CN113898420A - 一种压气机静子内环及其静子结构 - Google Patents

一种压气机静子内环及其静子结构 Download PDF

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张岩
印雪梅
蒋琇琇
张强
杨吉星
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/042—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators

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Abstract

本申请涉及一种压气机静子内环结构，包括：静子内环，由多个环段对接而成；每个环段两端的端面上具有连接槽；其中，两个相邻环段相对的连接槽，在静子内环前缘部位或后缘部位形成开口；多个连接板，每个连接板呈弧形，对应在两个相邻环段间设置，一端插入一个对应环段朝向其的连接槽中，另一端插入另一个对应环段朝向其的连接槽中。此外，涉及一种压气机静子结构，包括：静子机匣；上述的压气机静子内环结构，其中，静子内环及其连接板在静子机匣内设置；多个静子叶片，沿周向分布在静子机匣、静子内环之间；每个静子叶片的叶尖部位连接在静子机匣的内壁，叶根部位连接在静子内环的外壁。

Description

一种压气机静子内环及其静子结构
技术领域
本申请属于压气机静子结构设计技术领域，具体涉及一种压气机静子内环及其静子结构。
背景技术
航空发动机中压气机静子结构主要包括静子机匣、静子内环、多个静子叶片，其中，静子内环在静子机匣内设置；各个静子叶片沿周向分布在静子机匣、静子内环之间，每个静子叶片的叶尖部位连接在静子机匣内壁，叶根部位连接在静子内环外壁。
为了便于加工、装配，设计静子内环由多个环段对接而成，该种技术方案存在以下缺陷：
1)各个环段之间不可避免的存在缝隙，压气机流道内的气体易从缝隙部位发生泄漏，影响压气机的工作效率，限制压气机整体性能的提高；
2)由多个环段对接而成静子内环刚性较差，压气机工作时，承受较大的载荷易发生较大变形，致使连接在其上的静子叶片，与前后级转子叶片间发生片碰摩，且各个环段之间易发生剧烈振动，致使与静子叶片的连接部位发生萌生裂纹，甚至于发生断裂，导致灾难性事故。
鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。
需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本申请的目的是提供一种压气机静子内环及其静子结构，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。
本申请的技术方案是：
一方面提供一种压气机静子内环结构，包括：
静子内环，由多个环段对接而成；每个环段两端的端面上具有连接槽；其中，两个相邻环段相对的连接槽，在静子内环前缘部位或后缘部位形成开口；
多个连接板，每个连接板呈弧形，对应在两个相邻环段间设置，一端插入一个对应环段朝向其的连接槽中，另一端插入另一个对应环段朝向其的连接槽中。
根据本申请的至少一个实施例，上述的压气机静子内环连接结构中，各个连接板的宽度为静子内环宽度的2/3～3/5。
根据本申请的至少一个实施例，上述的压气机静子内环连接结构中，两个开口部位灌注密封胶。
根据本申请的至少一个实施例，上述的压气机静子内环连接结构中，两个开口部位的侧壁面具有多个卡槽。
根据本申请的至少一个实施例，上述的压气机静子内环连接结构中，各个连接板以钣金充压成型。
另方面提供一种压气机静子结构，包括：
静子机匣；
任一上述的压气机静子内环结构，其中，静子内环及其连接板在静子机匣内设置；
多个静子叶片沿周向分布在静子机匣、静子内环之间；每个静子叶片的叶尖部位连接在静子机匣的内壁，叶根部位连接在静子内环的外壁。
本申请至少具有以下有益技术效果：
一方面提供一种压气机静子内环结构，其中相互对接构成静子内环的环段之间，通过插入环段端面上连接槽的连接板连接，连接板的存在可遮挡相邻环段之间的缝隙，以此能够降低压气机流道内气体的泄露面积，可有效减少压气机流道内气体从各个环段之间缝隙处的泄露，进而可保证压气机的工作效率，提高压气机的整体性能。
此外，上述的压气机静子内环结构中，设计相互对接构成静子内环的环段之间，通过连接板连接结合成为一个整体，可有效约束各个环段之间相对的轴向、周向运动，使静子内环整体的刚性得到增强，避免在承受较大载荷时发生较大变形，使连接在其上的静子叶片，与前后级转子叶片间发生片碰摩，且可避免出现单个的环段承受较少能量即发生振动的情形，具有较好的抗振能力，使发生有害振动风险降低。
另一方面提供一种压气机静子结构，其中包括上述的压气机静子内环结构，其技术效果也可参考压气机静子内环结构相关部分的技术效果，在此不再赘述。
附图说明
图1是本申请实施例提供的压气机静子结构的局部剖视图；
图2是图1的A向视图；
其中：
1-静子内环；2-连接板；3-静子机匣；4-静子叶片。
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；此外，附图用于示例性说明，其中描述位置关系的用语仅限于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
为使本申请的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本申请的部分实施例，其仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。
此外，除非另有定义，本申请描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本申请描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本申请的限制。本申请描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本申请描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本申请描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。
下面结合附图1至图2对本申请做进一步详细说明。
一方面提供一种压气机静子内环结构，包括：
静子内环1，由多个环段对接而成；每个环段两端的端面上具有连接槽；其中，两个相邻环段相对的连接槽，在静子内环1前缘部位或后缘部位形成开口；
多个连接板2，每个连接板2呈弧形，对应在两个相邻环段间设置，一端插入一个对应环段朝向其的连接槽中，另一端插入另一个对应环段朝向其的连接槽中。
对于上述实施例公开的压气机静子内环结构，领域内技术人员可以理解的是，其中相互对接构成静子内环1的环段之间，通过插入环段端面上连接槽的连接板2连接，连接板2的存在可遮挡相邻环段之间的缝隙，以此能够降低压气机流道内气体的泄露面积，可有效减少压气机流道内气体从各个环段之间缝隙处的泄露，进而可保证压气机的工作效率，提高压气机的整体性能。
对于上述实施例公开的压气机静子内环结构，领域内技术人员还可以理解的是，其设计相互对接构成静子内环1的环段之间，通过连接板2连接结合成为一个整体，可有效约束各个环段之间相对的轴向、周向运动，使静子内环1整体的刚性得到增强，避免在承受较大载荷时发生较大变形，使连接在其上的静子叶片4，与前后级转子叶片间发生片碰摩，此外，由于相互对接构成静子内环1的环段之间，通过连接板2连接结合成为一个整体，不会出现单个的环段承受较少能量即发生振动的情形，需较大的能量方能够引起剧烈振动，具有较好的抗振能力，使发生有害振动风险降低，保护与静子叶片4的连接部位不发生断裂。
对于上述实施例公开的压气机静子内环结构，领域内技术人员还可以理解的是，设计两个相邻环段相对的连接槽，在静子内环1前缘部位或后缘部位形成开口，于静子结构组装时，可将最后一个连接板2的两端从开口部位插入到对应的连接槽中，以此，保证静子结构组装的能够顺利完成。
在一些可选的实施例中，上述的压气机静子内环连接结构中，各个连接板2的宽度为静子内环1宽度的2/3～3/5。
对于上述实施例公开的压气机静子内环结构，领域内技术人员可以理解的是，连接板2的宽度越宽，对各个环段之间缝隙的遮挡范围越大，对于减少压气机流道内气体从各个环段之间缝隙处泄露的作用越大，对于保证压气机的工作效率，提高压气机的整体性能的效果越显著，但考虑到需要在环段的端面上开设相应宽度的连接槽，为保护环段连接部位的强度，不宜设计连接板2的宽度过大，设计连接板2的宽度为静子内环1宽度的2/3～3/5，可兼顾以上两方面的需求，其具体宽度，可由领域内技术人员，在应用本申请公开的技术方案时，根据具体实际进行确定。
在一些可选的实施例中，上述的压气机静子内环连接结构中，两个开口部位灌注密封胶，密封胶固化后，可将两个开口部位封堵，以防止对应的连接板2从该处脱出。
在一些可选的实施例中，上述的压气机静子内环连接结构中，两个开口部位的侧壁面具有多个卡槽，在该两个开口部位中灌注密封胶时，密封胶会注入到各个卡槽中，密封胶固化后，注入各个卡槽中的部分会形成凸出部位，避免固化后的密封胶自开口中脱落，保证对开口部位的封堵。
在一些可选的实施例中，上述的压气机静子内环连接结构中，各个连接板2以钣金充压成型。
另方面提供一种压气机静子结构，包括：
静子机匣3；
任一上述的压气机静子内环结构，其中，静子内环1及其连接板2在静子机匣3内设置；
多个静子叶片4沿周向分布在静子机匣3、静子内环1之间；每个静子叶片4的叶尖部位连接在所述静子机匣(3)的内壁，叶根部位连接在所述静子内环(1)的外壁。
对于上述实施例公开的压气机静子结构，其中包括上述实施例公开的压气机静子内环结构，描述的较为简单，具体相关之处可参见压气机静子内环结构相关部分的说明即可，其技术效果也可参考压气机静子内环结构相关部分的技术效果，在此不再赘述。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种压气机静子内环结构，其特征在于，包括：
静子内环(1)，由多个环段对接而成；每个所述环段两端的端面上具有连接槽；其中，两个相邻环段相对的连接槽，在所述静子内环(1)前缘部位或后缘部位形成开口；
多个连接板(2)，每个所述连接板(2)呈弧形，对应在两个相邻环段间设置，一端插入一个对应环段朝向其的连接槽中，另一端插入另一个对应环段朝向其的连接槽中。
2.根据权利要求1所述的压气机静子内环连接结构，其特征在于，
各个所述连接板(2)的宽度为所述静子内环(1)宽度的2/3～3/5。
3.根据权利要求1所述的压气机静子内环连接结构，其特征在于，
两个开口部位灌注密封胶。
4.根据权利要求3所述的压气机静子内环连接结构，其特征在于，
两个开口部位的侧壁面具有多个卡槽。
5.根据权利要求1所述的压气机静子内环连接结构，其特征在于，
各个所述连接板(2)以钣金充压成型。
6.一种压气机静子结构，其特征在于，包括：
静子机匣(3)；
如权利要求1所述的压气机静子内环结构，其中，静子内环(1)及其连接板(2)在所述静子机匣(3)内设置；
多个静子叶片(4)沿周向分布在所述静子机匣(3)、所述静子内环(1)之间；每个所述静子叶片(4)的叶尖部位连接在所述静子机匣(3)的内壁，叶根部位连接在所述静子内环(1)的外壁。
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