CN209040897U - 一种闭式径流叶轮的组合结构 - Google Patents
一种闭式径流叶轮的组合结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN209040897U CN209040897U CN201821238281.4U CN201821238281U CN209040897U CN 209040897 U CN209040897 U CN 209040897U CN 201821238281 U CN201821238281 U CN 201821238281U CN 209040897 U CN209040897 U CN 209040897U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- impeller
- section
- flow
- enclosed
- radial
- 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.)
- Active
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 2
- 210000003027 ear inner Anatomy 0.000 abstract 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种闭式径流叶轮的组合结构，针对具有狭长形流道的闭式径流叶轮，为了降低加工难度，将叶轮沿轴向分成多个叶轮段，分别对各叶轮段加工后再装配成为一个整体，为了将各叶轮段进行固定连接，可采用多种机械连接方式。在各段加工时，可以调整叶片的相对位置，或者设置大小叶片，对各叶轮段连接处部分去重可减小叶轮质量。还可以将分段叶轮加工成半闭半开的组合式叶轮，通过调整闭式段叶轮轮盖长度来调整轴向推力的大小。通过该工艺结构的应用，利用多段式工艺制造出各种复杂结构的叶轮，同时对于优化叶轮的气动性能、改善转子动力学特性、提高机组设计的自由度具有重要意义。
Description
技术领域
本实用新型属于径流式叶轮的加工成型技术领域，涉及一种闭式径流叶轮结构，具体地说是是一种具有狭长流道的闭式径流叶轮的组合结构。
背景技术
近年来，随着向心叶轮技术的不断发展，其应用领域不断被拓展，工业压缩机、小型航空发动机、汽车涡轮增压等技术中均用到了径流式叶轮。径流式叶轮具有结构紧凑、简单可靠、运行范围宽、在小流量下具有较高效率等一系列特点。径流式叶轮通常有闭式、半开式及开式三种结构，与半开式及开式结构相比，闭式结构能够有效的避免叶顶泄露，提高叶轮效率。对于小比转速的向心涡轮，其流道一般较为狭长，传统的数控加工、精密铸造、粉末冶金等技术难以对流道内部进行直接加工。由于径流式叶轮的中心孔相对较小，中间部分的加工去重变得比较困难，这导致了叶轮质量的进一步增加，影响转子动力学设计。
目前，对于闭式径流叶轮的加工主要有以下几种加工方式。第一种方式是数控机床直接加工，但是存在加工难度大的问题，而且对于大多数狭长型流道无法加工。第二种方式是叶轮和轮盘盖分开加工，然后再进行焊接组装，这种方式的叶轮加工难度低，但同时叶轮的强度也受到了很大影响。第三种方式是采用精密铸造的技术，这种技术存在着模具贵，且内部流道出现缺陷时难以修复的问题。第四种方式是采用粉末冶金技术，但是其缺点在于模具成本高，热等/冷等静压设备费用大。
分析以上技术可以看出，目前具有狭长形流道的闭式径流叶轮的加工技术存在着各种困难，因此需要一种新的方式来满足加工相对容易、精度较高、强度大等一系列要求的径流式叶轮。
实用新型内容
针对上述现有技术中所存在的加工困难等问题和不足，本实用新型旨在提供一种闭式径流叶轮的组合结构，通过叶轮周向多段式加工后再组合的方式，降低了闭式叶轮的加工难度，利用该结构可制作出多种形式的闭式叶轮，可广泛应用于工业压缩机、小型航空发动机、汽车涡轮增压等多种领域中。
本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案如下：
一种闭式径流叶轮的组合结构，所述闭式径流叶轮包括沿周向分布的多个径流叶片，相邻两所述径流叶片之间的空间形成一狭长流道，其特征在于，
所述闭式径流叶轮包括沿轴向分布的至少两个叶轮段，每一所述叶轮段均包括至少一个轴向结合端面，相邻两所述叶轮段之间通过所述轴向结合端面机械连接，且各所述叶轮段在轴向上机械连接后，相邻两所述叶轮段之间在轴向上以及在周向上均保持固定，从而形成所述闭式径流叶轮的整体，
其中，
每一所述叶轮段上均形成有多个沿周向分布的径流叶片段，各所述叶轮段在轴向上机械连接后，各所述叶轮段上的径流叶片段在周向上一一组合形成为所述闭式径流叶轮的各个径流叶片。
优选地，所述闭式径流叶轮包括沿轴向分布的第一叶轮段和第二叶轮段，分别对所述第一叶轮段和第二叶轮段直接加工后，二者装配组合成一个整体闭式径流叶轮。
优选地，各所述叶轮段的轴向结合端面之间采用周向分布的多个轴向紧固件进行连接，从而防止各所述叶轮段在装配组合后在轴向和周向上发生相对位置变化。
优选地，各所述叶轮段的中心孔均与一主轴配合，为防止各所述叶轮段轴向位移，所述主轴上设置有锁紧螺母。
进一步地，各所述叶轮段通过多边形的中心孔与主轴配合，或各所述叶轮段的中心孔通过花键或平键与主轴配合。
优选地，各所述叶轮段的轴向结合端面上加工有端面齿，各所述叶轮段通过所述端面齿进行连接，以防止各所述叶轮段周向位移。
优选地，各所述叶轮段的轴向结合端面附近设置有去重结构，以减小叶轮质量。
优选地，调整各叶轮段中叶片段的相对位置，改善时序效应，从而提高叶轮的整体性能。
优选地，在部分叶轮段设置有小叶片。
优选地，部分叶轮段加工成开式叶轮，部分叶轮段加工成闭式叶轮，各叶轮段组合成半开半闭式叶轮。通过调整闭式段叶轮轮盖长度来调整轴向推力的大小。
同现有技术相比，本实用新型的闭式径流叶轮的组合结构，其优点与有益效果为：(1)采用轴向多段连接的闭式叶轮组合结构，利用数控机床、精密铸造、粉末冶金等实现对闭式叶轮的直接加工，降低叶轮的加工难度，减少叶轮的加工周期；(2)多段连接的闭式叶轮组合结构，通过设置小叶片，从而达到改善叶轮气动性能的目的，通过调整各叶片段的相对位置，改善时序效应，从而提高叶轮的整体性能；(3)多段连接的闭式叶轮组合结构，可将各叶轮段连接处部分去重，减小叶轮质量，亦可将分段叶轮加工成半闭半开的组合式叶轮，通过调整闭式段叶轮轮盖的长度来调整轴向推力，这两种方式均可以提高设计的自由度。
附图说明
图1为采用轴向螺柱连接的闭式径流叶轮组合结构示意图；
图2为采用三角轴连接的闭式径流叶轮组合结构示意图；
图3为采用四角轴连接的闭式径流叶轮组合结构示意图；
图4为采用花键轴连接的闭式径流叶轮组合结构示意图；
图5为采用端面齿连接的闭式径流叶轮组合结构示意图；
图6为采用平键连接的闭式径流叶轮组合结构示意图；
图7为连接处部分去重的闭式径流叶轮组合结构示意图；
图8为采用小叶片的闭式径流叶轮组合结构示意图；
图9为采用开式、闭式组合的径流叶轮组合结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。
如图1～8所示，本实用新型的闭式径流叶轮的组合结构，在保证叶轮强度的基础上，为了降低闭式叶轮的加工难度，将叶轮沿轴向分成至少两个叶轮段，为了便于说明，图中显示了设置为两段，即沿轴向分成第一叶轮段1和第二叶轮段2的情形。第一叶轮段1和第二叶轮段2可使用使数控机床、精密铸造、粉末冶金等方式分别直接加工。
为了实现多段叶轮的连接，每一叶轮段1、2均包括至少一个轴向结合端面，相邻两叶轮段1、2之间通过轴向结合端面机械连接，且各叶轮段1、2在轴向上机械连接后，相邻两叶轮段1、2之间在轴向上以及在周向上均保持固定，从而形成闭式径流叶轮的整体，并且每一叶轮段1、2上均形成有多个沿周向分布的径流叶片段，各叶轮段1、2在轴向上机械连接后，各叶轮段1、2上的径流叶片段在周向上一一组合形成为闭式径流叶轮的各个径流叶片，相邻两径流叶片之间的空间形成为闭式径流叶轮的狭长形流道。
如图1～6所示，各叶轮段1、2在轴向上装配连接时，为防止周向相对位置发生改变，可采用周向上设置多个螺柱3、与中心孔配合的主轴采用三角轴4、四角轴5、花键6、端面齿7及键槽8等多种连接方式。为了防止叶轮发生周向移动，采用锁紧螺母9和主轴相连固定。
如图7所示，在保证应力要求的基础上，各叶轮段1、2的轴向结合端面附近设置有去重结构11，通过部分去重，从而实现对叶轮质量的控制。
如图8所示，各叶轮段1、2在加工时按照叶轮的周向相对位置改变后的要求进行加工，或者在轴向连接成整体时调整相对安装角而实现各段叶片周向相对位置的变化，在各段加工时可直接加工出小叶片10。
如图9所示，为了调整轴向推力，可将部分叶轮段设置成开式叶轮12，部分叶轮段设置成闭式叶轮，从而整体形成半开半闭的组合式叶轮。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的范围之内。
Claims (10)
1.一种闭式径流叶轮的组合结构，所述闭式径流叶轮包括沿周向分布的多个径流叶片，相邻两所述径流叶片之间的空间形成一狭长流道，其特征在于，
所述闭式径流叶轮包括沿轴向分布的至少两个叶轮段，每一所述叶轮段均包括至少一个轴向结合端面，相邻两所述叶轮段之间通过所述轴向结合端面机械连接，且各所述叶轮段在轴向上机械连接后，相邻两所述叶轮段之间在轴向上以及在周向上均保持固定，从而形成所述闭式径流叶轮的整体，
其中，
每一所述叶轮段上均形成有多个沿周向分布的径流叶片段，各所述叶轮段在轴向上机械连接后，各所述叶轮段上的径流叶片段在周向上一一组合形成为所述闭式径流叶轮的各个径流叶片。
2.根据权利要求1所述的闭式径流叶轮的组合结构，其特征在于，所述闭式径流叶轮包括沿轴向分布的第一叶轮段和第二叶轮段，分别对所述第一叶轮段和第二叶轮段直接加工后，二者装配组合成一个整体闭式径流叶轮。
3.根据权利要求1所述的闭式径流叶轮的组合结构，其特征在于，各所述叶轮段的轴向结合端面之间采用周向分布的多个轴向紧固件进行连接，从而防止各所述叶轮段在装配组合后在轴向和周向上发生相对位置变化。
4.根据权利要求1所述的闭式径流叶轮的组合结构，其特征在于，各所述叶轮段的中心孔均与一主轴配合，为防止各所述叶轮段轴向位移，所述主轴上设置有锁紧螺母。
5.根据权利要求4所述的闭式径流叶轮的组合结构，其特征在于，各所述叶轮段通过多边形的中心孔与主轴配合，或各所述叶轮段的中心孔通过花键或平键与主轴配合。
6.根据权利要求1所述的闭式径流叶轮的组合结构，其特征在于，各所述叶轮段的轴向结合端面上加工有端面齿，各所述叶轮段通过所述端面齿进行连接，以防止各所述叶轮段周向位移。
7.根据权利要求1所述的闭式径流叶轮的组合结构，其特征在于，各所述叶轮段的轴向结合端面附近设置有去重结构，以减小叶轮质量。
8.根据权利要求1所述的闭式径流叶轮的组合结构，其特征在于，调整各叶轮段中叶片段的相对位置，改善时序效应，从而提高叶轮的整体性能。
9.根据权利要求1所述的闭式径流叶轮的组合结构，其特征在于，在部分叶轮段设置小叶片。
10.根据权利要求1所述的闭式径流叶轮的组合结构，其特征在于，部分叶轮段加工成开式叶轮，部分叶轮段加工成闭式叶轮，各叶轮段组合成半开半闭式叶轮。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821238281.4U CN209040897U (zh) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | 一种闭式径流叶轮的组合结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821238281.4U CN209040897U (zh) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | 一种闭式径流叶轮的组合结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN209040897U true CN209040897U (zh) | 2019-06-28 |
Family
ID=67030456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201821238281.4U Active CN209040897U (zh) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | 一种闭式径流叶轮的组合结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN209040897U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111112950A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-05-08 | 浙江水利水电学院 | 一种适用于低温环境下的高速诱导轮及其制造方法 |
| CN114087025A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-25 | 新乡航空工业(集团)有限公司 | 一种叶片采用铣加工的组合式闭式叶轮及叶轮制造方法 |
-
2018
- 2018-08-02 CN CN201821238281.4U patent/CN209040897U/zh active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111112950A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-05-08 | 浙江水利水电学院 | 一种适用于低温环境下的高速诱导轮及其制造方法 |
| CN111112950B (zh) * | 2019-12-24 | 2021-01-12 | 浙江水利水电学院 | 一种适用于低温环境下的高速诱导轮及其制造方法 |
| CN114087025A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-25 | 新乡航空工业(集团)有限公司 | 一种叶片采用铣加工的组合式闭式叶轮及叶轮制造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4335997A (en) | Stress resistant hybrid radial turbine wheel | |
| CN103821568B (zh) | 喷嘴环 | |
| AU2017203126B2 (en) | Method of manufacturing a component of a rotary machine and component manufactured using said method | |
| CN209040897U (zh) | 一种闭式径流叶轮的组合结构 | |
| CA2637291A1 (en) | Guide blade segment of a gas turbine and method for its production | |
| US20190308285A1 (en) | Method For Producing A Turbomachine Impeller | |
| JP2011515608A (ja) | 排ガスターボチャージャのガイドノズルアッセンブリ、排ガスターボチャージャおよびガイドノズルアッセンブリを製作するための方法 | |
| CN105431615A (zh) | 涡轮发动机壳体及制造方法 | |
| KR20200100846A (ko) | 가스 터빈 블레이드 및 이러한 블레이드를 제조하는 방법 | |
| EP2808559A1 (de) | Strukturbaugruppe für eine Strömungsmaschine | |
| DE102009052305A1 (de) | Blisk, Gasturbine und Verfahren zur Herstellung einer derartigen Blisk | |
| EP2818724B1 (de) | Strömungsmaschine und Verfahren | |
| US3588980A (en) | Method for making a contoured article | |
| CN104726809A (zh) | 叶片的径向锻造式应变诱发半固态整体模锻工艺 | |
| CN208380978U (zh) | 一种低压压气机机匣组合件结构 | |
| RU2280767C2 (ru) | Способ изготовления рабочего колеса турбины из композиционных материалов | |
| CN103056627B (zh) | 高精度闭式叶盘成型方法 | |
| KR100946972B1 (ko) | 브이지에스 타입 터보차저에서의 가변날개의 제조방법 및가변날개 | |
| CN105312563A (zh) | 一种镍基双合金整体叶盘的制造方法 | |
| WO2014123720A1 (en) | Exhaust-gas turbocharger and method for producing a flow housing of an exhaust-gas turbocharger | |
| US9915272B2 (en) | Turbomachine blade and relative production method | |
| US10184485B2 (en) | Method of manufacturing a compressor housing | |
| GB2462275A (en) | A method of connection a turbine shaft to a rotor | |
| EP2230037A1 (en) | Method of manufacture of a dual microstructure impeller | |
| EP2808560B1 (en) | Method for manufacturing blades for axial flow compressor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231024 Address after: No. 603, Floor 6, Building 2, Yard 2, Yongjie South Road, Haidian District, Beijing 100094 Patentee after: Huake Super Energy (Beijing) Energy Technology Co.,Ltd. Address before: 100185 No. 301-63, No. 3, Building A 1, Eastern District of Qinghe Jiayuan, Haidian District, Beijing Patentee before: ZHONGCHU GUONENG (BEIJING) TECHNOLOGY Co.,Ltd. |