CN115045860A - 一种压气机扩稳增效结构 - Google Patents

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Abstract

本申请属于非变容式泵设计领域，具体涉及一种压气机扩稳增效结构，包括：多级转子轮盘，其间通过鼓筒连接，其中，位于前面级的一个鼓筒上具有引气出孔，位于后面级的一个鼓筒上具有引气进孔；多级转子叶片，与各级转子轮盘一一对应，每级转子叶片连接在对应级的转子轮盘上；多级静子内环，与各级鼓筒一一对应，每级静子内环套接在对应级的鼓筒上；多级静子叶片，与各级静子内环一一对应，每级静子叶片连接在对应级的静子内环上；其中，对应于具有引气出孔的鼓筒的一级静子叶片，为空腔结构，该级静子叶片根部具有吹气进孔，侧壁具有吹气出孔。

Description

一种压气机扩稳增效结构
技术领域
本申请属于非变容式泵设计领域，具体涉及一种压气机扩稳增效结构。
背景技术
航空发动机压气机中，各级静子叶片及其转子叶片相间设置，用以对气流进行逐级整流、增压。
高负荷压气机中，存在强逆压梯度，易使相应部位处静子叶片、转子叶片上的附面层发生分离，产生回流，致使压气机效率降低，以及减小了压气机的稳定裕度，限制压气机整体性能的提高。
为了保证压气机效率及其稳定裕度，当前，多是将强逆压梯度处静子叶片、转子叶片上的附面层进行抽吸，该种技术方案，可有效避免强逆压梯度处静子叶片、转子叶片上的附面层发生分离，避免产生回流，保证压气机的效率及其稳定裕度，但需要设置额外的抽吸装置及其复杂的引气结构，在实际应用时困难。
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扩稳增效结构，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：
一种压气机扩稳增效结构，包括：
多级转子轮盘，其间通过鼓筒连接，其中，位于前面级的一个鼓筒上具有引气出孔，位于后面级的一个鼓筒上具有引气进孔；
多级转子叶片，与各级转子轮盘一一对应，每级转子叶片连接在对应级的转子轮盘上；
多级静子内环，与各级鼓筒一一对应，每级静子内环套接在对应级的鼓筒上；
多级静子叶片，与各级静子内环一一对应，每级静子叶片连接在对应级的静子内环上；其中，
对应于具有引气出孔的鼓筒的一级静子叶片，为空腔结构，该级静子叶片根部具有吹气进孔，侧壁具有吹气出孔。
根据本申请的至少一个实施例，上述的压气机扩稳增效结构中，具有引气出孔的鼓筒位于第一级转子轮盘、第二级转子轮盘之间，或者，位于第二级转子轮盘、第三级转子轮盘之间；
具有引气进孔的鼓筒位于最末级转子轮盘、次末级转子轮盘之间，或者，位于次末级转子轮盘、次次末级转子轮盘之间。
根据本申请的至少一个实施例，上述的压气机扩稳增效结构中，引气进孔位于对应级静子叶片的前缘部位。
根据本申请的至少一个实施例，上述的压气机扩稳增效结构中，各个吹气出孔位于对应静子叶片的叶背部位，靠近对应静子叶片后缘。
根据本申请的至少一个实施例，上述的压气机扩稳增效结构中，各级静子内环与对应级鼓筒间通过蜂窝篦齿封严；
压气机扩稳增效结构还包括：
支撑环，套设在具有引气出孔的鼓筒外周，与该鼓筒间通过蜂窝篦齿封严，连接在对应级静子叶片的下缘，与该级静子叶片及其相应的静子内环、鼓筒间形成有吹气进气腔；吹气进气腔连通引气出孔、吹气进孔。
根据本申请的至少一个实施例，上述的压气机扩稳增效结构中，具有引气出孔的鼓筒分为两段；
压气机扩稳增效结构还包括：
支撑盘，连接在两段鼓筒之间，与支撑环间通过蜂窝篦齿封严。
根据本申请的至少一个实施例，上述的压气机扩稳增效结构中，还包括：
封严环，其侧壁具有穿孔，在具有引气进孔的鼓筒内设置，连接在对应的两级转子轮盘之间，与该两级转子轮盘及其相应的鼓筒之间形成有引气进气腔；
引气管，一端穿过穿孔伸入到引气进气腔内，另一端弯折经多级转子轮盘的盘心自引气出孔伸出。
根据本申请的至少一个实施例，上述的压气机扩稳增效结构中，封严环与对应的两级转子轮盘之间通过止口定位。
根据本申请的至少一个实施例，上述的压气机扩稳增效结构中，引气管及其相应的引气出孔、穿孔有多个，沿压气机周向分布。
根据本申请的至少一个实施例，上述的压气机扩稳增效结构中，引气进孔有多个，沿压气机周向分布。
本申请至少存在以下有益技术效果：
提供一种压气机扩稳增效结构，可压气机工作时，使后面级的高压气流可部分自引气进孔引出，经多级转子轮盘的盘心引至前面级，自引气出孔流出，经吹气进孔进入对应前面级静子叶片的空腔内，由吹气出孔吹出，可将该级静子叶片的附面层吹离开，并使该处气压相应增大，避免产生回流，从而保证压气机的效率及其稳定裕度，且不需要设置额外其他装置及其复杂的引气结构，便于在实际中的应用。
附图说明
图1是本申请实施例提供的压气机扩稳增效结构的示意图；
图2是本申请实施例提供的应静子叶片的截面示意图；
其中：
1-转子轮盘；2-鼓筒；3-转子叶片；4-静子内环；5-静子叶片；6-支撑环；7-支撑盘；8-封严环；9-引气管。
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，附图仅用于示例性说明，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。
高负荷压气机气动方案设计时，多通过调整反力度，控制转子叶片的负荷，将级压升负荷转移到静子叶片上，且为了便于对后面级流场进行控制，在级负荷分配方面，后面级负荷轻，前面级负荷重，致使强逆压梯度多是发生在前面级静子叶片，基于此，本申请实施例提供一种压气机扩稳增效结构，包括：
多级转子轮盘1，其间通过鼓筒2连接，其中，位于前面级的一个鼓筒2上具有引气出孔，位于后面级的一个鼓筒2上具有引气进孔；
多级转子叶片3，与各级转子轮盘1一一对应，每级转子叶片3连接在对应级的转子轮盘1上；
多级静子内环4，与各级鼓筒2一一对应，每级静子内环4套接在对应级的鼓筒2上；
多级静子叶片5，与各级静子内环4一一对应，每级静子叶片5连接在对应级的静子内环4上；其中，
对应于具有引气出孔的鼓筒2的一级静子叶片5，为空腔结构，该级静子叶片5根部具有吹气进孔，侧壁具有吹气出孔。
对于上述实施例公开的压气机扩稳增效结构，领域内技术人员可以理解的是，压气机工作时，后面级的高压气流可部分自引气进孔引出，经多级转子轮盘1的盘心引至前面级，自引气出孔流出，经吹气进孔进入对应前面级静子叶片5的空腔内，由吹气出孔吹出，可将该级静子叶片5的附面层吹离开，并使该处气压相应增大，避免产生回流，从而保证压气机的效率及其稳定裕度，且不需要设置额外其他装置及其复杂的引气结构，便于在实际中的应用。
在一些可选的实施例中，上述的压气机扩稳增效结构中，具有引气出孔的鼓筒2位于第一级转子轮盘1、第二级转子轮盘1之间，或者，位于第二级转子轮盘1、第三级转子轮盘1之间，相应的是级负荷较重的第一级第二级静子叶片5或第二级静子叶片5为空腔结构，根部具有吹气进孔，侧壁具有吹气出孔；
具有引气进孔的鼓筒2位于最末级转子轮盘1、次末级转子轮盘1之间，或者，位于次末级转子轮盘1、次次末级转子轮盘1之间，以使引出的气流具有足够的压力，保证对前面级静子叶片5附面层的有效吹离，使气压相应增大，避免产生回流，保证压气机的效率及其稳定裕度。
由于压气机中静子叶片5的可用攻角范围，大于转子叶片的可用攻角范围，在一些可选的实施例中，上述的压气机扩稳增效结构中，引气进孔位于对应级静子叶片5的前缘部位，即是处在对应级转子叶片3的后缘部位，以避免对压气机的稳定性造成影响。
在一些可选的实施例中，上述的压气机扩稳增效结构中，各个吹气出孔位于对应静子叶片5的叶背部位，靠近对应静子叶片5后缘，每个静子叶片5上的吹气出孔可以有多个，具体数量、大小及其分布位置，可由相关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，以能够高效的吹离静子叶片5的附面层，使气压相应增大，避免产生回流，保证压气机的效率及其稳定裕度为目的，在此不再做更细致的说明。
在一些可选的实施例中，上述的压气机扩稳增效结构中，各级静子内环4与对应级鼓筒2间通过蜂窝篦齿封严；
压气机扩稳增效结构还包括：
支撑环6，套设在具有引气出孔的鼓筒2外周，与该鼓筒2间通过蜂窝篦齿封严，连接在对应级静子叶片5的下缘，与该级静子叶片5及其相应的静子内环4、鼓筒2间形成有吹气进气腔；吹气进气腔连通引气出孔、吹气进孔。
对于上述实施例公开的压气机扩稳增效结构，领域内技术人员可以理解的是，压气机工作时，自引气出孔流出的气流，可流入吹气进气腔，进而经吹气进孔进入对应前面级静子叶片5的空腔内，由吹气出孔吹出，以此避免发生泄漏，保证对引气的高效利用。
在一些可选的实施例中，上述的压气机扩稳增效结构中，具有引气出孔的鼓筒2分为两段；
压气机扩稳增效结构还包括：
支撑盘7，连接在两段鼓筒2之间，与支撑环6间通过蜂窝篦齿封严，以此保证该部位的封严效果，及其强度。
在一些可选的实施例中，上述的压气机扩稳增效结构中，还包括：
封严环8，其侧壁具有穿孔，在具有引气进孔的鼓筒2内设置，连接在对应的两级转子轮盘1之间，与该两级转子轮盘1及其相应的鼓筒2之间形成有引气进气腔；
引气管9，一端穿过穿孔伸入到引气进气腔内，另一端弯折经多级转子轮盘1的盘心自引气出孔伸出。
对于上述实施例公开的压气机扩稳增效结构，领域内技术人员可以理解的是，压气机工作时，自引气进孔引出的气流可进入引气进气腔内，由引气管9引流至吹气进气腔，具有较好的密封效果，可有效避免发生泄漏，且引气管9一端穿过穿孔伸入到引气进气腔内，可破坏自引气进孔引出进入引气进气腔内气流的旋流，降低压损。
在一些可选的实施例中，上述的压气机扩稳增效结构中，封严环8与对应的两级转子轮盘1之间通过止口定位。
在一些可选的实施例中，上述的压气机扩稳增效结构中，引气管9及其相应的引气出孔、穿孔有多个，沿压气机周向分布，具体数量及其分布位置，可由相关技术人员在应用本申请时，根据具体实际进行确定，在此不再做更细致的说明。
在一些可选的实施例中，上述的压气机扩稳增效结构中，引气进孔有多个，沿压气机周向分布，其具体数量及其分布位置，可由相关技术人员在应用本申请时，根据具体实际进行确定，在此不再做更细致的说明。
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 (9)

1.一种压气机扩稳增效结构，其特征在于，包括：
多级转子轮盘（1），其间通过鼓筒（2）连接，其中，位于前面级的一个所述鼓筒（2）上具有引气出孔，位于后面级的一个所述鼓筒（2）上具有引气进孔；
多级转子叶片（3），与各级所述转子轮盘（1）一一对应，每级所述转子叶片（3）连接在对应级的转子轮盘（1）上；
多级静子内环（4），与各级所述鼓筒（2）一一对应，每级所述静子内环（4）套接在对应级的鼓筒（2）上；
多级静子叶片（5），与各级所述静子内环（4）一一对应，每级所述静子叶片（5）连接在对应级的静子内环（4）上；其中，
对应于具有所述引气出孔的鼓筒（2）的一级静子叶片（5），为空腔结构，该级静子叶片（5）根部具有吹气进孔，侧壁具有吹气出孔。
2.根据权利要求1所述的压气机扩稳增效结构，其特征在于，
具有所述引气出孔的鼓筒（2）位于第一级转子轮盘（1）、第二级转子轮盘（1）之间，或者，位于第二级转子轮盘（1）、第三级转子轮盘（1）之间；
具有所述引气进孔的鼓筒（2）位于最末级转子轮盘（1）、次末级转子轮盘（1）之间，或者，位于次末级转子轮盘（1）、次次末级转子轮盘（1）之间。
3.根据权利要求1所述的压气机扩稳增效结构，其特征在于，
所述引气进孔位于对应级静子叶片（5）的前缘部位。
4.根据权利要求1所述的压气机扩稳增效结构，其特征在于，
各个吹气出孔位于对应静子叶片（5）的叶背部位，靠近对应静子叶片（5）后缘。
5.根据权利要求1所述的压气机扩稳增效结构，其特征在于，
各级静子内环（4）与对应级鼓筒（2）间通过蜂窝篦齿封严；
所述压气机扩稳增效结构还包括：
支撑环（6），套设在具有所述引气出孔的鼓筒（2）外周，与该鼓筒（2）间通过蜂窝篦齿封严，连接在对应级静子叶片（5）的下缘，与该级静子叶片（5）及其相应的静子内环（4）、鼓筒（2）间形成有吹气进气腔；所述吹气进气腔连通所述引气出孔、吹气进孔。
6.根据权利要求5所述的压气机扩稳增效结构，其特征在于，
具有所述引气出孔的鼓筒（2）分为两段；
所述压气机扩稳增效结构还包括：
支撑盘（7），连接在两段所述鼓筒（2）之间，与所述支撑环（6）间通过蜂窝篦齿封严。
7.根据权利要求1所述的压气机扩稳增效结构，其特征在于，
还包括：
封严环（8），其侧壁具有穿孔，在具有所述引气进孔的鼓筒（2）内设置，连接在对应的两级所述转子轮盘（1）之间，与该两级转子轮盘（1）及其相应的鼓筒（2）之间形成有引气进气腔；
引气管（9），一端穿过所述穿孔伸入到所述引气进气腔内，另一端弯折经多级转子轮盘（1）的盘心自所述引气出孔伸出。
8.根据权利要求7所述的压气机扩稳增效结构，其特征在于，
所述封严环（8）与对应的两级所述转子轮盘（1）之间通过止口定位。
9.根据权利要求7所述的压气机扩稳增效结构，其特征在于，
所述引气管（9）及其相应的引气出孔、穿孔有多个，沿压气机周向分布。
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