CN113757176B - 一种具有高包容性的增压壳体结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有高包容性的增压壳体结构,包括:叶轮、壳体、罩壳、防爆环、支承体和主轴;所述叶轮与所述主轴连接组成转子,转子经过两个轴承的支撑点装配在支承体上,所述壳体通过螺栓与所述支承体和所述罩壳相连接,所述叶轮设置在所述罩壳外侧,所述叶轮外轮毂与所述罩壳之间设有间隙,所述防爆环套在所述罩壳上,防爆环的两端夹在罩壳和壳体之间。本发明增压器结构不须进行改动,在铸造时增加钢板、防爆环,提高了增压器壳体的包容性。另外,钢板相当于冷铁,能够消除铸造疏松,提高铸造零部件的质量。
Description
技术领域
本发明涉及增压壳体领域,尤其涉及一种具有高包容性的增压壳体结构。
背景技术
由于目前增压器压比的不断提升,转速也相应提高,已达到现有材料强度的极限,为了提高增压器的安全性,以防止转子部件上的压气机叶轮和涡轮破碎时壳体能够起到一定的阻挡作用,避免伤人,对增压器壳体的包容性提出了更高的要求。
壳体包容性是指增压器转子件在旋转中发生压气机叶轮或涡轮意外破碎后壳体能够将飞出的碎块阻挡住,不会造成碎块伤人。
现有增压器壳体为铸造球铁,采用树脂砂芯铸造,壁厚在6-10mm。通过球铁材料的力学性能测试试验,冲击功只有10J左右,再由于壳体铸件较大,铸造缺陷不易控制,壳体本体的冲击韧性会更差。因此如何做好增压器包容性对于安全性至关重要。
发明内容
本发明提供一种具有高包容性的增压壳体结构,以克服增压壳体包容性差的问题。
为了实现上述目的,本发明的技术方案是:
一种具有高包容性的增压壳体结构,其特征在于,包括:叶轮、壳体、罩壳、防爆环、支承体和主轴;
所述叶轮与所述主轴连接组成转子,转子经过两个轴承的支撑点装配在支承体上,所述壳体通过螺栓与所述支承体和所述罩壳相连接,所述叶轮设置在所述罩壳外侧,所述叶轮外轮毂与所述罩壳之间设有间隙,所述防爆环套在所述罩壳上,防爆环的两端夹在罩壳和壳体之间。
进一步的,所述壳体外表面包裹钢板。
进一步的,所述罩壳和所述支承体连接法兰处设置挡边。
进一步的,还包括扩压器,所述扩压器通过所述壳体压紧在所述支承体上。
进一步的,还包括防护块,所述防护块设置在壳体外圈,且所述防护块的两端固定在所述壳体的连接法兰面上。
进一步的,所述钢板上设置定位台。
进一步的,所述壳体为蜗壳或涡轮壳。
有益效果:本发明增压器结构不须进行改动,本发明增压器结构不须进行改动,在铸造时增加钢板、防爆环,提高了增压器壳体的包容性。另外,钢板相当于冷铁,能够消除铸造疏松,提高铸造零部件的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明增压壳体结构剖面图;
图2为本发明增压壳体铸造工艺切面图;
图3为本发明增压壳体铸造工艺俯视图。
其中,1、叶轮;2、壳体;3、罩壳;4、防爆环;5、支承体;6、主轴;7、挡边;8、扩压器;9、防护块;10、钢板;11、定位台;12、工艺台;13、砂芯;14、凸台;15、法兰。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本实施例提供了一种具有高包容性的增压壳体结构,如图1-3,一种具有高包容性的增压壳体结构,其特征在于,包括:叶轮1、壳体2、罩壳3、防爆环4、支承体5和主轴6;
所述叶轮1与所述主轴6连接组成转子,转子经过两个轴承的支撑点装配在支承体5上,所述壳体2通过螺栓与所述支承体5和所述罩壳3相连接,所述叶轮1设置在所述罩壳3外侧,所述叶轮1外轮毂与所述罩壳3之间设有间隙,所述防爆环4套在所述罩壳3上,防爆环4的两端夹在罩壳3和壳体2之间。防爆环4材料为钢。防爆环4两端长度在5mm以上,防爆环4的作用是增大在叶轮罩壳后碎片冲击时传递到壳体的受力面积,提高抗冲击性。
在具体实施例中,所述壳体2外表面包裹钢板10;钢板10采用铸造冷铁,铸造冷铁一般为灰铸铁或球铁,其作用是改善局部因铁液流动性差而造成的铸造缩松等缺陷,通常是小的局部位置采用,熔点为1250℃,浇铸后与铸件融为一体。但发明中采用的为薄板不锈钢,其熔点在1450℃以上(选取不同不锈钢温度会更高),利用与铸铁的熔点温度差使其留存在铸件内部,利用其材料韧性阻挡转子件碎块。在壳体2外表面空间包裹钢板10,也可实现提高包容性,起到防止叶轮破碎碎块飞出。钢板10的厚度在5mm左右,通过沿壳体2外形折弯钢板作为主板,根据壳体2形状可分成2块以上。用钢板10上工艺台12插入到砂芯上固定,通过浇铸将钢板10的凸台14固定在壳体2上。工艺台在浇铸成型后可打磨掉。
本发明增压器结构不须进行改动,本发明增压器结构不须进行改动,在铸造时增加钢板、防爆环,提高了增压器壳体的包容性。
在具体实施例中,所述罩壳3和所述支承体5连接法兰15处设置挡边7;挡边7的作用是由于叶轮碎块飞出时作用在罩壳上的力是不均匀的,即局部某方向先受到冲击力,这样作用到壳体连接螺栓处会产生剪切力,螺栓容易断裂失效,则叶轮周围壳体零部件不能保持一个整体,包容性降低。通过该结构,使螺栓受力的方向上控制在轴向拉力,连接螺栓抗拉力大于其剪切力30%以上,从而提高壳体包容性。
在具体实施例中,还包括扩压器8,所述扩压器8通过所述壳体2压紧在所述支承体5上,经过压气机叶轮压缩的气体进一步在扩压器中压缩,提高气体密度。扩压器在防护叶轮碎块时也起到一定的阻挡作用。
在具体实施例中,还包括防护块9,所述防护块9设置在壳体2外圈,且所述防护块9的两端固定在所述壳体2的连接法兰面上,每个防护块9上每个端面至少有2个以上螺栓孔,防护块螺栓孔与罩壳3和壳体2分别对应,通过连接螺栓加紧固定,相邻防护块9之间有5mm以上重叠部分。防护块9材料为厚钢板,防护块9外圈形状可按壳体形状随形。
在具体实施例中,所述钢板10上设置定位台11。定位台2以便浇铸时铁水将大部分钢板包容在球铁内部,留有少量的定位台11在壳体2表面,可通过加工去掉。
在具体实施例中,所述壳体2为蜗壳或涡轮壳。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (3)
1.一种具有高包容性的增压壳体结构,其特征在于,包括:叶轮(1)、壳体(2)、罩壳(3)、防爆环(4)、支承体(5)和主轴(6);
所述叶轮(1)与所述主轴(6)连接组成转子,转子经过两个轴承的支撑点装配在支承体(5)上,所述壳体(2)通过螺栓与所述支承体(5)和所述罩壳(3)相连接,所述叶轮(1)设置在所述罩壳(3)外侧,所述叶轮(1)外轮毂与所述罩壳(3)之间设有间隙,所述防爆环(4)套在所述罩壳(3)上,防爆环(4)的两端夹在罩壳(3)和壳体(2)之间;所述壳体(2)外表面包裹钢板(10);所述罩壳(3)和所述支承体(5)连接法兰(15)处设置挡边(7);
还包括防护块(9),所述防护块(9)设置在壳体(2)外圈,且所述防护块(9)的两端固定在所述壳体(2)的连接法兰面上;所述钢板(10)上设置定位台(11)。
2.如权利要求1所述的一种具有高包容性的增压壳体结构,其特征在于:还包括扩压器(8),所述扩压器(8)通过所述壳体(2)压紧在所述支承体(5)上。
3.如权利要求1所述的一种具有高包容性的增压壳体结构,其特征在于:所述壳体(2)为涡轮壳。
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