CN114427546A - 一种可调静子叶片及机匣结构 - Google Patents

一种可调静子叶片及机匣结构 Download PDF

Info

Publication number
CN114427546A
CN114427546A CN202210070847.1A CN202210070847A CN114427546A CN 114427546 A CN114427546 A CN 114427546A CN 202210070847 A CN202210070847 A CN 202210070847A CN 114427546 A CN114427546 A CN 114427546A
Authority
CN
China
Prior art keywords
blade
section
casing
adjustable stator
rotating shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210070847.1A
Other languages
English (en)
Inventor
徐磊
纪福森
李惠莲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AECC Shenyang Engine Research Institute
Original Assignee
AECC Shenyang Engine Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AECC Shenyang Engine Research Institute filed Critical AECC Shenyang Engine Research Institute
Priority to CN202210070847.1A priority Critical patent/CN114427546A/zh
Publication of CN114427546A publication Critical patent/CN114427546A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/46—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
    • F04D29/462—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/522—Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/668—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps damping or preventing mechanical vibrations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本申请属于压气机设计领域，为一种可调静子叶片及机匣结构，包括可调静子叶片、内机匣和外机匣，通过将内机匣、外机匣与叶型支板相连，并将转轴安装至叶型支板的通孔内，外涵气流仅会与叶型支板接触，而不会与转轴接触，进行角度调节时，动力通过角度调节机构传递至转轴，转轴由于处于通孔内，仅受到角度调节机构的影响从而带动叶片本体进行转动，实现了叶片本体角度的调节和对内涵气流的整流作用，可调静子叶片的转轴与外涵气流实现隔离，消除了转轴与外涵气流的相互作用，同时避免了转轴发生的碰磨问题，可调静子叶片的机械阻力矩处于稳定状态，保证了可调静子叶片调节的精度。

Description

一种可调静子叶片及机匣结构
技术领域
本申请属于压气机设计领域，特别涉及一种可调静子叶片及机匣结构。
背景技术
随着新构型发动机的出现，发动机的气流通道数量开始增多，已经超过了常规涡扇发动机具有的双通道——外涵和内涵，例如自适应变循环发动机和串联TBCC组合动力发动机，气流通道数量多达3个。此时，具备角度调节功能的压气机可调静子叶片的叶片部分置于内涵通道中，起到整流作用，转轴部分需穿过双层机匣，置于外涵通道中，起到固定叶片和实现叶片旋转的作用，如图1所示。
由于各级压气机可调静子叶片数量较多，大量的转轴分布在外涵通道中，对外涵气流造成扰动，影响外涵流场，加大外涵气流总压损失。当外涵通道的气流来自风扇出口时，外涵气流容易对可调叶片的转轴形成激励，气流激振力通过转轴传递至叶片部分，使整个叶片产生弯曲振动和扭转振动，严重时可对静子叶片造成损伤，影响压气机甚至发动机的使用安全。
形成外涵通道的两个机匣无法组合加工，分别位于两个机匣上的用于安装可调静子叶片转轴的定位孔存在不同心的问题，影响可调静子叶片在两个机匣上的可靠装配，使可调静子叶片在工作过程中，转轴易发生偏磨问题，增加可调静子叶片的机械阻力矩，降低了可调静子叶片的调节精度。
因此，如何保证可调静子叶片的工作稳定性、减少损伤是一个需要解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供了一种可调静子叶片及机匣结构，以解决现有技术中压气机的可调静子叶片容易产生弯曲振动和扭转振动的问题。
本申请的技术方案是：一种可调静子叶片及机匣结构，包括可调静子叶片、内机匣和外机匣，所述内机匣与外机匣之间设有叶型支板，所述叶型支板的长度方向沿着外涵气流的流动方向设置，所述叶型支板与内机匣、外机匣均连接，所述可调静子叶片包括设于内机匣与外机匣之间的转轴、设于内机匣内侧的叶片本体，所述叶型支板上开设有通孔，所述转轴穿过内机匣伸入至通孔内、并从外机匣外侧伸出，所述转轴的外端连接有角度调节机构。
优选地，所述转轴为阶梯轴，所述通孔为圆柱形空心结构，所述阶梯轴包括加强段、配合段、缩径段和螺纹段，所述叶片本体的外侧设有定位凸台，所述加强段的直径大于配合段和缩径段的直径并且加强段与定位凸台相连，所述配合段的直径大于缩径段的直径，所述配合段共有两段并且一段配合段与加强段相连、另一段配合段与螺纹段相连，所述螺纹段与相邻的配合段之间设有安装平面，所述安装平面与角度调节机构相连，所述缩径段设于两段配合段之间。
优选地，所述外机匣与外侧的配合段之间设有外端衬套，所述内机匣与加强段之间设有内端衬套。
优选地，所述角度调节机构包括与安装平面相连的摇臂、连接于摇臂远离安装平面一端的联动环，所述螺纹段螺纹连接有自锁螺母，所述自锁螺母拧紧将摇臂固定。
优选地，所述叶型支板与内机匣、外机匣一体化设置。
优选地，所述叶型支板沿高度方向上的横截面呈月牙形结构，所述叶型支板沿高度方向上的各个截面上的最大厚度相同，并且任意相对设置的两组叶型支板的最大厚度均位于同一轴向位置。
本申请的一种可调静子叶片及机匣结构，包括可调静子叶片、内机匣和外机匣，通过将内机匣、外机匣与叶型支板相连，并将转轴安装至叶型支板的通孔内，外涵气流仅会与叶型支板接触，而不会与转轴接触，进行角度调节时，动力通过角度调节机构传递至转轴，转轴由于处于通孔内，仅受到角度调节机构的影响从而带动叶片本体进行转动，实现了叶片本体角度的调节和对内涵气流的整流作用，可调静子叶片的转轴与外涵气流实现隔离，消除了转轴与外涵气流的相互作用，同时避免了转轴发生的碰磨问题，可调静子叶片的机械阻力矩处于稳定状态，保证了可调静子叶片调节的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为背景技术结构示意图；
图2为本申请整体结构示意图；
图3为本申请可调静子叶片的结构示意图；
图4为本申请两组叶型支板的高度方向的剖视结构示意图。
1、外机匣；2、叶型支板；3、内机匣；4、叶片本体；5、静子内环；6、内端衬套；7、外端衬套；8、联动环；9、摇臂；10、自锁螺母；11、转轴；12、螺纹段；13、安装平面；14、配合段；15、缩径段；16、加强段；17、定位凸台；18、下轴颈。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
一种可调静子叶片及机匣结构，如图2所示，包括可调静子叶片、内机匣3和外机匣1。内机匣3和外机匣1均为整环结构并且均与压气机的轴线同轴设置，可调静子叶片穿过内机匣3和外机匣1并从外机匣1伸出。可调静子叶片的内侧设置静子内环5，静子内环5与可调静子叶片通过螺栓连接，内机匣3与静子内环5之间形成内涵通道，内机匣3与外机匣1之间形成外涵通道。
在内机匣3与外机匣1之间设有叶型支板2，压气机内可调静子叶片具有多组，每组可调静子叶片均对应一组叶型支板2。叶型支板2与内机匣3、外机匣1均固定连接，这样内机匣3、外机匣1和叶型支板2形成一个整体。叶型支板2沿着外涵通道内外涵气流的流动方向设置，可调静子叶片包括设于内机匣3与外机匣1之间的转轴11、设于内机匣3内侧的叶片本体4，叶片本体4内端设有与静子内环5相连的下轴颈18(结合图3)。叶型支板2上开设有沿着压气机轴线的径向方向设置的通孔，内机匣3和外机匣1对应通孔的位置处均开设有相互连通的安装孔，转轴11穿过内机匣3的安装孔伸入至通孔内、并伸入到内机匣3的安装孔内、而后从外机匣1外侧伸出，转轴11的外端连接有角度调节机构。
通过将内机匣3、外机匣1与叶型支板2相连，并将转轴11安装至叶型支板2的通孔内，外涵气流仅会与叶型支板2接触，而不会与转轴11接触，进行角度调节时，动力通过角度调节机构传递至转轴11，转轴11由于处于通孔内，仅受到角度调节机构的影响从而带动叶片本体4进行转动，实现了叶片本体4角度的调节和对内涵气流的整流作用，可调静子叶片的转轴11与外涵气流实现隔离，消除了转轴11与外涵气流的相互作用，转轴不会发生弯曲振动和扭转振动，同时避免了转轴11发生的碰磨问题，可调静子叶片的机械阻力矩处于稳定状态，保证了可调静子叶片调节的精度。
如图2、图3所示，优选地，转轴11为阶梯轴，通孔为圆柱形空心结构，其在各个位置处的直径保持一致，阶梯轴包括加强段16、配合段14、缩径段15和螺纹段12，叶片本体4的外侧设有定位凸台17，加强段16的直径大于配合段14和缩径段15的直径并且加强段16与定位凸台17相连，加强段16采用大直径设计起到加强转轴11与定位凸台17连接强度的作用。
配合段14的直径大于缩径段15的直径，配合段14共有两段并且一段配合段14与加强段16相连、另一段配合段14与螺纹段12相连，配合段14与通孔之间采用小间隙配合，在叶片角度调节过程中减小转轴11与通孔内壁的摩擦，同时增加转轴11的直径、增强转轴11的刚性。螺纹段12与相邻的配合段14之间设有安装平面13，安装平面13与角度调节机构相连，缩径段15设于两段配合段14之间，缩径段15能够降低转轴11的机加难度，提高其同轴度，通过将转轴11设计成阶梯轴提高了转轴11抗弯和扭转刚度以及机械加工时的同轴度。这样转轴11刚性腔、静强度高、不易发生振动危害。
优选地，外机匣1与外侧的配合段14之间设有外端衬套7，所述内机匣3与加强段16之间设有内端衬套6，内端衬套6的端部与定位凸台17相抵，内端衬套6和外端衬套7能够减小工作时的摩擦力，并进一步减小转轴11在内机匣3和外机匣1上的支撑间距，增强其刚性。
优选地，角度调节机构包括与安装平面13相连的摇臂9、连接于摇臂9远离安装平面13一端的联动环8，螺纹段12螺纹连接有自锁螺母10，自锁螺母10拧紧将摇臂9固定。工作时，动力通过联动环8传递至摇臂9，摇臂9在自锁螺母10的拧紧下固定，而后带动转轴11转动，转轴11带动叶片本体4转动实现角度的调节，工作稳定。
优选地，叶型支板2与内机匣3、外机匣1一体化设置，提高了内机匣3与外机匣1安装孔的机加精度和可调静子叶片的定位精度，减少了零件数量。
如图4所示，优选地，叶型支板2沿高度方向上的横截面呈月牙形结构，叶型支板2沿高度方向上的各个截面上的最大厚度相同，也即是两个叶型支板2的交叠位置并且任意相对设置的两组叶型支板2的最大厚度均位于同一轴向位置。通过将叶型支板2设计成月牙形结构，外涵气流在叶型支板2处流动时受到的阻力较小，同时通孔在不同的高度处具有相同的壁厚，通过将任意相对设置的两组叶型支板2的最大厚度均位于同一轴向位置，相对设置的两组叶型支板2的通孔开设在同一轴线位置，安装可靠性高，以保证压气机的整体性能。
装配时，先将内端衬套6装配于可调静子叶片的定位凸台17上，然后准轴穿过叶型支板2的通孔，依次装配外端衬套7、摇臂9、自锁螺母10后，可调静子叶片固定于内外机匣1上，最后装配静子内环5及联动环8，完成装配。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种可调静子叶片及机匣结构，其特征在于：包括可调静子叶片、内机匣(3)和外机匣(1)，所述内机匣(3)与外机匣(1)之间设有叶型支板(2)，所述叶型支板(2)的长度方向沿着外涵气流的流动方向设置，所述叶型支板(2)与内机匣(3)、外机匣(1)均固定连接，所述可调静子叶片包括设于内机匣(3)与外机匣(1)之间的转轴(11)、设于内机匣(3)内侧的叶片本体(4)，所述叶型支板(2)上开设有通孔，所述转轴(11)穿过内机匣(3)伸入至通孔内、并从外机匣(1)外侧伸出，所述转轴(11)的外端连接有角度调节机构。
2.如权利要求1所述的可调静子叶片及机匣结构，其特征在于：所述转轴(11)为阶梯轴，所述通孔为圆柱形空心结构，所述阶梯轴包括加强段(16)、配合段(14)、缩径段(15)和螺纹段(12)，所述叶片本体(4)的外侧设有定位凸台(17)，所述加强段(16)的直径大于配合段(14)和缩径段(15)的直径并且加强段(16)与定位凸台(17)相连，所述配合段(14)的直径大于缩径段(15)的直径，所述配合段(14)共有两段并且一段配合段(14)与加强段(16)相连、另一段配合段(14)与螺纹段(12)相连，所述螺纹段(12)与相邻的配合段(14)之间设有安装平面(13)，所述安装平面(13)与角度调节机构相连，所述缩径段(15)设于两段配合段(14)之间。
3.如权利要求2所述的可调静子叶片及机匣结构，其特征在于：所述外机匣(1)与外侧的配合段(14)之间设有外端衬套(7)，所述内机匣(3)与加强段(16)之间设有内端衬套(6)。
4.如权利要求2所述的可调静子叶片及机匣结构，其特征在于：所述角度调节机构包括与安装平面(13)相连的摇臂(9)、连接于摇臂(9)远离安装平面(13)一端的联动环(8)，所述螺纹段(12)螺纹连接有自锁螺母(10)，所述自锁螺母(10)拧紧将摇臂(9)固定。
5.如权利要求1所述的可调静子叶片及机匣结构，其特征在于：所述叶型支板(2)与内机匣(3)、外机匣(1)一体化设置。
6.如权利要求1所述的可调静子叶片及机匣结构，其特征在于：所述叶型支板(2)沿高度方向上的横截面呈月牙形结构，所述叶型支板(2)沿高度方向上的各个截面上的最大厚度相同，并且任意相对设置的两组叶型支板(2)的最大厚度均位于同一轴向位置。
CN202210070847.1A 2022-01-21 2022-01-21 一种可调静子叶片及机匣结构 Pending CN114427546A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210070847.1A CN114427546A (zh) 2022-01-21 2022-01-21 一种可调静子叶片及机匣结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210070847.1A CN114427546A (zh) 2022-01-21 2022-01-21 一种可调静子叶片及机匣结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114427546A true CN114427546A (zh) 2022-05-03

Family

ID=81314206

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210070847.1A Pending CN114427546A (zh) 2022-01-21 2022-01-21 一种可调静子叶片及机匣结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114427546A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114876877A (zh) * 2022-05-12 2022-08-09 中国航发四川燃气涡轮研究院 适用于多涵道风扇的静叶角度调节装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3502260A (en) * 1967-09-22 1970-03-24 Gen Electric Stator vane linkage for axial flow compressors
US5171128A (en) * 1991-01-18 1992-12-15 Twin City Fan & Blower Co. Fan wheel for a fan or blower assembly
US5338153A (en) * 1993-06-30 1994-08-16 Caterpillar Inc. Non-drip fluid circulating pump
US5672047A (en) * 1995-04-12 1997-09-30 Dresser-Rand Company Adjustable stator vanes for turbomachinery
CN101446301A (zh) * 2008-12-17 2009-06-03 中国航天科技集团公司第六研究院第十一研究所 小型高速空气涡轮泵
CN204783125U (zh) * 2015-07-07 2015-11-18 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 一种双层金属衬套
CN111692134A (zh) * 2020-06-24 2020-09-22 南昌航空大学 一种回流式压气机及其发动机
CN112539180A (zh) * 2020-11-26 2021-03-23 浙富控股集团股份有限公司 用于高温液态金属的磁力泵

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3502260A (en) * 1967-09-22 1970-03-24 Gen Electric Stator vane linkage for axial flow compressors
US5171128A (en) * 1991-01-18 1992-12-15 Twin City Fan & Blower Co. Fan wheel for a fan or blower assembly
US5338153A (en) * 1993-06-30 1994-08-16 Caterpillar Inc. Non-drip fluid circulating pump
US5672047A (en) * 1995-04-12 1997-09-30 Dresser-Rand Company Adjustable stator vanes for turbomachinery
CN101446301A (zh) * 2008-12-17 2009-06-03 中国航天科技集团公司第六研究院第十一研究所 小型高速空气涡轮泵
CN204783125U (zh) * 2015-07-07 2015-11-18 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 一种双层金属衬套
CN111692134A (zh) * 2020-06-24 2020-09-22 南昌航空大学 一种回流式压气机及其发动机
CN112539180A (zh) * 2020-11-26 2021-03-23 浙富控股集团股份有限公司 用于高温液态金属的磁力泵

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114876877A (zh) * 2022-05-12 2022-08-09 中国航发四川燃气涡轮研究院 适用于多涵道风扇的静叶角度调节装置
CN114876877B (zh) * 2022-05-12 2023-05-05 中国航发四川燃气涡轮研究院 适用于多涵道风扇的静叶角度调节装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1740522B (zh) 折转角和安装角都可变的翼面和方法
CN102834622B (zh) 涡轮发动机离心压缩机内气流的调整方法和实施所述方法的扩散器
CN112483199B (zh) 一种发动机转子过渡段弹性支承结构
CN101725568B (zh) 高速离心风机扩压导叶同步调整机构
GB2467153A (en) Variable vane assembly with unison ring of varying radial stiffness
CN114427546A (zh) 一种可调静子叶片及机匣结构
CN110439847B (zh) 离心式压缩机轴系结构和离心式压缩机
CN201144714Y (zh) 盘轴式可调容量trt
US20140064934A1 (en) Diffuser vane for a compressor device and diffuser assembly comprised thereof
CN201318287Y (zh) 一种防自转和柔性机构的无油涡旋式压缩机
CN201554699U (zh) 高速离心风机扩压导叶同步调整机构
CN114577459B (zh) 一种单级静叶调节机构动力学特性模拟试验台及试验方法
CN114278435B (zh) 压气机、燃气涡轮发动机、可调静叶组件以及装配方法
CN107701347B (zh) 灯泡贯流式水轮机组
CN114320615B (zh) 一种燃气轮机压气机可转导叶转动机构
CN2690636Y (zh) 空心主轴双吸f式离心风机
CN113883091A (zh) 一种风扇转子迎角可调的航空发动机
CN112963382A (zh) 压气机的进口导流叶片的调节精度保持结构
CN201165882Y (zh) Trt可调静叶耦合环
CN100455823C (zh) 动态调控用平衡盘平衡轴向力的多级离心泵轴向力的方法
CN111207094B (zh) 一种宽范围调节叶片角度的轴流风机
CN214221602U (zh) 一种新型工业炉专用导翼型轴流叶轮
CN114233401B (zh) 一种具有加长叶片旋转轴功能的叶片摇臂结构
CN221096942U (zh) 一种可调节柔性压气机叶片及压气机叶轮
CN219299610U (zh) 一种具备现场动平衡配平结构的轴流压缩机转子

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination