双级离心压气装置的制作方法

文档序号:5436614阅读:160来源:国知局
专利名称:双级离心压气装置的制作方法
技术领域
本发明涉及压气机领域,更具体地,涉及一种双级离心压气装置。
背景技术
在航空或地面燃气轮机领域,现有技术中的压气装置主要分为以下三类轴流式压气装置、单级离心式压气装置和混合式压气装置。轴流式压气装置具有增压比高、效率高、单位面积空气流量大和迎风阻力小等优点,主要应用于大、中型推力发动机。单级离心式压气装置具有结构简单、工作可靠、稳定工作范围较宽和单级增压比高等优点,主要应用于小型动力装置和飞机辅助动力装置。混合式压气装置是轴流式压气装置与单级离心式压气装置的组合形式,在体现单级增压比高的优点的同时,又避免了因叶片高度问题导致能量损耗增大的问题。然而,混合式压气装置具有以下缺点(1)混合式压气装置的零件数量多、结构复杂、制造成本高和可靠性差;(2)对叶尖间隙的敏感性要求高,制造成本高;(3)增加比仍有待提高;(4)进口级为轴流级,抗外物打伤(FOD)能力弱;(5)耗油率高;(6)失速裕度较低。

发明内容
本发明旨在提供一种双级离心压气装置,以解决现有技术的压气装置结构复杂、制造成本高、增压比低的问题。为解决上述技术问题,本发明提供了一种双级离心压气装置,包括第一级离心压气装置,第一级离心压气装置包括第一离心叶轮和第一壳体;第二级离心压气装置,第二级离心压气装置包括第二离心叶轮和第二壳体;连接轴,第一级离心压气装置与连接轴固定连接,第二级离心压气装置与连接轴活动连接;回流器,第一级离心压气装置通过回流器与第二级离心压气装置相连接。进一步地,第一离心叶轮可枢转地设置在第一壳体内;第二离心叶轮可枢转地设置在第二壳体内,且第二离心叶轮与回流器可枢转地连接。进一步地,回流器包括回流壳体和导流部,导流部设置在回流壳体的内部。进一步地,双级离心压气装置还包括中传壳体,回流器通过中传壳体与第一壳体相连接。进一步地,双级离心压气装置还包括第一进气装置,第一进气装置与第一壳体连接;第一进气装置包括第一进气机壳和第一进气导向叶片,第一进气导向叶片设置在第一进气机壳的内部,第一进气机壳与第一离心叶轮可枢转地连接。进一步地,双级离心压气装置还包括除尘装置,第一进气装置和/或第二壳体上分别安装有除尘装置。
进一步地,双级离心压气装置还包括第二进气装置,回流器通过第二进气装置与第二壳体相连接;第二进气装置包括第二进气机壳和设置在第二进气机壳内的第二进气导向叶片。
进一步地,第一级离心压气装置还包括设置在第一壳体内的第一扩压部,第二级离心压气装置还包括设置在第二壳体内的第二扩压部。进一步地,第一扩压部包括沿连接轴的径向设置的第一径向叶片和沿连接轴的轴向设置的第一轴向叶片;第二扩压部包括沿连接轴的径向设置的第二径向叶片和沿连接轴的轴向设置的第二轴向叶片。进一步地,第一离心叶轮与第二离心叶轮是铸钢闭式叶轮。本发明中的双级离心压气装置,第一级离心压气装置通过回流器与第二级离心压气装置相连接,提高了压气装置的增压比、降低了耗油量;同时,减少了压气装置的零件数量且降低了压气装置的制造成本。


构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中 图I示意性示出了本发明中的双级离心压气装置的结构示意图;图2示意性示出了本发明中的回流器的结构示意图;图3示意性示出了本发明中的安装在第一进气装置上的除尘装置的结构示意图;图4示意性示出了本发明中的安装在第二壳体上的除尘装置的结构示意图;图5示意性示出了本发明中的第一级离心压气装置的局部结构示意图;以及图6示意性示出了本发明中的第二级离心压气装置的局部结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。本发明提供了一种双级离心压气装置。如图I所示,本发明中的双级离心压气装置包括第一级离心压气装置100,第一级离心压气装置100包括第一离心叶轮110和第一壳体120 ;第二级离心压气装置200,第二级离心压气装置200包括第二离心叶轮210和第二壳体220 ;连接轴300,第一级离心压气装置100与连接轴300固定连接,第二级离心压气装置200与连接轴300活动连接;回流器400,第一级离心压气装置100通过回流器400与第二级离心压气装置200相连接。其中,连接轴300给第一级离心压气装置100提供驱动力,由第一级离心压气装置100输出的气体流入回流器400中,然后经过回流器400的导流和整流后,输送到第二级离心压气装置200被进一步增压,从而提高了离心压气装置的增压比,以完成气体的双级增压。另外,本发明中的双级离心压气装置具有零件数量少、制造成本低的特点。优选地,如图I所示,本发明的第一离心叶轮110可枢转地设置在第一壳体120内;第二离心叶轮210可枢转地设置在第二壳体220内,且第二离心叶轮210与回流器400可枢转地连接。第一离心叶轮110可枢转地设置在第一壳体120内,第一壳体120给第一离心叶轮110提供支撑力;且第一壳体120形成有用于输送第一离心叶轮110排出的气体的气流通道。第二离心叶轮210与回流器400可枢转地连接,由于回流器400与第一壳体120连接,且第一壳体120是固定的,因此通过回流器400就可以向第二离心叶轮210提供支撑力,以确定第二离心叶轮210在双级离心压气装置中的位置。第二壳体220具有用于输送第二离心叶轮210产生的气体的气流通道,由回流器400流出的气体进入第二壳体220后,由该气流通道流出。优选地,如图I和图2所示,本发明中的回流器400包括回流壳体410和导流部420,导流部420设置在回流壳体410的内部。第一级离心压气装置100的出口气体流入回流器400中,经回流器400内的导流部420的导流和整流后,将气体输出给第二级离心压气装置200的进口,从而使第一级离心压气装置100出口气体能够满足第二级离心压气装置200进口气体条件的要求。优选地,如图I所示,双级离心压气装置还包括中传壳体500,回流器400通过中传 壳体500与第一壳体120相连接。中传壳体500与回流器400的回流壳体410相配合,以形成完整的回流器400的进气通道。优选地,本发明中的双级离心压气装置还包括第一进气装置600 (请参考图1),第一进气装置600与第一壳体120连接;第一进气装置600包括第一进气机壳610和第一进气导向叶片620,第一进气导向叶片620设置在第一进气机壳610的内部,第一进气机壳610与第一离心叶轮110可枢转地连接。第一离心叶轮110支撑在第一进气机壳610上,并通过第一进气机壳610而定位。由于在第一进气装置600中设置了第一进气导向叶片620,因而进入第一进气装置600的气体在被第一进气导向叶片620导流后,进入第一离心叶轮110,以使气体满足了第一级离心压气装置100的进口条件,保证了双级离心压气装置的正常工作。优选地,如图I和图3所示,双级离心压气装置还包括除尘装置510,第一进气装置600和/或第二壳体220上分别安装有除尘装置510。除尘装置510用于清除气流通道内的积尘,从而实现了双级离心压气装置长时间工作并可良好运转的目的。请参考图3和图4,优选地,除尘装置510包括本体511、导座512、喷嘴513、压缩弹簧514和密封圈515。其中,本体511与第二壳体220相连接,以便将除尘装置510固定在中传壳体500的内部。本体511与导座512相配合形成腔体,导座512内设置有可前后移动的喷嘴513 ;喷嘴513和导座512间设置有压缩弹簧514和密封圈515。当除尘装置510的腔体内的气体压力大于第二离心叶轮210的入口处的气流通道内的气体压力时,除尘装置510的腔体内的气体推动喷嘴513向第二离心叶轮210的入口处的气流通道运动,此时压缩弹簧514被压缩,除尘装置510的腔体内的气体流入第二离心叶轮210入口处的气流通道、并带动第二离心叶轮210转动且吹去第二离心叶轮210的积尘。进一步地,通过调节提供给除尘装置510的腔体的气体压力的大小,可以改变喷嘴513伸入双级离心压装置的气流通道的位置,以充分清除通道内的积尘。优选地,本发明中的双级离心压气装置还包括第二进气装置700 (请参考图1),回流器400通过第二进气装置700与第二壳体220相连接;第二进气装置700包括第二进气机壳710和设置在第二进气装置700的第二进气机壳710内的第二进气导向叶片720。经回流器400输出的气体进入第二进气装置700,第二进气装置700内的第二进气导向叶片720,将气体进一步导流后输送给第二级离心压气装置200,使经第二进气导向叶片720作用后的气体进一步的满足第二级离心压气装置200的气体进口条件。优选地,如图I和图5所示中,第一级离心压气装置100还包括设置在第一壳体120内的第一扩压部121,第二级离心压气装置200还包括设置在第二壳体220内的第二扩压部221。第一扩压部121包括沿连接轴300的径向设置的第一径向叶片121a和沿连接轴300的轴向设置的第一轴向叶片121b ;第二扩压部221包括沿连接轴300的径向设置的第二径向叶片221a和沿连接轴300的轴向设置的第二轴向叶片221b (请参考图6)。第一离心叶轮110输出的气体首先流经第一径向叶片121a。优选地,第一径向叶片121a由多个叶片组成并通过螺栓固定在第一壳体120的内部,气体经过第一径向叶片121a时被多个叶片增速、增压后流向第一轴向叶片121b。优选地,第一轴向叶片121b由多个叶片组成并沿径向且环状的分布设置在第一壳体120的内部。气体经过第一轴向叶片121b减速增压后,流入回流器400。由第二离心叶轮210输出的气体首先流经第二径向叶片221a。优选地,第二径向叶片221a由多个叶片组成并通过螺栓固定在第二壳体220的内部,气体经过第二径向叶片221a时被多个叶片增速、增压后流向第二轴向叶片221b。优选地,第二轴向叶片221b由多 个叶片组成并沿径向且环状的分布设置在第二壳体220的内部。气体经过第二轴向叶片221b减速增压后输出,从而实现了气体在双级离心压气装置中的增压。优选地,本发明中的第一离心叶轮110与第二离心叶轮210是铸钢闭式叶轮。由于第一离心叶轮110 (闭式叶轮)与第一壳体120的间隙远小于开式叶轮与第一壳体120的间隙,且第二离心叶轮210 (闭式叶轮)与第二壳体220的间隙远小于开式叶轮与第二壳体220的间隙,所以第一离心叶轮110和第二离心叶轮210消除了因叶轮与壳体之间的径向间隙过大而引起的倒流现象,有效地减少了二次流的损失。双级离心压装置还包括多处篦齿密封环800。优选地,篦齿密封环800用在两个相配合的装置间。优选地,篦齿密封环800是设置两个相互配合的部件上的凹槽和凸槽。请参考图5和图6,本发明中,可在第一进气机壳610与第一离心叶轮110、和/或第一离心叶轮110与第一壳体120、和/或第二进气机壳710与第二离心叶轮210之间,分别设置篦齿密封环800。由于设置了篦齿密封环800,可以减少各部件间的漏气损失,从而提高了气体的工作效率。以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种双级离心压气装置,其特征在于,包括 第一级离心压气装置(100),所述第一级离心压气装置(100)包括第一离心叶轮(110)和第一壳体(120); 第二级离心压气装置(200),所述第二级离心压气装置(200)包括第二离心叶轮(210)和第二壳体(220); 连接轴(300),所述第一级离心压气装置(100)与所述连接轴(300)固定连接,所述第二级离心压气装置(200)与所述连接轴(300)活动连接; 回流器(400),所述第一级离心压气装置(100)通过所述回流器(400)与所述第二级离心压气装置(200)相连接。
2.根据权利要求I所述的双级离心压气装置,其特征在于,所述第一离心叶轮(110)可枢转地设置在所述第一壳体(120)内;所述第二离心叶轮(210)可枢转地设置在所述第二壳体(220)内,且所述第二离心叶轮(210)与所述回流器(400)可枢转地连接。
3.根据权利要求I所述的双级离心压气装置,其特征在于,所述回流器(400)包括回流壳体(410)和导流部(420),所述导流部(420)设置在所述回流壳体(410)的内部。
4.根据权利要求3所述的双级离心压气装置,其特征在于,所述双级离心压气装置还包括中传壳体(500),所述回流器(400)通过所述中传壳体(500)与所述第一壳体(120)相连接。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的双级离心压气装置,其特征在于,所述双级离心压气装置还包括第一进气装置(600),所述第一进气装置(600)与所述第一壳体(120)连接;所述第一进气装置(600)包括第一进气机壳(610)和第一进气导向叶片(620),所述第一进气导向叶片(620)设置在所述第一进气机壳(610)的内部,所述第一进气机壳(610)与所述第一离心叶轮(I 10)可枢转地连接。
6.根据权利要求5所述的双级离心压气装置,其特征在于,所述双级离心压气装置还包括除尘装置(510),所述第一进气装置(600)和/或所述第二壳体(220)上分别安装有所述除尘装置(510)。
7.根据权利要求6所述的双级离心压气装置,其特征在于,所述双级离心压气装置还包括第二进气装置(700),所述回流器(400)通过所述第二进气装置(700)与所述第二壳体(220)相连接;所述第二进气装置(700)包括第二进气机壳(710)和设置在所述第二进气机壳(710)内的第二进气导向叶片(720)。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的双级离心压气装置,其特征在于,所述第一级离心压气装置(100)还包括设置在所述第一壳体(120)内的第一扩压部(121 ),所述第二级离心压气装置(200 )还包括设置在所述第二壳体(220 )内的第二扩压部(221)。
9.根据权利要求8所述的双级离心压气装置,其特征在于,所述第一扩压部(121)包括沿所述连接轴(300)的径向设置的第一径向叶片(121a)和沿所述连接轴(300)的轴向设置的第一轴向叶片(121b);所述第二扩压部(221)包括沿所述连接轴(300)的径向设置的第二径向叶片(22Ia)和沿所述连接轴(300)的轴向设置的第二轴向叶片(221b)。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的双级离心压气装置,其特征在于,所述第一离心叶轮(110)与所述第二离心叶轮(210)是铸钢闭式叶轮。
全文摘要
本发明提供了一种双级离心压气装置。双级离心压气装置包括第一级离心压气装置,第一级离心压气装置包括第一离心叶轮和第一壳体;第二级离心压气装置,第二级离心压气装置包括第二离心叶轮和第二壳体;连接轴,第一级离心压气装置与连接轴固定连接,第二级离心压气装置与连接轴活动连接;回流器,第一级离心压气装置通过回流器与第二级离心压气装置相连接。本发明中的双级离心压气装置,第一级离心压气装置通过回流器与第二级离心压气装置相连接,提高了压气装置的增压比、降低了耗油量;同时,减少了压气装置的零件数量且降低了压气装置的制造成本。
文档编号F04D29/42GK102691666SQ201210205278
公开日2012年9月26日 申请日期2012年6月20日 优先权日2012年6月20日
发明者刘秀芳, 张亿力, 李久山, 涂孟罴, 温泉, 郭小平 申请人:湖南航翔燃气轮机有限公司
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