CN109882255B - 带叶片型线槽的涡轮静子顶部封严限位结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带叶片型线槽的涡轮静子顶部封严限位结构，包括壳体及设置在壳体内的涡轮静子和具有密封作用的封严限位环；涡轮静子与壳体连接，壳体上的台阶与涡轮静子叶片尾缘台阶配合，限制了涡轮静子向出口侧的移动；封严限位环上加工有与涡轮静子叶片型线一致的槽，从入口侧推入壳体，并与叶片前缘台阶配合，限制了涡轮静子向入口侧的移动；封严限位环限制了涡轮静子在气流力作用下的周向移动；由于封严限位环开槽与涡轮静子叶片表面是型线一致的极小间隙配合，能有效减小叶片顶部间隙的泄漏，提高涡轮性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种带叶片型线槽的涡轮静子顶部封严限位结构，可应用于航空、航天及临近空间组合发动机。
背景技术
多级涡轮广泛应用于航空、航天及临近空间组合发动机等领域，在发动机大推重比设计指标和发动机高性能高效率要求下，满足涡轮零件装配要求并减小涡轮各装配零件间的间隙，控制间隙流动泄漏，对研发高性能的发动机具有重要意义。为了实现多级涡轮的生产装配，常使用分半结构，实现壳体和静子的装配，生产加工复杂，装配难度大。另一种使用限位环实现涡轮静子的装配的方案，限位环上开方形槽，形式单一，没有足够的封严能力，使得涡轮静子顶部存在泄漏损失。
发明内容
本发明的技术解决问题是：为克服现有静子限位环存在叶顶泄漏损失，封严能力不足的缺点，提供带叶片型线槽的涡轮静子叶片顶部封严限位结构，生产加工简单，装配容易。
本发明的技术解决方案是：
带叶片型线槽的涡轮静子顶部封严限位结构，包括壳体、封严限位环和涡轮静子；
壳体为中空结构，内壁设置有环状台阶，涡轮静子位于壳体内部，涡轮静子叶片尾缘和前缘加工有高度相同的台阶，涡轮静子尾缘通过台阶与壳体内的台阶径向配合；封严限位环上开有与涡轮静子叶片型线一致的槽，安装到位后，涡轮静子叶片***封严限位环的槽中，涡轮静子叶片顶部前缘通过台阶与封严限位环未开槽处径向配合；所述封严限位环焊接在壳体内部。
安装后，封严限位环与壳体之间有一定轴向间隙。
封严限位环与壳体之间的轴向间隙为0.5mm。
安装到位后，封严限位环的槽与涡轮静子叶片小间隙配合。
封严限位环的槽与涡轮静子叶片的间隙小于0.03mm。
壳体、封严限位环和涡轮静子均为中心对称整体式结构。
涡轮静子中心开孔，内盘为指向来流方向的锥状盘式结构。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、本发明的涡轮静子封严限位结构实现了壳体、封严限位环、涡轮静子的整体式加工，一体化轴向装配，避免了分半式结构，降低了加工复杂度和装配精度要求，避免了使用螺栓进行各分半的连接固定，并提升了结构可靠性。
2、本发明封严限位环上开有与涡轮静子叶片型线一致的槽，使得涡轮静子叶片能够***封严限位环的槽中，且两者小间隙配合，减小了间隙泄漏量，控制了泄漏损失，并限制了涡轮静子的移动，具有减小泄漏，提高涡轮效率的优点。
附图说明
图1为本发明的带叶片型线槽的涡轮静子顶部封严限位结构；
图2为本发明的封严限位环与涡轮静子顶部配合结构；
图3为本发明的封严限位环示意图；
图4为本发明的涡轮静子剖面结构；
图5为本发明的涡轮静子正三轴测图。
具体实施方式
本发明提出了一种带叶片型线槽的涡轮静子顶部封严限位结构，是提高涡轮静子顶部封严限位能力的一种新方案。如图1所示，涡轮静子顶部封严限位结构包括壳体1、封严限位环2和涡轮静子3。
壳体1为中空结构，内壁设置有环状台阶，涡轮静子3叶片尾缘和前缘加工有高度相同的台阶，涡轮静子3从壳体1入口装入，涡轮静子3叶片尾缘台阶与壳体1内的环状台阶配合，限制了涡轮静子3向出口的移动，壳体1与涡轮静子3顶部是小间隙径向配合，配合间隙小于0.03mm；之后推入封严限位环2，封严限位环2上开有与涡轮静子3叶片型线一致的槽，安装到位后，涡轮静子3叶片***封严限位环2的槽中，限制了涡轮静子在气流力作用下的周向移动；涡轮静子3叶片顶部前缘通过台阶与封严限位环2未开槽处径向配合，限制了涡轮静子向入口侧的移动；封严限位环2上的叶片型线槽与涡轮静子3顶部型线也是小间隙配合，间隙小于0.03mm；装配完成后，将封严限位环2焊接在涡轮壳体1内。封严限位环2与壳体1之间有一定轴向间隙(0.5mm)，一方面保证封严限位环与静子叶片表面紧密贴合，起到密封作用，同时使静子台阶与壳体台阶紧密贴合，减小间隙泄漏。
封严限位环2与涡轮静子3的轴向配合如图2所示，封严限位环2上与涡轮静子3叶片型线一致的槽如图3所示，涡轮静子3结构如图4和图5所示。
工作时，壳体1、封严限位环2和涡轮静子3之间的径向配合都是小间隙配合，配合间隙小于0.03mm，减小了涡轮静子3顶部的泄漏；封严限位环2焊接在壳体1内部，实现了涡轮静子3结构的装配固定，并消除了封严限位环2与壳体1间的泄漏间隙；封严限位环2上的叶片型线槽与涡轮静子3叶片型线的极小间隙配合，能有效减小叶片顶部间隙的泄漏，提高了涡轮效率。
本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。
Claims (7)
1.带叶片型线槽的涡轮静子顶部封严限位结构，其特征在于：包括壳体(1)、封严限位环(2)和涡轮静子(3)；
壳体(1)为中空结构，内壁设置有环状台阶，涡轮静子(3)位于壳体(1)内部，涡轮静子(3)叶片尾缘和前缘加工有高度相同的台阶，涡轮静子(3)尾缘通过台阶与壳体(1)内的台阶径向配合；封严限位环(2)上开有与涡轮静子(3)叶片型线一致的槽，安装到位后，涡轮静子(3)叶片***封严限位环(2)的槽中，涡轮静子(3)叶片顶部前缘通过台阶与封严限位环(2)未开槽处径向配合；所述封严限位环(2)焊接在壳体(1)内部。
2.根据权利要求1所述的带叶片型线槽的涡轮静子顶部封严限位结构，其特征在于：安装后，封严限位环(2)与壳体(1)之间有一定轴向间隙。
3.根据权利要求2所述的带叶片型线槽的涡轮静子顶部封严限位结构，其特征在于：封严限位环(2)与壳体(1)之间的轴向间隙为0.5mm。
4.根据权利要求1所述的带叶片型线槽的涡轮静子顶部封严限位结构，其特征在于：安装到位后，封严限位环(2)的槽与涡轮静子(3)叶片间隙配合。
5.根据权利要求3所述的带叶片型线槽的涡轮静子顶部封严限位结构，其特征在于：封严限位环(2)的槽与涡轮静子(3)叶片的间隙小于0.03mm。
6.根据权利要求1所述的带叶片型线槽的涡轮静子顶部封严限位结构，其特征在于：壳体(1)、封严限位环(2)和涡轮静子(3)均为中心对称整体式结构。
7.根据权利要求6所述的带叶片型线槽的涡轮静子顶部封严限位结构，其特征在于：涡轮静子(3)中心开孔，内盘为指向来流方向的锥状盘式结构。
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