CN214063060U - 一种基于航空发动机用的单晶合金涡轮叶片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于航空发动机用的单晶合金涡轮叶片，涉及涡轮叶片技术领域，解决了现有航空用涡轮叶片的散热性大都不是很好，导致叶片温度过高，叶片使用寿命缩短的问题。一种基于航空发动机用的单晶合金涡轮叶片，包括涡轮叶片，所述涡轮叶片的形状为月牙形，此涡轮叶片左侧壁的中间段位置上开设有散热孔，且涡轮叶片的上端面上竖向贯通开设有孔槽；所述涡轮叶片上端面开设的孔槽内均插接安装有液氮管，此液氮管上环形阵列开设有六处孔槽。本实用液氮管内装有液氮，可以吸收热量，降低涡轮叶片表面的温度，避免涡轮叶片温度过高而影响其使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及涡轮叶片技术领域，具体为一种基于航空发动机用的单晶合金涡轮叶片。
背景技术
涡轮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长时间工作，涡轮叶片往往采用高温合金锻造，并采用不同方式来冷却例如内部气流冷却、边界层冷却、抑或采用保护叶片的热障涂层等方式来保证运转时的可靠性。在蒸汽涡轮发动机和燃气涡轮发动机中，叶片的金属疲劳是发动机故障最主要的原因。强烈的震动或者共振都有可能导致金属疲劳。工程师往往采用摩擦阻尼器来降低这些因素对叶片带来的损害，涡扇发动机是航空发动机中的一种，其在亚音速飞行时具有较低的耗油量和优良的推力特性，因此在现代民航客机中得到了广泛的应用。当前涡扇发动机由于机匣和涡轮叶片叶尖间存在间隙，因此涡轮叶片的两侧存在非常大的压力差，故高负荷下的涡轮叶片存在非常大的泄漏损失。
例如专利号为CN109719445A的专利，公开了一种适用于航空发动机的涡轮叶片，其上具有叶片前缘叶片吸力面、叶片压力面和叶片尾缘；其特征在于：所述的叶片吸力面上安装有至少两个垂直设置的涡流发生器；所述的涡流发生器为1/4椭圆形板状结构，其中长轴边L2和短轴边L3的长度分别为涡轮叶片弦长的7％和5％，厚度为涡轮叶片弦长的0.5％，并且长轴边L2固定在叶片吸力面上。
现有航空用涡轮叶片的散热性大都不是很好，导致叶片温度过高，叶片使用寿命缩短，另外，叶片转动时，其侧壁暴露在强气流中，侧壁受气压压力的影响，易发生弯曲断裂的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于航空发动机用的单晶合金涡轮叶片，以解决上述背景技术中提出的现有航空用涡轮叶片的散热性大都不是很好，导致叶片温度过高，叶片使用寿命缩短，另外，叶片转动时，其侧壁暴露在强气流中，侧壁受气压压力的影响，易发生弯曲断裂的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于航空发动机用的单晶合金涡轮叶片，包括涡轮叶片，所述涡轮叶片的形状为月牙形，此涡轮叶片左侧壁的中间段位置上开设有散热孔，且涡轮叶片的上端面上竖向贯通开设有孔槽；所述涡轮叶片上端面开设的孔槽内均插接安装有液氮管，此液氮管上环形阵列开设有六处孔槽；所述涡轮叶片的左侧内壁的上侧和下侧位置均设置有一处垫板，两处垫板的右侧壁上均横撑安装有一处抗弯机构。
优选的，所述液氮管包括导热柱套和透气盖，所述液氮管的外部套接安装有一处导热柱套，且液氮管的上侧孔槽内镶嵌安装有六处透气盖。
优选的，所述垫板包括固定销，所述垫板的左侧壁上焊接有一处固定销，此固定销与涡轮叶片插接安装在一起。
优选的，所述抗弯机构包括垫片和螺栓，所述抗弯机构的左右两侧对称设置有两处垫片，且两处垫片上均中心对称安装有四处螺栓。
优选的，所述抗弯机构还包括弹簧插销，弹簧和弹簧柱套，右侧所述垫片的中心位置插动安装有一处弹簧插销，且弹簧插销和左侧垫片之间顶压安装有一处弹簧，此弹簧的外部套转安装有一处弹簧柱套。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用涡轮叶片左侧壁上开设的气孔可以散发热量，降低涡轮叶片的温度，导热柱套可以将涡轮叶片表面的热量传递给液氮管，液氮管内装有液氮，可以吸收热量，降低涡轮叶片表面的温度，避免涡轮叶片温度过高而影响其使用寿命，垫板通过固定销安装在涡轮叶片上，这样安装可以方便对垫板进行拆装。
2、本实用涡轮叶片在转动过程中受到强气流挤压时，涡轮叶片的侧壁受压弯曲，抗弯机构可以避免涡轮叶片的侧壁受压弯度过大而发生破裂，涡轮叶片受压弯曲时，其侧壁会顶压弹簧插销，弹簧插销给涡轮叶片施加反作用力，使涡轮叶片弯曲幅度变小，使涡轮叶片不易发生弯折。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型上侧结构示意图；
图3为本实用新型左侧结构示意图；
图4为本实用新型抗弯机构结构示意图；
图5为本实用新型抗弯机构剖切结构示意图；
图6为图1中A部分放大结构示意图；
图中，部件名称与附图编号的对应关系为：
1、涡轮叶片；2、液氮管；201、导热柱套；202、透气盖；3、垫板；301、固定销；4、抗弯机构；401、垫片；402、螺栓；403、弹簧插销；404、弹簧；405、弹簧柱套。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1至图6，本实用新型提供的一种实施例：一种基于航空发动机用的单晶合金涡轮叶片，包括涡轮叶片1，涡轮叶片1的形状为月牙形，此涡轮叶片1左侧壁的中间段位置上开设有散热孔，且涡轮叶片1的上端面上竖向贯通开设有孔槽；涡轮叶片1上端面开设的孔槽内均插接安装有液氮管2，此液氮管2上环形阵列开设有六处孔槽；涡轮叶片1的左侧内壁的上侧和下侧位置均设置有一处垫板3，两处垫板3的右侧壁上均横撑安装有一处抗弯机构4液氮管2包括导热柱套201和透气盖202，液氮管2的外部套接安装有一处导热柱套201，且液氮管2的上侧孔槽内镶嵌安装有六处透气盖202，涡轮叶片1左侧壁上开设的气孔可以散发热量，降低涡轮叶片1的温度，导热柱套201可以将涡轮叶片1表面的热量传递给液氮管2，液氮管2内装有液氮，可以吸收热量，降低涡轮叶片1表面的温度，避免涡轮叶片1温度过高而影响其使用寿命。
进一步，垫板3包括固定销301，垫板3的左侧壁上焊接有一处固定销301，此固定销301与涡轮叶片1插接安装在一起，垫板3通过固定销301安装在涡轮叶片1上，这样安装可以方便对垫板3进行拆装。
进一步，抗弯机构4包括垫片401和螺栓402，抗弯机构4的左右两侧对称设置有两处垫片401，且两处垫片401上均中心对称安装有四处螺栓402，涡轮叶片1在转动过程中受到强气流挤压时，涡轮叶片1的侧壁受压弯曲，抗弯机构4可以避免涡轮叶片1的侧壁受压弯度过大而发生破裂。
进一步，抗弯机构4还包括弹簧插销403，弹簧404和弹簧柱套405，右侧垫片401的中心位置插动安装有一处弹簧插销403，且弹簧插销403和左侧垫片401之间顶压安装有一处弹簧404，此弹簧404的外部套转安装有一处弹簧柱套405，涡轮叶片1受压弯曲时，其侧壁会顶压弹簧插销403，弹簧插销403给涡轮叶片1施加反作用力，使涡轮叶片1弯曲幅度变小，使涡轮叶片1不易发生弯折。
工作原理：涡轮叶片1左侧壁上开设的气孔可以散发热量，降低涡轮叶片1的温度，导热柱套201可以将涡轮叶片1表面的热量传递给液氮管2，液氮管2内装有液氮，可以吸收热量，降低涡轮叶片1表面的温度，避免涡轮叶片1温度过高而影响其使用寿命，垫板3通过固定销301安装在涡轮叶片1上，这样安装可以方便对垫板3进行拆装，涡轮叶片1在转动过程中受到强气流挤压时，涡轮叶片1的侧壁受压弯曲，抗弯机构4可以避免涡轮叶片1的侧壁受压弯度过大而发生破裂，涡轮叶片1受压弯曲时，其侧壁会顶压弹簧插销403，弹簧插销403给涡轮叶片1施加反作用力，使涡轮叶片1弯曲幅度变小，使涡轮叶片1不易发生弯折。
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。
Claims (5)
1.一种基于航空发动机用的单晶合金涡轮叶片，其特征在于：包括涡轮叶片(1)，所述涡轮叶片(1)的形状为月牙形，此涡轮叶片(1)左侧壁的中间段位置上开设有散热孔，且涡轮叶片(1)的上端面上竖向贯通开设有孔槽；所述涡轮叶片(1)上端面开设的孔槽内均插接安装有液氮管(2)，此液氮管(2)上环形阵列开设有六处孔槽；所述涡轮叶片(1)的左侧内壁的上侧和下侧位置均设置有一处垫板(3)，两处垫板(3)的右侧壁上均横撑安装有一处抗弯机构(4)。
2.根据权利要求1所述的一种基于航空发动机用的单晶合金涡轮叶片，其特征在于：所述液氮管(2)包括导热柱套(201)和透气盖(202)，所述液氮管(2)的外部套接安装有一处导热柱套(201)，且液氮管(2)的上侧孔槽内镶嵌安装有六处透气盖(202)。
3.根据权利要求1所述的一种基于航空发动机用的单晶合金涡轮叶片，其特征在于：所述垫板(3)包括固定销(301)，所述垫板(3)的左侧壁上焊接有一处固定销(301)，此固定销(301)与涡轮叶片(1)插接安装在一起。
4.根据权利要求1所述的一种基于航空发动机用的单晶合金涡轮叶片，其特征在于：所述抗弯机构(4)包括垫片(401)和螺栓(402)，所述抗弯机构(4)的左右两侧对称设置有两处垫片(401)，且两处垫片(401)上均中心对称安装有四处螺栓(402)。
5.根据权利要求4所述的一种基于航空发动机用的单晶合金涡轮叶片，其特征在于：所述抗弯机构(4)还包括弹簧插销(403)，弹簧(404)和弹簧柱套(405)，右侧所述垫片(401)的中心位置插动安装有一处弹簧插销(403)，且弹簧插销(403)和左侧垫片(401)之间顶压安装有一处弹簧(404)，此弹簧(404)的外部套转安装有一处弹簧柱套(405)。
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