压气机、减涡器及减振方法与流程

1.本发明涉及压气机、减涡器，尤其涉及减涡器的减振结构、减振方法。


背景技术：

2.根据布雷顿循环，通过提高涡轮前温度，可以有效的提高发动机的效率和推重比，但是涡轮前温度的提高必然对涡轮零部件在高温下的强度性能提出了更严苛的要求，在不考虑冷却的情况下，目前的材料尚无法确保涡轮部件在如此恶劣的情况下长时间有效工作，因此各种冷却手段在涡轮部件中得到了研究和应用，其中常用的气膜冷却所需要的气体就是从压气机的适当位置通过管路引导而来，而因压气机本身是高速旋转的零部件，气体在离心力和因周向速度而出现的径向科里奥利力作用下会出现严重的压力损失，无法完成有效的引气，因此需要设置减涡器，减少气体的压力损失。
3.减涡器跟随压气机转子进行高速旋转，且管式减涡器为悬臂结构，会因气流激励、转子振动、整机振动等作用下产生机械振动或气柱共振等，严重影响减涡器本身的结构安全性。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种减涡器，能够有效降低减涡器的振动，提高减涡器的抗振能力。
5.本发明的另一目的在于提供一种压气机，其包括前述减涡器。
6.本发明的又一目的在于提供一种减振方法，用于减涡器的减振。
7.根据本发明另一方面的减涡器，包括多个减涡管和固定所述多个减涡管的支撑环，其中，所述减涡管配置有环段，在减涡管的工作状态下各相邻所述减涡管的所述环段分别相抵，形成整环结构。
8.在一个或多个实施例中，所述环段至少在用于相抵的侧边设置耐磨涂层。
9.在一个或多个实施例中，所述耐磨涂层为硬质合金涂层。
10.在一个或多个实施例中，所述耐磨涂层为碳化钨涂层。
11.在一个或多个实施例中，所述耐磨涂层表层涂抹有干膜润滑剂。
12.在一个或多个实施例中，所述环段为梯形板，并具有两斜边，所述斜边为用于相抵的侧边。
13.在一个或多个实施例中，所述环段相对于减涡管的轴向倾斜设置。
14.在一个或多个实施例中，所述环段为蜂窝结构。
15.根据本发明另一方面的压气机，包括引气结构和减涡器，所述减涡器设置在压气机转子的轮盘，所述引气结构用于从压气机的流道引气，在径向内侧设置，其中，所述减涡器为任一所述的减涡器。
16.根据本发明再一方面的减振方法，用于减涡器，所述减涡器包括多个减涡管，该方法通过在所述减涡管上设置环段，通过配置所述环段的长度、宽度或角度，并通过调节相邻
所述环段的作用力大小，使得减涡管在振动时能通过所述环段的干摩擦及相互约束实现减涡器的减振。
附图说明
17.本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
18.图1是根据一个或多个实施方式的减涡管的主视图。
19.图2是根据一个或多个实施方式的减涡管的主视图。
20.图3是根据一个或多个实施方式的减涡管的俯视图。
21.图4是根据一个或多个实施方式的减涡器的立体示意图。
22.图5是根据一个或多个实施方式的减涡器的立体示意图。
23.图6是根据一个或多个实施方式的压气机的局部示意图。
具体实施方式
24.现在将详细参考本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。提供每个示例是为了解释本发明，而不是限制本发明。事实上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以在本发明中进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用，以产生又一个实施例。因此，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这些修改和变化。
25.图1至图3示出一个减涡管1，其配置有环段2，减涡管1为管状结构，其用作引气流动的通道，可以是直管，也可以是弯管。环段2为板件，呈梯形状，如图3所示，具有两个斜边21。环段2采用图3所示的梯形形状，有利于提高装配的便捷性，环段2最好左右对称，在装配时，环段2具有通用性。环段2的形状不限于图1至图3所示的实施例，还可以是其他形状，例如拱形的板，或者直角梯形，或者两边不对称。如图4和图5所示，在减涡管的工作状态下相邻减涡管1的环段2分别相抵，形成整环结构，环段2可以是各种能拼接成一个整环结构的形状，在减涡管的静止状态下，相邻环段2可以因公差存在间隙，或者根据需要达到的减振效果而保留一定的间隙，在工作状态下因变形而相抵。环段2环绕减涡管1并相互固定，二者可以是一体成型或者为分体件装配而成，例如减涡管1穿过环段2的位于中间的孔，然后二者焊接。
26.如图4和图5所示，减涡器包括多个减涡管1，各个减涡管1配置有环段2，减涡管1固定在支撑环3上，由于环段2拼接成一个整环结构，因此各个减涡管1相当于一端一端由支撑环3支撑，另一端由该整环结构支撑，增加了减涡管1的刚性，改变了减涡器的自振频率，同时当减涡管1振动起来时，相邻的环段2的端面之间产生相互的干摩擦，利用库仑摩擦阻尼力耗散振动能量，从而实现减振的目的。由于环段2的端面在工作中相互之间会产生高速摩擦，较佳地，在环段2的两侧边上喷涂耐磨涂层，例如硬质合金涂层,如碳化钨涂层，可用的喷涂工艺包括钎焊列立特硬质合金、爆炸喷涂、等离子喷涂和激光熔敷合金等。较佳地，为防止环搭接卡死,在硬质合金涂层表面涂摩擦系数较低的干膜润滑剂。环段2还可以是蜂窝结构，即其上下表面之间由蜂窝结构连接，蜂窝结构一方面增强了环段2的刚度，增强了摩擦减振效果，另一方面减轻了重量。
27.如图6所示，减涡器通过支撑环3安装在压气机转子5的轮盘51上，跟随压气机转子盘高速转动，引气结构52从压气机流道引气，引气进入到盘腔，然后再从盘腔进入到减涡管1，通过减涡管1减少气体压力损失，完成有效的引气，并通过减涡器进一步引入涡轮部件相应位置，对涡轮零部件进行冷却降温。
28.回到图1至图3，环段2的配置方式可选地与其尺寸l1、l2、l3和接触角a1有关，角度a2与减涡管个数有关n有关，a2＝360/n，a2的角度公差根据相邻减涡管环所需要的作用力大小确定。
29.通过前述实施例，可以理解到一种减振方法，其通过在减涡管1上设置环段，通过设置环段2的长度、宽度或角度等尺寸，并通过调节相邻环段2的作用力大小，使得减涡管1在振动时能通过环段2的干摩擦及相互约束实现振幅大幅降低，从而实现减涡器的减振，提高减涡器的抗振能力，避免减涡器因振动而导致失效，提高减涡器的服役寿命。
30.本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。


技术特征：
1.减涡器，包括多个减涡管和固定所述多个减涡管的支撑环，其特征在于，所述减涡管配置有环段，在减涡管的工作状态下各相邻所述减涡管的所述环段分别相抵，形成整环结构。2.如权利要求1所述的减涡器，其特征在于，所述环段至少在用于相抵的侧边设置耐磨涂层。3.如权利要求2所述的减涡器，其特征在于，所述耐磨涂层为硬质合金涂层。4.如权利要求2所述的减涡器，其特征在于，所述耐磨涂层为碳化钨涂层。5.如权利要求2至4中任一项所述的减涡器，其特征在于，所述耐磨涂层表层涂抹有干膜润滑剂。6.如权利要求1所述的减涡器，其特征在于，所述环段为梯形板，并具有两斜边，所述斜边为用于相抵的侧边。7.如权利要求6所述的减涡器，其特征在于，所述环段相对于减涡管的轴向倾斜设置。8.如权利要求1所述的减涡器，其特征在于，所述环段为蜂窝结构。9.一种压气机，包括引气结构和减涡器，所述减涡器设置在压气机转子的轮盘，所述引气结构用于从压气机的流道引气，在径向内侧设置，其特征在于，所述减涡器为如权利要求1至8中任一项所述的减涡器。10.一种减振方法，用于减涡器，所述减涡器包括多个减涡管，其特征在于，通过在所述减涡管上设置环段，通过配置所述环段的长度、宽度或角度，并通过调节相邻所述环段的作用力大小，使得减涡管在振动时能通过所述环段的干摩擦及相互约束实现减涡器的减振。

技术总结
本发明涉及压气机、减涡器及减振方法，通过在所述减涡管上设置环段，在减涡管的工作状态下各相邻所述减涡管的所述环段分别相抵，形成整环结构，通过配置所述环段的长度、宽度或角度，并通过调节相邻所述环段的作用力大小，使得减涡管在振动时能通过所述环段的干摩擦及相互约束实现减涡器的减振。及相互约束实现减涡器的减振。及相互约束实现减涡器的减振。


技术研发人员：王小庆 张辉 魏铭瑛 刘升旺
受保护的技术使用者：中国航发商用航空发动机有限责任公司
技术研发日：2022.03.28
技术公布日：2023/10/11