉杆螺纹配合，使得涡轮自锁螺母6、动密封环5、离心式压气机叶轮、空心轴3、涡轮盘和叶轮自锁螺母轴向固定为一体旋转结构，空心轴的两端分别套接在离心式压气机叶轮的轴颈与涡轮盘轴颈上，且密封配合；
所述涡轮壳形成有轴端收容槽，所述中心拉杆的一端伸入到所述轴端收容槽中，且所述动密封环5封闭所述轴端收容槽，并且与所述轴端收容槽之间形成篦赤封严；
所述离心式压气机叶轮开有轴向导通的第一导气通道，使得离心式压气机叶轮工作腔与空心轴的中空腔联通；
所述动密封环和涡轮盘均开有轴向导通的第二导气通道，使得轴端收容槽与空心轴的中空腔联通；
通过第一导气通道、空心轴的中空腔和第二导气通道，使得离心式压气机叶轮工作腔与所述轴端收容槽之间压力平衡，抵消压差形成的轴向力。
所述动密封环与所述涡轮盘之间设置有定位结构。优选地，所述定位结构为匹配的定位销和定位盲孔，所述动密封环与所述涡轮盘之一设置定位销，另一开有定位盲孔。
所述涡轮盘的通孔孔口宽于所述所述动密封环的通孔，使得所述涡轮盘与动密封环易于装配联通成第二导气通道。
空心轴的与所述涡轮盘的轴颈之间为过渡配合。
空心轴的与所述离心式压气机叶轮的轴颈之间为过渡配合。
所述空心轴与所述离心式压气机叶轮紧固的一端设置有径向限位结构，所述径向限位结构开有通孔，所述通孔联通所述第一导气通道与中空腔。
所述中心拉杆与所述离心式压气机叶轮之间为间隙配合。
所述中心拉杆与所述涡轮盘之间为间隙配合。
实施例2，参见附图5和6，提供一种吊舱用升压式气浮涡轮冷却器低起浮压力结构，包括涡轮蜗壳1、涡轮盘2、空心轴3、离心式压气机叶轮4、动密封环5、自锁螺母6和中心拉杆7、叶轮自锁螺母8；
所述中心拉杆依次贯穿所述涡轮自锁螺母6、动密封环5、离心式压气机叶轮、空心轴3、涡轮盘、叶轮自锁螺母；涡轮自锁螺母6和叶轮自锁螺母均与所述中心拉杆螺纹配合，使得涡轮自锁螺母6、动密封环5、离心式压气机叶轮、空心轴3、涡轮盘和叶轮自锁螺母轴向固定为一体旋转结构，空心轴的两端分别套接在离心式压气机叶轮的轴颈与涡轮盘轴颈上，且密封配合；
所述涡轮壳形成有轴端收容槽，所述中心拉杆的一端伸入到所述轴端收容槽中，且所述动密封环5封闭所述轴端收容槽，并且与所述轴端收容槽之间形成篦赤封严；
所述离心式压气机叶轮开有轴向导通的第一导气通道，使得离心式压气机叶轮工作腔与空心轴的中空腔联通；
所述动密封环和涡轮盘均开有轴向导通的第二导气通道，使得轴端收容槽与空心轴的中空腔联通；
通过第一导气通道、空心轴的中空腔和第二导气通道，使得离心式压气机叶轮工作腔与所述轴端收容槽之间压力平衡，抵消压差形成的轴向力。
所述涡轮盘的通孔孔口宽于所述动密封环的通孔，使得所述涡轮盘与动密封环易于装配联通成第二导气通道。
空心轴的与所述涡轮盘的轴颈之间为过渡配合。
空心轴的与所述离心式压气机叶轮的轴颈之间为过渡配合。
所述空心轴与所述离心式压气机叶轮紧固的一端设置有径向限位结构，所述径向限位结构开有通孔，所述通孔联通所述第一导气通道与中空腔。
所述中心拉杆与所述离心式压气机叶轮之间为间隙配合。
所述中心拉杆与所述涡轮盘之间为间隙配合。

Claims (9)

1.一种吊舱用升压式气浮涡轮冷却器低起浮压力结构，包括涡轮蜗壳1、涡轮盘(2)、空心轴(3)、离心式压气机叶轮(4)、动密封环(5)、自锁螺母(6)和中心拉杆(7)、叶轮自锁螺母(8)；
所述中心拉杆依次贯穿所述涡轮自锁螺母6、动密封环5、离心式压气机叶轮、空心轴3、涡轮盘、叶轮自锁螺母；涡轮自锁螺母6和叶轮自锁螺母均与所述中心拉杆螺纹配合，使得涡轮自锁螺母6、动密封环5、离心式压气机叶轮、空心轴3、涡轮盘和叶轮自锁螺母轴向固定为一体旋转结构，空心轴的两端分别套接在离心式压气机叶轮的轴颈与涡轮盘轴颈上，且密封配合；
所述涡轮壳形成有轴端收容槽，所述中心拉杆的一端伸入到所述轴端收容槽中，且所述动密封环5封闭所述轴端收容槽，并且与所述轴端收容槽之间形成篦赤封严；
所述离心式压气机叶轮开有轴向导通的第一导气通道，使得离心式压气机叶轮工作腔与空心轴的中空腔联通；
所述动密封环和涡轮盘均开有轴向导通的第二导气通道，使得轴端收容槽与空心轴的中空腔联通；
通过第一导气通道、空心轴的中空腔和第二导气通道，使得离心式压气机叶轮工作腔与所述轴端收容槽之间压力平衡，抵消压差形成的轴向力。
2.如权利要求1所述的一种吊舱用升压式气浮涡轮冷却器低起浮压力结构，其特征在于：所述动密封环与所述涡轮盘之间设置有定位结构。
3.如权利要求2所述的一种吊舱用升压式气浮涡轮冷却器低起浮压力结构，其特征在于：所述定位结构为匹配的定位销和定位盲孔，所述动密封环与所述涡轮盘之一设置定位销，另一开有定位盲孔。
4.如权利要求1所述的一种吊舱用升压式气浮涡轮冷却器低起浮压力结构，其特征在于：所述涡轮盘的通孔孔口宽于所述所述动密封环的通孔，使得所述涡轮盘与动密封环易于装配联通成第二导气通道。
5.如权利要求1所述的一种吊舱用升压式气浮涡轮冷却器低起浮压力结构，其特征在于：空心轴的与所述涡轮盘的轴颈之间为过渡配合。
6.如权利要求1所述的一种吊舱用升压式气浮涡轮冷却器低起浮压力结构，其特征在于：空心轴的与所述离心式压气机叶轮的轴颈之间为过渡配合。
7.如权利要求1所述的一种吊舱用升压式气浮涡轮冷却器低起浮压力结构，其特征在于：所述空心轴与所述离心式压气机叶轮紧固的一端设置有径向限位结构，所述径向限位结构开有通孔，所述通孔联通所述第一导气通道与中空腔。
8.如权利要求1所述的一种吊舱用升压式气浮涡轮冷却器低起浮压力结构，其特征在于：所述中心拉杆与所述离心式压气机叶轮之间为间隙配合。
9.如权利要求1所述的一种吊舱用升压式气浮涡轮冷却器低起浮压力结构，其特征在于：所述中心拉杆与所述涡轮盘之间为间隙配合。
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