基于增材制造的低压导向叶片的制作方法

1.本技术属于导向叶片技术领域，具体是基于增材制造的低压导向叶片。


背景技术：

2.导向叶片是燃气涡轮发动机中涡轮段的重要组成部件，高速旋转的导向叶片负责将高温高压的气流吸入燃烧器，以维持引擎的工作。为了能保证在高温高压的极端环境下稳定工作，导向叶片往往采用高温合金锻造，并通过内部流通的空气形成气膜来进行冷却，保证运转时的可靠性。
3.传统的低压导向叶片是通过铸造或机加工获得，制作精密的气膜孔和劈缝等结构时造型较困难，现有技术中通过增材制造的方式制作的低压导向叶片能够完成较为复杂的造型来降低制造难度，但低压导向叶片在工作时，叶片的头侧和盆侧的温度较高，背侧和尾侧的温度较低，进入低压导向叶片内腔的冷却空气不能够合理分配，导致热交换能力差，为了解决上述问题，我们提出基于增材制造的低压导向叶片。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对上述存在的问题，提出基于增材制造的低压导向叶片。
5.基于增材制造的低压导向叶片，包括套接在一起的外缘筒和内缘筒，所述外缘筒和内缘筒之间均匀一体成型有外叶片壳和内叶片壳，内叶片壳位于外叶片壳的内侧，所述内叶片壳内腔的上下两端分别贯穿外缘筒和内缘筒，内叶片壳的内腔插接装配有中心体，中心体和外缘筒远离内缘筒的一侧平齐，中心体和内缘筒远离外缘筒的一侧平齐，中心体头侧与内叶片壳内腔间的距离大于中心体尾侧与内叶片壳内腔间的距离，中心体盆侧与内叶片壳内腔间的距离大于中心体背侧与内叶片壳内腔间的距离，中心体与内叶片壳之间固定安装有支撑杆，支撑杆错位设置。
6.进一步地，所述内叶片壳的背侧、盆侧和头侧均匀开设有气膜孔，内叶片壳盆侧的气膜孔数量多于内叶片壳背侧的气膜孔数量，内叶片壳从头侧至尾侧的气膜孔直径逐渐减小。
7.进一步地，所述气膜孔的横截面为喇叭状结构，且气膜孔靠近外叶片壳的开口直径大于气膜孔靠近中心体的开口直径。
8.进一步地，所述外叶片壳的背侧和盆侧均匀开设有偏劈缝，外叶片壳盆侧的偏劈缝数量多于外叶片壳背侧的偏劈缝数量，偏劈缝的间距从外叶片壳的头侧至尾侧逐渐增大。
9.进一步地，所述偏劈缝从内至外向外叶片壳的尾侧倾斜。
10.进一步地，所述外叶片壳与内叶片壳之间均匀一体成型有导流板。
11.进一步地，所述外叶片壳的尾侧均匀开设有导出口，外叶片壳内腔的尾侧一体成型有扰流柱，扰流柱错位设置。
12.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
13.本实用新型通过中心体等结构的设置，能够合理分配进入导向叶片内腔的冷却空气，提升热交换能力，保证导向叶片的工作可靠性。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本实用新型单个导向叶片的结构示意主视图；
16.图2为本实用新型单个导向叶片的结构示意俯视图；
17.图3为本实用新型图1中a
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a向的结构示意剖视图。
18.图中：1.外缘筒、2.外叶片壳、3.偏劈缝、4.气膜孔、5.导流板、6.内叶片壳、7.扰流柱、8.导出口、9.支撑杆、10.中心体、11.内缘筒。
具体实施方式
19.以下将结合附图所示的实施方式对本实用新型进行详细描述。但该实施方式并不限制本实用新型的保护范围，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。
20.本实用新型公开了基于增材制造的低压导向叶片，参图1
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图3所示，包括套接在一起的外缘筒1和内缘筒11，外缘筒1套接在内缘筒11的外侧，外缘筒1和内缘筒11为筒状结构，外缘筒1的圆周外表面两端和内缘筒11的圆周内表面两端一体成型有连接结构，通过连接结构能够将外缘筒1和内缘筒11安装定位在涡轮发动机机匣上。
21.外缘筒1和内缘筒11之间均匀一体成型有外叶片壳2和内叶片壳6，内叶片壳6位于外叶片壳2的内侧，内叶片壳6内腔的上下两端分别贯穿外缘筒1和内缘筒11，内叶片壳6的内腔插接装配有中心体10，中心体10和外缘筒1远离内缘筒11的一侧平齐，中心体10和内缘筒11远离外缘筒1的一侧平齐，中心体10头侧与内叶片壳6内腔间的距离大于中心体10尾侧与内叶片壳6内腔间的距离，中心体10盆侧与内叶片壳6内腔间的距离大于中心体10背侧与内叶片壳6内腔间的距离，中心体10与内叶片壳6之间固定安装有支撑杆9，支撑杆9错位设置。
22.支撑杆9对中心体10起支撑固定作用，通过中心体10与内叶片壳6内腔的位置关系，在冷却空气进入内叶片壳6内腔时，对冷却空气的输入量进行分配导向，使冷却空气进入高温区的量大，进入低温区的量小，分配更合理。
23.内叶片壳6的背侧、盆侧和头侧均匀开设有气膜孔4，气膜孔4能够将内叶片壳6与中心体10之间导入的冷却空气输入外叶片壳2与内叶片壳6之间形成冷却用气膜，内叶片壳6盆侧的气膜孔4数量多于内叶片壳6背侧的气膜孔4数量，内叶片壳6从头侧至尾侧的气膜孔4直径逐渐减小，使冷却空气进入外叶片壳2头侧和盆侧的量较大，冷却空气分配更合理。
24.气膜孔4的横截面为喇叭状结构，且气膜孔4靠近外叶片壳2的开口直径大于气膜孔4靠近中心体10的开口直径，使冷却空气进入外叶片壳2与内叶片壳6之间时，分散更迅速，与外叶片壳2的接触更充分。
25.外叶片壳2的背侧和盆侧均匀开设有偏劈缝3，外叶片壳2盆侧的偏劈缝3数量多于外叶片壳2背侧的偏劈缝3数量，偏劈缝3的间距从外叶片壳2的头侧至尾侧逐渐增大，通过偏劈缝3的设置，能够将外叶片壳2高温区部分的冷却空气导出，增加高温区冷却空气的排出流量，提升换热效率，同时排出的冷却空气与外部空气汇合，具有一定的扰流处理能力。
26.偏劈缝3从内至外向外叶片壳2的尾侧倾斜，能够保证外侧热空气不会从偏劈缝3进入外叶片壳2内。
27.外叶片壳2与内叶片壳6之间均匀一体成型有导流板5，外叶片壳2的尾侧均匀开设有导出口8，通过导流板5便于提升换热能力且能够将外叶片壳2与内叶片壳6之间换热后冷却空气向外叶片壳2的尾部导出经导出口8排出，与外部的空气汇合，具有一定的扰流处理能力。
28.外叶片壳2内腔的尾侧一体成型有扰流柱7，扰流柱7错位设置，经错位的扰流柱7能够增加换热后冷却空气的排出阻力，使冷却空气与外叶片壳2的接触更充分，换热效果更好。
29.具体地，通过连接结构能够将外缘筒1和内缘筒11安装定位在涡轮发动机机匣上，涡轮发动机带动低压导向叶片转动时，冷却空气进入内叶片壳6内腔，通过中心体10与内叶片壳6内腔的位置关系，对冷却空气的输入量进行分配导向，冷却空气再经气膜孔4分配进入外叶片壳2与内叶片壳6之间形成冷却气膜进行换热，通过导流板5便于提升换热能力且能够将外叶片壳2与内叶片壳6之间换热后冷却空气向外叶片壳2的尾部导出经导出口8排出，与外部的空气汇合具有一定的扰流处理能力，同时偏劈缝3能够将外叶片壳2高温区部分的冷却空气导出，增加高温区冷却空气的排出流量，提升换热效率，排出的冷却空气与外部空气汇合具有一定的扰流处理能力。
30.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
31.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。