專(zhuān)利名稱(chēng)：用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)、半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)以及葉輪機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及葉輪機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)、設(shè)置該用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)的半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)以及設(shè)置該半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)的葉輪機(jī)械。
背景技術(shù)：
葉輪機(jī)械是ー種以連續(xù)旋轉(zhuǎn)葉片為本體，使能量在流體エ質(zhì)與軸動(dòng)カ之間相互轉(zhuǎn)換的動(dòng)力機(jī)械。渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)是葉輪機(jī)械的ー種，半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)(簡(jiǎn)稱(chēng)轉(zhuǎn)盤(pán))是渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的重要組成部分。如圖I所示，圖I中的箭頭表示流經(jīng)現(xiàn)有的半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I的氣流流動(dòng)的方向?，F(xiàn)有的半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I內(nèi)部結(jié)構(gòu)由盤(pán)面13 (包括上游盤(pán)131、下游盤(pán)132)等結(jié)構(gòu)所組成，盤(pán)面13將葉輪機(jī)械內(nèi)部分隔成若干相對(duì)獨(dú)立的半封閉盤(pán)腔11。半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I內(nèi)只具有軸向氣流通道12，無(wú)徑向進(jìn)流、出流通道。現(xiàn)有的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)一般通過(guò)從壓氣機(jī)主流道引入溫度較低的氣流(簡(jiǎn)稱(chēng)引氣)，氣流經(jīng)壓氣機(jī)如圖I所示半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I內(nèi)沿半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I的軸心線方向延伸的氣流通道12 (或稱(chēng)盤(pán)腔11底部)向盤(pán)腔11的后部流動(dòng)，最終起到封嚴(yán)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)軸承腔以及冷卻渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)高溫零部件的作用。當(dāng)溫度較低的氣流流經(jīng)如圖I所示半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I內(nèi)的氣流通道12時(shí)，高溫半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I的攪拌作用使得部分溫度較低的氣流進(jìn)入盤(pán)腔11，溫度較低的氣流在盤(pán)腔11內(nèi)被攪拌并與溫度較高的半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I換熱使其溫度升高，此后這部分換熱后的氣體流出盤(pán)腔11與軸向流動(dòng)的溫度較低的氣流摻混致使軸向流動(dòng)的氣流溫度升高。該股已升溫的氣流繼續(xù)向后沿軸向流動(dòng)，在封嚴(yán)軸承腔、冷卻高溫零部件的過(guò)程中，如果該股氣流的溫度超過(guò)潤(rùn)滑油閃點(diǎn)，在封嚴(yán)壓力不足出現(xiàn)漏油的情況下將可能導(dǎo)致潤(rùn)滑油燃燒；如果該股氣流溫度過(guò)高，在經(jīng)過(guò)其它旋轉(zhuǎn)盤(pán)腔再次升溫后，可能導(dǎo)致氣溫超過(guò)高溫零部件許用溫度，致使零部件被燒壞，所以為確保葉輪機(jī)械正常運(yùn)行，需要對(duì)經(jīng)過(guò)半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I的氣流溫度進(jìn)行控制，保證機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中軸承潤(rùn)滑油不燃燒、零部件不損壞，從而確保機(jī)械安全運(yùn)轉(zhuǎn)。現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下技術(shù)問(wèn)題現(xiàn)有技術(shù)中，國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的氣體溫度控制方法是從更低級(jí)壓氣機(jī)引氣ロ引取更低溫度的氣流或使用冷卻設(shè)備對(duì)已升溫氣流進(jìn)行降溫。從更低級(jí)壓氣機(jī)引氣ロ引氣可使氣流經(jīng)過(guò)壓氣機(jī)如圖I所示半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I加溫后仍保持較低溫度，但該方法有較大局限從更低級(jí)壓氣機(jī)引氣，會(huì)造成引入的氣流壓力過(guò)低致使封嚴(yán)軸承腔的氣流的壓力不足，導(dǎo)致潤(rùn)滑油泄露或封嚴(yán)失效，而在引氣管路中布置冷卻設(shè)備，又會(huì)給發(fā)動(dòng)機(jī)帶來(lái)較大的額外重量和設(shè)計(jì)負(fù)擔(dān)，同時(shí)導(dǎo)致氣流壓損大大増加，氣流壓力降低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提出一種用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)、設(shè)置該用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)的半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)以及設(shè)置該半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)的葉輪機(jī)械。解決了現(xiàn)有技術(shù)存在經(jīng)過(guò)半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)的氣流壓カ較低的技術(shù)問(wèn)題。另ー方面，本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案還具有可以控制經(jīng)過(guò)半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)的氣流溫度，避免氣流溫度上升較多的優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了以下技術(shù)方案本實(shí)用新型提供的用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)，包括具有開(kāi)ロ的環(huán)形卡環(huán)本體，其中所述卡環(huán)本體的徑向截面的外輪廓呈內(nèi)凹的曲線狀；所述卡環(huán)本體周向方向上兩端部邊沿之間的間隙形成所述開(kāi)ロ，且所述開(kāi)ロ存在于所述卡環(huán)本體整個(gè)軸向方向上。 優(yōu)選地，所述卡環(huán)本體為具有彈性的材料制成。優(yōu)選地，所述卡環(huán)本體的徑向截面的外輪廓以及內(nèi)輪廓均呈優(yōu)弧狀、劣弧狀或半圓狀。優(yōu)選地，所述卡環(huán)本體上還設(shè)置有至少ー個(gè)沿所述卡環(huán)本體的徑向方向貫穿所述卡環(huán)本體的通孔。優(yōu)選地，所述卡環(huán)本體包括ー個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)襟翼部分，所述卡環(huán)本體還包括一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)高階部分，其中所述襟翼部分與所述高階部分相連接并形成臺(tái)階狀，所述襟翼部分的外徑尺寸小于所述高階部分的外徑尺寸；所述襟翼部分的軸心線與所述高階部分的軸心線重合。優(yōu)選地，所述卡環(huán)本體包括兩個(gè)所述襟翼部分，所述高階部分位于兩個(gè)所述襟翼部分之間，所述襟翼部分的壁厚與所述高階部分的壁厚相同。優(yōu)選地，所述通孔的數(shù)目為兩個(gè)以上，且所述通孔沿所述高階部分的周向方向或軸向方向均勻布置于所述高階部分上。優(yōu)選地，兩個(gè)所述襟翼部分的寬度尺寸(襟翼部分的寬度尺寸為襟翼部分沿所述卡環(huán)本體的軸向方向的尺寸)的總和與所述卡環(huán)本體的軸向尺寸的比值為1/4 2/3。優(yōu)選地，所述卡環(huán)本體的壁厚為所述高階部分的直徑的1/200 1/20。優(yōu)選地，所述通孔的面積和所述開(kāi)ロ的面積的總和與所述高階部分周向外表面積的比值為1/10 1/2。優(yōu)選地，所述卡環(huán)本體周向方向上兩端部邊沿的內(nèi)側(cè)均設(shè)有卡環(huán)夾持部，所述卡環(huán)夾持部朝所述卡環(huán)本體的內(nèi)部延伸。本實(shí)用新型提供的半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)，包括半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)本體以及本實(shí)用新型任一技術(shù)方案提供的用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)，其中所述半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)本體包括外殼以及固設(shè)于所述外殼內(nèi)的至少兩個(gè)同時(shí)沿所述外殼的周向方向以及徑向方向延伸的盤(pán)面，所述盤(pán)面之間形成盤(pán)腔；所述用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)位于所述半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)本體內(nèi)，且所述用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)的周向外表面與所述盤(pán)面背離所述外殼的端部相抵接。優(yōu)選地，所述卡環(huán)本體包括ー個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)襟翼部分，所述卡環(huán)本體還包括一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)高階部分，其中所述襟翼部分與所述高階部分相連接并形成臺(tái)階狀，所述襟翼部分的外徑尺寸小于所述高階部分的外徑尺寸；所述襟翼部分的軸心線與所述高階部分的軸心線重合；所述高階部分嵌于相鄰的兩個(gè)所述盤(pán)面之間，且所述襟翼部分與所述盤(pán)面背離所述外殼的端部之間緊配合。優(yōu)選地，所述卡環(huán)本體上還設(shè)置有至少ー個(gè)沿所述卡環(huán)本體的徑向方向貫穿所述卡環(huán)本體的通孔，所述通孔的面積和所述開(kāi)ロ的面積的總和與所述高階部分周向外表面積的比值為1/10 1/2。優(yōu)選地，所述高階部分的寬度尺寸為所述高階部分嵌入的兩個(gè)所述盤(pán)面之間的間距尺寸。本實(shí)用新型提供的葉輪機(jī)械，包括本實(shí)用新型任一技術(shù)方案提供的半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)?；谏鲜黾夹g(shù)方案中的任一技術(shù)方案，本實(shí)用新型實(shí)施例至少可以產(chǎn)生如下技術(shù)效果本實(shí)用新型提供的用于葉輪機(jī)械(例如渦扇發(fā)動(dòng)機(jī))的卡環(huán)，包括具有開(kāi)ロ的環(huán)形卡環(huán)本體，且卡環(huán)本體周向方向上兩端部邊沿之間的間隙形成開(kāi)ロ，由于開(kāi)ロ存在于卡環(huán)本體整個(gè)軸向方向上，在卡環(huán)本體的徑向方向施加拉カ或壓力，使卡環(huán)本體周向方向上兩端部邊沿相接近，便可以減小開(kāi)ロ在卡環(huán)本體周向方向上的尺寸，進(jìn)而壓縮卡環(huán)本體，減小卡環(huán)本體的直徑尺寸，卡環(huán)本體的直徑尺寸減小至足以嵌入半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)時(shí)，將卡環(huán)嵌入半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)并使卡環(huán)本體的周向外表面與盤(pán)面背離外殼的端部相抵接，此時(shí)，卡環(huán)本體可以將半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)的盤(pán)腔與半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)沿其軸心線方向延伸的氣流通道分隔開(kāi)，卡環(huán)本體的存在阻隔并減弱了盤(pán)腔內(nèi)溫度較高的氣流與氣流通道內(nèi)溫度較低的氣流互相摻混，可見(jiàn)，卡環(huán)通過(guò)降低半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)氣流的攪拌作用的方式，減弱了氣流通道內(nèi)溫度較低的氣流和盤(pán)腔之間的熱交換，由此避免了盤(pán)腔內(nèi)溫度較高的氣流對(duì)氣流通道內(nèi)溫度較低氣流的溫度以及氣流壓カ的影響、降低了氣流流動(dòng)的損失，進(jìn)而也保證了溫度較低的氣流能以較低的溫度、較高的壓カ流經(jīng)半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型能對(duì)氣流起到了更好的降溫、減阻的效果，從而較好的達(dá)到封嚴(yán)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)軸承腔以及冷卻渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)高溫零部件的作用，所以解決了現(xiàn)有技術(shù)存在經(jīng)過(guò)半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)的氣流壓カ較低的技術(shù)問(wèn)題。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型可以同時(shí)達(dá)到降低由半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)氣流通道通流(通過(guò)的流動(dòng)氣流)的溫升和壓カ損失的雙重效果，進(jìn)而不必增加冷卻設(shè)備，也無(wú)需更換引氣位置，所以還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、構(gòu)件便于制造、安裝方便且成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)ー步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中圖I為現(xiàn)有技術(shù)中溫度較低的氣流流經(jīng)半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)時(shí)，溫度較低的氣流與盤(pán)腔內(nèi)溫度較高的氣流之間互相摻混的過(guò)程的示意圖；圖2為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例所提供的用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)的主視圖；[0042]圖3為圖2沿A — A線的剖視示意圖；圖4為圖2所示的用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)安裝于半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)時(shí)，用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)與半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)之間位置關(guān)系的示意圖；圖5為本實(shí)用新型的另ー實(shí) 施例所提供的用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)安裝于半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)時(shí)，用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)與半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)之間位置關(guān)系的示意圖；圖6為本實(shí)用新型的再一實(shí)施例所提供的用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)安裝于半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)時(shí)，用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)與半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)之間位置關(guān)系的示意圖。附圖標(biāo)記1、半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán);10、外殼;11、盤(pán)腔；12、氣流通道；13、盤(pán)面；131、上游盤(pán)；132、下游盤(pán)；2、卡環(huán)；21、開(kāi)ロ ；22、卡環(huán)本體；221、襟翼部分；222、高階部分；23、通孔；24、卡環(huán)夾持部；h、高階部分的高度尺寸。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)附圖圖2 圖6以及列舉本實(shí)用新型的一些可選實(shí)施例的方式，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案(包括優(yōu)選技術(shù)方案)做進(jìn)ー步的詳細(xì)描述。需要說(shuō)明的是本實(shí)施例中的任何技術(shù)特征、任何技術(shù)方案均是多種可選的技術(shù)特征或可選的技術(shù)方案中的一種或幾種，為了描述簡(jiǎn)潔的需要本文件中無(wú)法窮舉本實(shí)用新型的所有可替代的技術(shù)特征以及可替代的技術(shù)方案，也不便于姆個(gè)技術(shù)特征的實(shí)施方式均強(qiáng)調(diào)其為可選的多種實(shí)施方式之一，所以本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知曉本實(shí)施例內(nèi)的任何技術(shù)特征以及任何技術(shù)方案均不限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該包括本領(lǐng)域技術(shù)人員不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)所能想到的任何替代技術(shù)方案。本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種對(duì)流經(jīng)的氣流的溫度以及氣流壓カ影響比較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于制造、容易安裝且成本低廉的用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)、設(shè)置該用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)的半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)以及設(shè)置該半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)的葉輪機(jī)械。
以下結(jié)合附圖圖2 圖6以舉例的方式更為詳細(xì)的說(shuō)明本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案。如圖2 圖6所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)2，包括具有開(kāi)ロ 21的環(huán)形卡環(huán)本體22，其中卡環(huán)本體22的徑向截面的外輪廓呈如圖3所示內(nèi)凹的曲線狀?？ōh(huán)本體22周向方向上兩端部邊沿之間的間隙形成開(kāi)ロ 21，且開(kāi)ロ 21如圖2所示存在于卡環(huán)本體22整個(gè)軸向方向上。在如圖2和圖3所示環(huán)形卡環(huán)本體22的徑向方向施加拉カ或壓カ，使卡環(huán)本體22周向方向上兩端部邊沿相接近，便可以減小開(kāi)ロ 21在卡環(huán)本體22周向方向上的尺寸，進(jìn)而壓縮卡環(huán)本體22，減小卡環(huán)2的直徑尺寸。本實(shí)施例中卡環(huán)本體22為具有彈性的材料制成，可以為彈簧鋼。彈簧鋼有優(yōu)良的弾性，在承受重載荷時(shí)不引起塑性變形，在載荷反復(fù)作用下具有較長(zhǎng)的使用壽命，并有足夠的韌性和塑性，以防在沖擊力作用下突然脆斷。當(dāng)然，使用彈簧鋼之外的其他材料制作如圖2所示的卡環(huán)本體22也在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本例中可以采用具有隔熱性能的材料制作如圖2所示的卡環(huán)本體22，由此使卡環(huán)本體22可以較好的防止如圖4所示的盤(pán)腔11內(nèi)的熱量散發(fā)至半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I內(nèi)的氣流通道12內(nèi)，從而更為有效的避免盤(pán)腔11內(nèi)的熱量將氣流通道12內(nèi)的氣流加熱。本實(shí)施例中如圖2所示卡環(huán)本體22的徑向截面的外輪廓以及內(nèi)輪廓均呈優(yōu)弧狀、劣弧狀或半圓狀，優(yōu)選為如圖3所示的優(yōu)弧狀。大于半圓的弧叫做優(yōu)弧。與優(yōu)弧相対的是“劣弧”，即小于半圓的弧。半圓既不是優(yōu)弧也不是劣弧，而是與其并列的ー個(gè)概念。上述結(jié)構(gòu)的卡環(huán)本體22不僅形狀規(guī)則，便于制造，而且其與如圖4所示半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I內(nèi)部沿半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I的軸心線方向延伸的氣流通道12的內(nèi)壁的形狀相適應(yīng)，所以便于安裝在半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I內(nèi)。本實(shí)用新型中用幾何形狀對(duì)產(chǎn)品形狀的限定僅僅是提供優(yōu)選的實(shí)施方式，與本實(shí)用新型中提供的幾何形狀近似或等同的形狀也在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。例如將卡環(huán)本體22的徑向截面的外輪廓或內(nèi)輪廓制造為多邊形或曲線與多邊形結(jié)合的技術(shù)方案也 在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)施例中如圖2和圖3所示卡環(huán)本體22上還設(shè)置有至少ー個(gè)沿卡環(huán)本體22的徑向方向貫穿卡環(huán)本體22的通孔23。設(shè)置通孔23不僅可以調(diào)節(jié)半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I內(nèi)盤(pán)腔11 (卡環(huán)本體22外側(cè))與沿半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I的軸心線方向延伸的如圖4所示氣流通道12 (卡環(huán)本體22內(nèi)側(cè))之間的通氣面積，進(jìn)而調(diào)節(jié)卡環(huán)本體22內(nèi)外氣流的壓力，而且還可以減少卡環(huán)本體22的重量，節(jié)省卡環(huán)本體22的制作材料。當(dāng)然，本例中如圖2和圖3所示卡環(huán)本體22上的開(kāi)ロ 21也可以一定程度上實(shí)現(xiàn)與通孔23類(lèi)似的作用，所以如圖5所示不設(shè)置通孔23的技術(shù)方案也在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)施例中如圖2和圖4所示卡環(huán)本體22包括襟翼部分221以及高階部分(或稱(chēng)凸起部分)222，其中襟翼部分221的數(shù)目可以為ー個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)(更多個(gè)指三個(gè)以上)，高階部分222的數(shù)目也可以為ー個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)。襟翼部分221與高階部分222相連接并形成臺(tái)階狀，襟翼部分221的外徑尺寸小于高階部分222的外徑尺寸。襟翼部分221的軸心線與高階部分222的軸心線重合?？ōh(huán)本體22優(yōu)選為如圖4和圖5所示包括兩個(gè)襟翼部分221。將卡環(huán)2安裝在如圖4所示半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I內(nèi)時(shí)，襟翼部分221用于在徑向方向上對(duì)卡環(huán)本體22進(jìn)行限位，高階部分222用于在軸向方向上對(duì)卡環(huán)本體22進(jìn)行限位。當(dāng)然，本例中卡環(huán)本體22可以如圖6所示僅包括一個(gè)襟翼部分221，也可以包括如圖4和圖5所示兩個(gè)襟翼部分221，若卡環(huán)本體22包括兩個(gè)襟翼部分221時(shí)，此時(shí)優(yōu)選為高階部分222位于兩個(gè)襟翼部分221之間，襟翼部分221的壁厚與高階部分222的壁厚相同。若卡環(huán)本體22僅如圖6所示包括一個(gè)襟翼部分221時(shí)，兩個(gè)卡環(huán)本體22可以對(duì)接形成ー個(gè)包括兩個(gè)襟翼部分221的卡環(huán)本體22，此時(shí)兩個(gè)僅包括一個(gè)襟翼部分221的卡環(huán)本體22可以對(duì)稱(chēng)也可以不對(duì)稱(chēng)(例如襟翼部分221的寬度尺寸不同)。本實(shí)施例中如圖4所示通孔23的數(shù)目為兩個(gè)以上，且通孔23沿高階部分222的周向方向或軸向方向均勻布置于高階部分222上。通過(guò)改變通孔23的數(shù)目以及通孔23的直徑的大小可以調(diào)整半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I內(nèi)盤(pán)腔11與沿半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I的軸心線方向延伸的如圖4所示氣流通道12之間通氣的面積。通孔23的形狀具體可以為圓孔、橢圓孔或多邊形孔(例如三角形、矩形或正多邊形)。本實(shí)施例中兩個(gè)襟翼部分221的寬度尺寸的總和與卡環(huán)本體22的軸向尺寸的比值為1/4 2/3，優(yōu)選為1/2。此時(shí)，卡環(huán)2嵌于半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I內(nèi)時(shí)卡環(huán)2各部分受カ比較均勻、定位比較穩(wěn)定。本實(shí)施例中如圖3所示卡環(huán)本體22的壁厚為如圖2所示高階部分222的直徑的1/200 1/20，優(yōu)選為1/20。這種結(jié)構(gòu)的卡環(huán)2不僅便于制造，而且節(jié)省材料，更為重要的是不易阻擋氣流流動(dòng)。本實(shí)施例中若存在一個(gè)通孔23時(shí)，一個(gè)通孔23的面積與高階部分222周向外表面積的比值可以為1/10 1/2，若存在多個(gè)通孔23時(shí)，多個(gè)通孔23的總面積之和與高階部分222周向外表面積的比值可以為1/10 1/2。具體比值可以根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行調(diào)整。本例中優(yōu)選為通孔23的面積和開(kāi)ロ 21的面積的總和占到高階部分222周向外表面積的1/5。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明在如圖4所示氣流通道12內(nèi)通過(guò)的氣流為O. 08Kg/s、壓カ2. 2Bar 時(shí)，若如圖2所示通孔23的面積和開(kāi)ロ 21的面積的總和占到高階部分222周向外表面積的1/5時(shí)，可降低氣流通道12通流溫升50%以上(對(duì)于僅包含ー個(gè)半封閉盤(pán)腔的單級(jí)盤(pán)而言，其內(nèi)的氣流通道通過(guò)的氣流的溫升與不設(shè)置卡環(huán)相比可降低10°c)，由此大大降低了氣流通道12通過(guò)的氣流的溫升，同時(shí)也能將盤(pán)腔11內(nèi)部氣流和卡環(huán)本體22的溫升控制在20%浮動(dòng)范圍以內(nèi)。通過(guò)半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I的軸向氣流進(jìn)出口總壓對(duì)比，本實(shí)用新型可以使壓力損失降低21. 03%，可見(jiàn)本實(shí)用新型具有較強(qiáng)的降溫、減阻能力。本實(shí)施例中如圖3所示卡環(huán)本體22周向方向上兩端部邊沿的內(nèi)側(cè)均設(shè)有卡環(huán)夾持部24 (優(yōu)選為用于夾持的凸起)，卡環(huán)夾持部24朝卡環(huán)本體22的內(nèi)部延伸。使用鉗子等夾持工具從卡環(huán)本體22的內(nèi)側(cè)夾緊卡環(huán)夾持部24，可以暫時(shí)減小卡環(huán)本體22的外徑，待卡環(huán)2嵌于如圖4所示半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I內(nèi)后，再釋放卡環(huán)夾持部24，在卡環(huán)本體22的弾力作用下，襟翼部分221與盤(pán)面13背離外殼10的端部相抵接，由此實(shí)現(xiàn)了在徑向方向上對(duì)卡環(huán)本體22進(jìn)行限位，高階部分222嵌于盤(pán)面13之間由此實(shí)現(xiàn)了在軸向方向上對(duì)卡環(huán)本體22進(jìn)行限位。可見(jiàn)，卡環(huán)夾持部24的設(shè)置極大的方便了將卡環(huán)2安裝在半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I內(nèi)。當(dāng)然，本例中卡環(huán)夾持部24也可以為設(shè)置在卡環(huán)本體22周向方向上兩端部邊沿的內(nèi)側(cè)的凹槽或沉孔，另外，在卡環(huán)本體22周向方向上兩端部邊沿中其中一端部邊沿的內(nèi)側(cè)設(shè)置的凸起，在卡環(huán)本體22周向方向上兩端部邊沿中其中另一端部的內(nèi)側(cè)設(shè)置的凹槽或沉孔的技術(shù)方案也在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型提供的如圖4、圖5和圖6所示半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)1，包括半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)本體以及本實(shí)用新型任一技術(shù)方案提供的用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)2，其中半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)本體包括外殼10以及固設(shè)于外殼10內(nèi)的至少兩個(gè)同時(shí)沿外殼10的周向方向以及徑向方向延伸的盤(pán)面13，盤(pán)面13之間形成盤(pán)腔11。盤(pán)面13包括上游盤(pán)131以及下游盤(pán)132。用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)2位于半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)本體內(nèi)，且用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)2的周向外表面與盤(pán)面13背離外殼10的端部相抵接。將如圖2和圖3所示卡環(huán)2嵌入并安裝在如圖4所示的半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I內(nèi)，卡環(huán)本體22將半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I的盤(pán)腔11與沿半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I的軸心線方向延伸的氣流通道12分隔開(kāi)，卡環(huán)本體22的存在阻隔并減弱了盤(pán)腔11內(nèi)溫度較高的氣流與氣流通道12內(nèi)溫度較低的氣流互相摻混，通過(guò)降低半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)本體內(nèi)的攪拌作用的方式，減弱了氣流通道12內(nèi)溫度較低的氣流和盤(pán)腔11之間的熱交換，由此避免了盤(pán)腔11內(nèi)溫度較高的氣流對(duì)氣流通道12內(nèi)溫度較低氣流的溫度以及氣流壓カ的影響，進(jìn)而也保證了溫度較低的氣流能以較低的溫度、較高的壓カ流經(jīng)半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I。葉輪機(jī)械的如圖4所示卡環(huán)2的周向外表面與盤(pán)面13背離外殼10的端部相抵接吋，不僅兩者的相對(duì)位置比較穩(wěn)定，而且可以避免氣流從兩者的間隙流入盤(pán)腔11，或從盤(pán)腔11流入氣流通道12。本實(shí)施例中如圖4、圖5或圖6所示卡環(huán)本體22包括襟翼部分221以及高階部分222，其中襟翼部分221與高階部分222相連接并形成臺(tái)階狀，襟翼部分221的外徑尺寸小于高階部分222的外徑尺寸。襟翼部分221的軸心線與高階部分222的軸心線重合。高階部分222嵌于相鄰的兩個(gè)盤(pán)面13之間，且襟翼部分221與盤(pán)面13背離外殼10的端部之間 緊配合(或稱(chēng)過(guò)盈配合)。這種結(jié)構(gòu)可以充分利用卡環(huán)本體22的弾性，高階部分222嵌于盤(pán)面13之間后可有效的防止卡環(huán)2沿半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I的軸向方向從半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I內(nèi)松脫，從而保證了卡環(huán)2與盤(pán)面13之間位置的穩(wěn)定。本實(shí)施例中高階部分222的寬度尺寸為高階部分222嵌入的兩個(gè)盤(pán)面13之間的間距尺寸。這樣設(shè)計(jì)可以防止卡環(huán)2沿半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I的軸向方向從半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I內(nèi)松動(dòng)而發(fā)生偏移，由此可以更為有效的保證了卡環(huán)2與盤(pán)面13之間位置的穩(wěn)定。本例中如圖2所示高階部分222的高度尺寸h優(yōu)選為半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I的直徑尺寸的1/10 1/5。高階部分222的高度尺寸h為該數(shù)值范圍之內(nèi)吋，不僅便于制造，而且高階部分222嵌入的兩個(gè)盤(pán)面13之間后定位比較穩(wěn)定，不易松脫。本實(shí)用新型提供的葉輪機(jī)械(可以為渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，優(yōu)選為渦扇發(fā)動(dòng)機(jī))，包括本實(shí)用新型任一技術(shù)方案提供的如圖4、圖5或圖6所示半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I。渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)等葉輪機(jī)械對(duì)散熱要求較高，適宜采用本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案避免氣流氣壓降低，并防止氣流的溫度上升，從而保證經(jīng)過(guò)氣流能較好的達(dá)到封嚴(yán)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)軸承腔以及冷卻渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)高溫零部件的作用。當(dāng)然，本實(shí)用新型提供的如圖4、圖5或圖6所示半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)I還可以應(yīng)用于葉輪機(jī)械之外的其他機(jī)械裝置中。上述本實(shí)用新型所公開(kāi)的任一技術(shù)方案除另有聲明外，公開(kāi)的數(shù)值范圍均為優(yōu)選的數(shù)值范圍，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解優(yōu)選的數(shù)值范圍僅僅是諸多可實(shí)施的數(shù)值中技術(shù)效果比較明顯或具有代表性的數(shù)值。由于數(shù)值較多，無(wú)法窮舉，所以本實(shí)用新型才公開(kāi)部分?jǐn)?shù)值以舉例說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，并且，上述列舉的數(shù)值不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型創(chuàng)造保護(hù)范圍的限制。同時(shí)，上述本實(shí)用新型所公開(kāi)或涉及的互相連接的零部件或結(jié)構(gòu)件，除另有聲明夕卜，連接可以理解為能夠拆卸地固定連接(例如使用螺栓或螺釘連接)，也可以理解為不可拆卸的固定連接(例如鉚接、焊接)，當(dāng)然，互相連接也可以為一體式結(jié)構(gòu)(例如使用鋳造エ藝一體成形制造出來(lái))所取代(明顯無(wú)法采用一體成形エ藝除外)。[0090]另外，上述本實(shí)用新型公開(kāi)的任一技術(shù)方案中所應(yīng)用的用于表示幾何位置關(guān)系、幾何形狀的術(shù)語(yǔ)除另有聲明外其含義包括與其近似、類(lèi)似或接近的狀態(tài)或結(jié)構(gòu)。最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí) 用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)，其特征在于，包括具有開(kāi)ロ的環(huán)形卡環(huán)本體，其中 所述卡環(huán)本體的徑向截面的外輪廓呈內(nèi)凹的曲線狀； 所述卡環(huán)本體周向方向上兩端部邊沿之間的間隙形成所述開(kāi)ロ，且所述開(kāi)ロ存在于所述卡環(huán)本體整個(gè)軸向方向上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)，其特征在于，所述卡環(huán)本體的徑向截面的外輪廓以及內(nèi)輪廓均呈優(yōu)弧狀、劣弧狀或半圓狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)，其特征在于，所述卡環(huán)本體上還設(shè)置有至少ー個(gè)沿所述卡環(huán)本體的徑向方向貫穿所述卡環(huán)本體的通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)，其特征在于，所述卡環(huán)本體包括ー個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)襟翼部分，所述卡環(huán)本體還包括一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)高階部分，其中 所述襟翼部分與所述高階部分相連接并形成臺(tái)階狀，所述襟翼部分的外徑尺寸小于所述高階部分的外徑尺寸； 所述襟翼部分的軸心線與所述高階部分的軸心線重合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)，其特征在于，所述卡環(huán)本體包括兩個(gè)所述襟翼部分，所述高階部分位于兩個(gè)所述襟翼部分之間，所述襟翼部分的壁厚與所述高階部分的壁厚相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)，其特征在干，所述通孔的數(shù)目為兩個(gè)以上，且所述通孔沿所述高階部分的周向方向或軸向方向均勻布置于所述高階部分上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)，其特征在于，兩個(gè)所述襟翼部分的寬度尺寸的總和與所述卡環(huán)本體的軸向尺寸的比值為1/4 2/3。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)，其特征在于，所述卡環(huán)本體的壁厚為所述高階部分的直徑的1/200 1/20。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)，其特征在于，所述通孔的面積和所述開(kāi)ロ的面積的總和與所述高階部分周向外表面積的比值為1/10 1/2。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)，其特征在于，所述卡環(huán)本體周向方向上兩端部邊沿的內(nèi)側(cè)均設(shè)有卡環(huán)夾持部，所述卡環(huán)夾持部朝所述卡環(huán)本體的內(nèi)部延伸。
11.根據(jù)權(quán)利要求I一10任一所述的用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)，其特征在于，所述卡環(huán)本體為具有彈性的材料制成。
12.—種半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)，其特征在于，包括半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)本體以及權(quán)利要求I 一 11任一所述的用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)，其中 所述半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)本體包括外殼以及固設(shè)于所述外殼內(nèi)的至少兩個(gè)同時(shí)沿所述外殼的周向方向以及徑向方向延伸的盤(pán)面，所述盤(pán)面之間形成盤(pán)腔； 所述用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)位于所述半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)本體內(nèi)，且所述用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)的周向外表面與所述盤(pán)面背離所述外殼的端部相抵接。
13.—種葉輪機(jī)械，其特征在于，包括權(quán)利要求12所述的半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)、半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)以及葉輪機(jī)械，涉及葉輪機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。解決了現(xiàn)有技術(shù)存在經(jīng)過(guò)半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)的氣流壓力較低的技術(shù)問(wèn)題。該用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)，包括具有開(kāi)口的環(huán)形卡環(huán)本體，所述卡環(huán)本體的徑向截面的外輪廓呈內(nèi)凹的曲線狀；所述卡環(huán)本體周向方向上兩端部邊沿之間的間隙形成所述開(kāi)口，且所述開(kāi)口存在于所述卡環(huán)本體整個(gè)軸向方向上。該半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)以及葉輪機(jī)械均包括本實(shí)用新型提供的用于葉輪機(jī)械的卡環(huán)。本實(shí)用新型能夠使用較低的成本，保證經(jīng)過(guò)半封閉旋轉(zhuǎn)盤(pán)的氣流的溫度上升較少、壓力損失較小。
文檔編號(hào)F01D5/08GK202645640SQ201220287378
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月19日
發(fā)明者王志強(qiáng), 宋利, 蘇偉, 喬劍, 閆懷喜, 顧偉 申請(qǐng)人:中航商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司