旋转叶轮机综合性能试验装置的制作方法

1.本发明涉及旋转叶轮机技术领域，具体地，涉及一种旋转叶轮机综合性能试验装置。


背景技术：

2.内流旋转叶轮机机械包括压气机和透平/涡轮等主要形式,在叶轮机机械投入使用前通常需要对其综合性能进行测试。
3.相关技术中利用综合性能试验台对叶轮机的综合性能进行测试，但是，相关技术中的性能试验台结构设计不合理，试验件轴承处于高温的排气装置/进气装置中，轴承的维护、检查与监控困难，且对该轴承的润滑和冷却难度大，导致轴承润滑和冷却系统设计复杂，可靠性不高，也存在温度较高时，无法对轴承进行有效润滑和冷却，导致试验无法开展的问题。另外，相关技术中的性能试验台通用性低，对不同尺寸的试验件可适配范围小。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
5.为此，本发明的实施例提出一种旋转叶轮机综合性能试验装置，所述旋转叶轮机综合性能试验装置对试验件轴承维护、检查与监控方便，且便于对轴承润滑和冷却，且本技术的试验装置的轴承支撑件和输气件为相互独立且可相对移动的结构件，便于装配不同尺寸的试验件，具有较高的通用性。
6.本发明实施例的旋转叶轮机综合性能试验装置包括：工作台；输气件，所述输气件可移动地设置在所述工作台上，且所述输气件具有气流腔，所述气流腔与试验件的气流通道连通；轴承支撑件，所述轴承支撑件可移动地设置在所述工作台上并位于所述输气件的一侧，试验件转轴的一端可穿过所述输气件并套设有轴承，所述轴承支撑件可支撑所述轴承。
7.本发明实施例的旋转叶轮机综合性能试验装置，轴承支撑件和输气件为两个独立的结构件，且输气件和轴承支撑件均可移动地设置在工作台上，则在针对不同型号的试验件时，输气件和轴承支撑件可适应性移动，以适应不同型号的试验件的装配，可满足不同机型的试验需求，另外，试验件转轴一端穿过输气件并支撑在轴承支撑件上，由此，相较于现有方案，本技术中试验台可以在输气件外部支撑轴承，轴承不受气流腔内高温环境的影响，降低了轴承的润滑与冷却设计难度，提高系统可靠性，证试验装置运行良好，提高试验精度，且轴承支撑在输气件的外部，便于对轴承进行维护、检查与监控。
8.在一些实施例中，所述输气件包括壳体和连接管，所述壳体与所述试验件连接，所述壳体具有所述气流腔，所述连接管连接在所述壳体上并与所述气流腔连通。
9.在一些实施例中，所述壳体为环形结构，所述试验件转轴的一端可穿过所述壳体的中心环孔并支撑在所述轴承支撑件上。
10.在一些实施例中，所述连接管为多个，多个所述连接管在所述壳体的周向上间隔
开且关于所述壳体对称布置。
11.在一些实施例中，所述壳体包括外壳和内壳，所述内壳设于所述外壳内且所述内壳具有气流腔。
12.在一些实施例中，所述外壳具有连接口，所述内壳具有与所述气流腔连通的连接管支管，所述连接管支管的部分伸入所述连接口，所述连接管连接在所述连接口处并与所述连接管支管连通。
13.在一些实施例中，所述外壳包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体可拆卸地连接。
14.在一些实施例中，所述轴承支撑件包括支撑座，所述支撑座的支撑面具有沿所述转轴的长度方向延伸的凹槽，所述轴承的至少部分配合在所述凹槽内。
15.在一些实施例中，所述轴承支撑件还包括卡板，所述卡板套设在所述轴承上，且所述卡板的部分配合在所述凹槽内并与所述支撑座连接。
16.在一些实施例中，所述卡板包括上卡板和下卡板，所述下卡板配合在所述凹槽内，所述上卡板通过穿过所述下卡板的连接件与所述支撑座连接。
17.在一些实施例中，所述支撑座包括上支撑座和下支撑座，所述上支撑座连接在所述下支撑座的上方并用于支撑所述转轴，所述下支撑座的截面积沿远离所述工作台的方向逐渐减小。
18.在一些实施例中，所述轴承支撑件还包括盖板，所述盖板与所述支撑面连接并罩设在所述卡板外侧。
附图说明
19.图1是根据本发明实施例的旋转叶轮机综合性能试验装置的结构示意图。
20.图2是根据本发明实施例的旋转叶轮机综合性能试验装置的局部结构示意图。
21.图3是根据本发明实施例的旋转叶轮机综合性能试验装置的局部结构爆炸图。
22.图4是根据本发明实施例的旋转叶轮机综合性能试验装置的壳体的结构示意图。
23.附图标记：
24.输气件1，壳体11，外壳112，上壳体1121，下壳体1122，内壳113，连接管支管114，连接管12，轴承支撑件2，支撑座21，凹槽211，上支撑座212，下支撑座213，卡板22，上卡板221，下卡板222，盖板23，试验件3，转轴31，轴承32。
具体实施方式
25.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
26.如图1-图4所示，本发明实施例的旋转叶轮机综合性能试验装置包括工作台、输气件1和轴承支撑件2。需要说明的是，旋转叶轮机机械在投入使用前，需要对其综合性能进行一个检测，即利用试验台模拟机械的运行环境，并在试运行环境下检测叶轮机的性能。
27.具体地，输气件1可移动地安装在工作台上，且输气件1具有气流腔，气流腔与试验件3的气流通道连通。需要说明的是，常见的旋转叶轮机械包括压气机或压缩机和涡轮或透平，若试验件3为压气机或压缩机，则输气件1可作为排气装置，以用于高温、高压排气，若试
验件3为涡轮或透平，则输气件1可作为进气装置，以用于高温、高压进气。
28.进一步地，轴承支撑件2位于输气件1的一侧，试验件3的转轴31的一端可穿过输气件1并套设有轴承32，轴承支撑件2可支撑轴承32。换言之，轴承支撑件2可以固定支承试验件转轴31，输气件1可以用于试验件3的进气或排气。
29.需要说明的是，相关技术中的试验台，轴承支撑在进/出气壳体内，由于进/出气壳体与气流通道连通，则气流通道内高温的气流会朝向轴承所处区域传热，导致轴承处于高温环境，难以对轴承进行有效润滑和冷却，导致试验效果不佳或试验难以展开，且位于进/出气壳体内的轴承在进行诸如维护和检查时，需要对外部壳体进行拆卸，实际操作不便。
30.本发明实施例的旋转叶轮机综合性能试验装置，轴承支撑件2和输气件1为两个独立的结构件，且输气件1和轴承支撑件2均可移动地设置在工作台上，则在针对不同型号的试验件3时，输气件1和轴承支撑件2可适应性移动，以适应不同型号的试验件3的装配，可满足不同机型的试验需求，另外，试验件转轴31一端穿过输气件1并支撑在轴承支撑件2上，由此，相较于现有方案，本技术中试验台可以在输气件外部支撑轴承32，轴承32不受气流腔内高温环境的影响，降低了轴承32的润滑与冷却设计难度，提高系统可靠性，保证试验装置运行良好，提高试验精度，且轴承32支撑在输气件1的外部，便于对轴承32进行维护、检查与监控。
31.进一步地，相关技术中的轴承位于进/出气壳体内，其周向环绕设置支撑板，轴承支撑在支撑板之间，相较于本技术，支撑板不可调节，即单一试验台仅能适配一种尺寸的轴承，相应地，其能够装配的试验件的型号范围小，而本技术的支撑座21与输气件1相互独立，根据轴承尺寸的不同，支撑座21可进行更换或调整，从而能够提高试验台的通用性。
32.进一步地，如图1-图3所示，输气件1包括壳体11和连接管12，壳体11与试验件3连接，壳体11具有气流腔，连接管12连接在壳体11上并与气流腔连通。需要说明的是，本技术的连接管12可以用于进气(试验件3为涡轮或透平)，也可以用于排气(试验件3为压气机或压缩机)，试验件3的气流流道、气流腔和连接管12可构成进/排气系统。
33.可选地，如图1-图4所示，壳体11为环形结构，转轴31的一端可穿过壳体11的中心环孔并支撑在轴承支撑件2上。具体地，转轴31与轴承支撑件2的配合端设有轴承32，轴承支撑件2可支撑轴承32，环形结构设置的壳体11，可以为转轴31的设置提供避让空间，满足试验件3在试验装置上的装配。
34.可选地，如图1所示，连接管12为多个，多个连接管12在壳体11的周向上间隔开且关于壳体11对称布置。由此，间隔并对称布置的连接管12既可以使各连接管12之间保持适当距离，以方便布局，又可以使壳体11上的载荷分布均匀，避免壳体11上产生侧向载荷及局部载荷过大，提高壳体11的结构稳定性。
35.可选地，如图2-图4所示，壳体11包括外壳112和内壳113，内壳113设于外壳112内且内壳113具有气流腔。由此，壳体11由独立的外壳112和内壳113构成，则外壳112可以选择相对强度较高的材料，以使其能够承受试验件3传递的载荷，内壳113可以进行薄壁设计，降低试验装置的成本。
36.进一步地，如图4所示，外壳112具有连接口，内壳113具有与气流腔连通的连接管支管114，连接管支管114的部分伸入连接口，连接管12连接在连接口处并与连接管支管114连通。
37.换言之，连接管12固定连接在外壳112上，且连接管12的开口位于连接口处并与连接管支管114相对并连通，则气流可沿连接管12、连接管支管114、气流腔和试验件3内的气流流道流动，连接管12连接在外壳112上，可将其载重传递至结构强度较高的外壳112上，保证各部件连接的稳定性。
38.可选地，如图3所示，外壳112包括上壳体1121和下壳体1122，上壳体1121和下壳体1122可拆卸地连接。由此，上壳体1121和下壳体1122的连接可拆除，从而便于对内壳113的更换，以使本技术的试验装置在针对不同型号的旋转叶轮机机械时，可以更换适配的内壳113，从而可以提高试验装置的通用性和适用性，满足不同尺寸大小、流量大小、压力等级的试验件3的安装和试验需求，降低试验装置未满足不同试验件验证需求进行的改造成本，例如，针对压气机或压缩机类试验件，内壳113根据试验件需求设置为适配型号，可以有效减少有害排气容腔，提高试验装置退喘能力；针对透平或涡轮类试验件可以有效减小进气容积，提高进气压力、流量调节效率，节省试验时间。
39.另外，外壳112可设计较大尺寸，从而提高内壳113的可更换范围，进一步提高本技术的试验台的通用性。
40.在一些实施例中，如图2和图3所示，轴承支撑件2包括支撑座21，支撑座21的支撑面具有沿转轴31的长度方向延伸的凹槽211，轴承32的至少部分配合在凹槽211内。由此，轴承32适配在凹槽211内，可利用凹槽21与轴承32的配合对轴承32的装配进行限位，提高支撑座21对转轴31支撑的稳定性，且在试验件3装配时，可利用凹槽21对试验件3的装配位置进行定位，提高装配效率。
41.可选地，如图2和图3所示，轴承支撑件2还包括卡板22，卡板22套设在轴承32上，且卡板22的部分配合在凹槽211内并与支撑座21连接。
42.如图2和图3所示，卡板22包括上卡板221和下卡板222，下卡板222配合在凹槽211内，上卡板221通过穿过下卡板222的连接件与支撑座21连接。
43.需要说明的是，转轴31的尺寸不同或输出扭矩不同时，所需要配备的轴承32也不同，能够根据轴承32的尺寸不同，进行适配性设计，提高轴承支撑件2的通用性的同时，方便对轴承32进行更换或维护。
44.在一些实施例中，如图2和图3所示，支撑座21包括上支撑座212和下支撑座213，上支撑座212连接在下支撑座213的上方并用于支撑转轴32，下支撑座213的截面积沿远离工作台的方向逐渐减小。由此，当轴承32尺寸改变时，为保证凹槽211与轴承32的适配，可对上支撑座212进行调整，不需要对整个支撑座21进行更换，且下支撑座213呈梯形结构设置，支撑稳定性高，用材少。需要说明的是，支撑座21的结构不限于如上述所述，只需要满足对轴承的支撑即可。
45.进一步地，如图3所示，轴承支撑件2还包括盖板23，盖板23与支撑面连接并罩设在卡板22外侧，从而可以利用盖板23遮挡轴承32，优化外观，同时防止轴承32表面落尘。
46.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
47.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
48.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
49.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
50.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
51.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。