一种带抽气结构的压气机轮盘的制作方法

本实用新型涉及压气机技术领域，尤其涉及一种带抽气结构的压气机轮盘。

背景技术：

现代燃气轮机涡轮叶片的工作温度已经超过了叶片材料的许用温度，因此需要从压气机某一级抽气对涡轮叶片进行冷却。传统的空气导管结构，在冷却空气进入导管和出口气流汇聚处均会产生较大的压力损失。

技术实现要素：

本实用新型为了解决在冷却空气进入导管和出口气流汇聚处产生较大的压力损失的问题，进而提供了一种带抽气结构的压气机轮盘。

实用新型技术方案：

一种带抽气结构的压气机轮盘，包括：实心压气机轮盘、空心压气机轮盘、折回式支架、笼条式阻尼管和空气导管，

所述实心压气机轮盘右端面以实心压气机轮盘轴线为中心圆周阵列布置有多个叶片，所述叶片包括长叶片和短叶片，长叶片和短叶片交替布置；

所述实心压气机轮盘右端面的轮缘处径向等距设置有多个端槽，端槽包括矩形槽和弧形槽，弧形槽一端与外界相连通，弧形槽另一端与矩形槽相连；

所述实心压气机轮盘右端面同轴心设置有安装法兰，安装法兰位于端槽与叶片之间，折回式支架安装在安装法兰上，折回式支架上安装有空气导管，空气导管内设置有笼条式阻尼管；

气流依次通过端槽、空气导管和长叶片与短叶片之间的缝隙，端槽、空气导管和长叶片与短叶片之间的缝隙构成了气流通道；

所述空心压气机轮盘通过螺栓与实心压气机轮盘右端面相连，空心压气机轮盘通过螺栓与实心压气机轮盘置于空心压气机轮盘与实心压气机轮盘之间。

进一步，所述折回式支架包括：支架本体和支架法兰，所述支架本体外壁左端设置有支架法兰，支架法兰与安装法兰配合使用，支架本体左端开有支架环形凹槽，支架本体外壁径向设置有多个圆柱内孔，圆柱内孔与支架环形凹槽连通，支架本体内壁径向设置有多个锥形内孔，锥形内孔与支架环形凹槽连通，锥形内孔与圆柱内孔位置相对应。

进一步，所述空气导管包括：锥形管和直管，直管一端设置有锥形管，锥形管外壁与锥形内孔相贴合，直管上端穿过圆柱内孔与矩形槽位置相对应，锥形管内壁与笼条式阻尼管外壁相贴合。

进一步，所述笼条式阻尼管外壁加工有阻尼锥形面，笼条式阻尼管外壁周向等距设置有多个笼条，阻尼锥形面与锥形管内壁相贴合。

进一步，所述长叶片和短叶片的径向截面梯形截面和弧形截面组合而成。

进一步，所述锥形管内外锥面的锥度为4-6度。

本实用新型对于现有技术具有以下有益效果：

本实用新型的实心压气机轮盘端面采用端槽和长短叶片结构，可以有效引导气流方向，最大程度的降低冷却流路的压力损失，同时采用了具有笼条结构的阻尼内管结构，通过笼条式阻尼内管与空气导管之间的碰撞摩擦，降低空气导管的振动水平，以及采用折回式支架，降低支架结构的刚度，减小空气导管振动的外传。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的轴侧图；

图3是折回式支架与空气导管连接关系示意图；

图4是长叶片与短叶片的安装位置示意图；

图5是空气导管的结构示意图；

图6是笼条式阻尼管的结构示意图；

图7是折回式支架的结构示意图；

图8是折回式支架的轴侧图；

图9是长叶片与短叶片的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型进行详细说明。

一种带抽气结构的压气机轮盘，包括：实心压气机轮盘1、空心压气机轮盘2、折回式支架3、笼条式阻尼管4和空气导管5，

所述实心压气机轮盘1右端面以实心压气机轮盘1轴线为中心圆周阵列布置有多个叶片，所述叶片包括长叶片13和短叶片14，长叶片13和短叶片14交替布置，其作用是使空气导管5沿径向的气流平顺过渡，并产生一定的预旋，使得各叶片出口气流方向具有一致性，减小各导管出口气流相互交汇引起的压力损失；

所述实心压气机轮盘1右端面的轮缘处径向等距设置有多个端槽11，端槽11包括矩形槽和弧形槽，弧形槽一端与外界相连通，弧形槽另一端与矩形槽相连，端槽11宽度45mm，深度50mm，弧形槽半径为45-50mm，使得气流方向平顺的过渡为径向方向，引入空气导管 5，减小压力损失；

空心压气机轮盘2中心位置设置有通孔；

所述实心压气机轮盘1右端面同轴心设置有安装法兰12，安装法兰12位于端槽11 与叶片之间，折回式支架3安装在安装法兰12上，折回式支架3上安装有空气导管5，空气导管5内设置有笼条式阻尼管4；

所述折回式支架3包括：支架本体35和支架法兰33，所述支架本体35外壁左端设置有支架法兰33，支架法兰33与安装法兰12配合使用，支架本体35左端开有支架环形凹槽34，支架本体35外壁径向设置有多个圆柱内孔31，圆柱内孔31与支架环形凹槽34 连通，支架本体35内壁径向设置有多个锥形内孔32，锥形内孔32与支架环形凹槽34连通，锥形内孔32与圆柱内孔31位置相对应；折回式支架3结构通过螺栓连接与实心压气机轮盘1的法兰结构12上。折回式支架3的U型折回式结构，能够降低支架的刚性，减小空气导管振动引起的外传力，该结构具有与锥形管51配合的锥形内孔32，锥角同样为 4-6°之间，支架结构的圆柱内孔31与空气导管之间为间隙接触，具有限幅和减振作用；

所述空气导管5包括：锥形管51和直管52，直管52一端设置有锥形管51，锥形管 51外壁与锥形内孔32相贴合，直管52上端穿过圆柱内孔31与矩形槽位置相对应，空气导管5直径为48mm，周向均布有30根，空气导管5通过折回式支架3固定于实心轮盘1 的安装法兰12上，空气导管5将由实心轮盘端槽11引入的冷却空气，沿径向引入叶片流道内，所述锥形管51内外锥面的锥度为4-6度，锥形管51与折回式支架3相应锥形内孔 32配合，在装配时施加5000N-10000N的力使得接触面之间紧固配合，该安装方式简单、可靠，便于拆卸，锥形斜面结构锥形斜面在燃气轮机工作后，空气导管通5过锥形配合面来防止在离心力作用下飞脱，该结构接触面积大，与直角形式安装边结构相比能够有效降低由于离心力和接触产生的应力集中；

所述笼条式阻尼管4外壁加工有阻尼锥形面41，笼条式阻尼管4外壁周向等距设置有多个笼条42，阻尼锥形面41与锥形管51内壁相贴合；空气导管5与笼条式阻尼管4 之间的摩擦产生阻尼作用，降低空气导管5的振动幅值，笼条式阻尼管4的直径在30-80mm 之间，周向分布的阻尼管数目在25-40之间；阻尼锥形面41和锥形管51配合，并在装配时施加4000-8000N的力，笼条式阻尼管4沿周向均匀布置有15-25个豁口结构，该结构可以通过笼条结构的局部振型，增加阻尼管4与空气导管5之间的接触阻尼效应，笼条 42应有大于0.5mm的圆角过渡。

所述实心压气机轮盘1与空心压气机轮盘2通过螺栓相连。

所述长叶片13和短叶片14的径向截面梯形截面和弧形截面组合而成，长短叶片结构能够有效的抑制冷却气流在出口的脱流和分离，降低压力损失，弧形截面的长叶片13的内弧由半径为R5＝220mm和半径为R3＝383mm的两段圆弧构成，背弧由半径为R6＝233mm和半径为R4＝370mm的两段圆弧构成；弧形截面的短叶片14的内弧由R2＝175mm的圆弧和一段直线构成，背弧由R1＝187mm的一段圆弧和一段直线构成。