專利名稱：一種處理機(jī)匣及壓氣機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械及氣體動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域，特別提供了一種處理機(jī)匣及壓氣機(jī)。
背景技術(shù)：
壓力機(jī)處理機(jī)匣的功用是提高壓氣機(jī)的穩(wěn)定工作裕度。它由環(huán)繞在轉(zhuǎn) 子葉尖外圍機(jī)匣上的周向均勻分布的槽孔和槽孔外的駐室容腔組成。壓氣 機(jī)流路內(nèi)的氣體由槽孔后段進(jìn)入容腔，并向前流動(dòng)，再由槽孔前段流回主 流路。這一旁路回流，推遲了轉(zhuǎn)子葉尖氣流分離和葉片槽道堵塞的發(fā)生， 擴(kuò)大了壓氣機(jī)穩(wěn)定工作邊界，現(xiàn)有處理機(jī)匣的槽孔是直線型的，不能夠滿 足前后段槽孔安裝角有差異的設(shè)計(jì)要求。實(shí)施中常常是后段安裝角最佳，
前段安裝角不合適；或?qū)Χ哌M(jìn)行折衷，都偏離最佳狀態(tài)，因而降低了處
理機(jī)匣擴(kuò)大穩(wěn)定工作范圍的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有處理機(jī)匣的技術(shù)不足之處，提高處理機(jī)匣穩(wěn) 定工作裕度，特別提供一種處理機(jī)匣及壓氣機(jī)。
本發(fā)明提供了一種處理機(jī)匣，其特征在于處理機(jī)匣上槽孔為非直線 型，采用香蕉形結(jié)構(gòu)或直線型與圓弧段連接結(jié)構(gòu)。
所述處理機(jī)匣，處理機(jī)匣上槽孔前后段采用直線型，中間采用圓弧段連接。
所述處理機(jī)匣，處理機(jī)匣上槽孔前段可采用直線型，后段可采用圓弧型。
所述處理機(jī)匣，處理機(jī)匣上槽孔前段可采用圓弧型，后段可采用直線型。
所述處理機(jī)匣，處理機(jī)匣上槽孔寬度可為前窄后寬。 所述處理機(jī)匣，處理機(jī)匣上槽孔寬度可為前寬后窄。
所述處理機(jī)匣，槽安裝角范圍為當(dāng)前后段為直線型時(shí)，安裝角為直 線水平傾斜角，當(dāng)為非直線型時(shí)，安裝角為圓弧中心線末端切線與水平線 的傾斜角；前段安裝角范圍為0~40度；后段安裝角范圍為0~60度。
一種壓氣機(jī)，包含有處理機(jī)匣(1)、轉(zhuǎn)子葉片(2)、靜子葉片(3)、 輪盤(4)、靜子內(nèi)環(huán)(5)、軸(6);處理機(jī)匣(1)包含有機(jī)匣殼體(7)、 處理環(huán)(8);其中靜子葉片(3) —端與靜子內(nèi)環(huán)(5)連接，另一端與機(jī) 匣殼體(7)連接，輪盤(4) 一端與轉(zhuǎn)子葉片(2)連接，另一端與軸(6) 連接；處理環(huán)(8)與機(jī)匣殼體(7)連接；在機(jī)匣殼體(7)、處理環(huán)(8) 中形成處理容腔，轉(zhuǎn)子葉片(2)旋轉(zhuǎn)，氣流由處理環(huán)(8)流入，在處理 容腔內(nèi)循環(huán)，之后由處理環(huán)(8)處流出。
圖2為處理環(huán)上槽孔剖面及安裝角示意圖；圖示為兩段直線組成的槽孔。
處理機(jī)匣的氣體回流，指的是起始于轉(zhuǎn)子葉片葉尖槽道氣體，通過處 理槽后段槽孔進(jìn)入處理容腔后部，在處理容腔內(nèi)向前流動(dòng)，到處理容腔前 部，再通過處理槽前段槽孔回到主流路內(nèi)，向下游流回到轉(zhuǎn)子葉片葉尖區(qū)，從而形成一個(gè)完整的回流流路。處理機(jī)匣內(nèi)的回流，并不是發(fā)生在壓氣機(jī) 的所有工況下。在大流量最佳流動(dòng)工況下，葉片槽道前段處的機(jī)匣內(nèi)壁靜 壓和上游機(jī)匣內(nèi)壁靜壓大體均衡，由于數(shù)值未超過上游壓力，上下游之間 未形成壓差，所以，沒有氣流流過容腔，即沒有產(chǎn)生回流。當(dāng)加大流量， 超過最佳工況流量時(shí)，由于轉(zhuǎn)子增壓比下降，氣流速度增加，下游壁面靜 壓低于上游壁面靜壓，則氣流可能通過上游處理槽孔被吸入處理容腔，并 在處理容腔內(nèi)正向向下游流動(dòng)，經(jīng)下游處理槽孔進(jìn)入轉(zhuǎn)子葉片槽道中。反 之，當(dāng)壓氣機(jī)流量減小、轉(zhuǎn)子增壓比增加，氣流速度下降，轉(zhuǎn)子葉尖葉背 局部失速或分離，會(huì)加劇這種速度變化趨勢(shì)，導(dǎo)致葉片槽道前段機(jī)匣內(nèi)壁 靜壓增加并超過上游，這個(gè)壓差使氣流通過下游槽孔進(jìn)入容腔，再通過上 游槽孔排到轉(zhuǎn)子上游流路之中。這樣在轉(zhuǎn)子葉尖區(qū)一下游槽孔一容腔一上 游槽孔一主流路(外壁區(qū)) 一轉(zhuǎn)子葉尖區(qū)形成回流。顯然，回流流量會(huì)隨 下游反壓的增加而增大。
由上可見，是否形成回流的關(guān)鍵在于上、下游槽孔之間的壁面靜壓差。 下游槽孔壁面靜壓與氣流總壓、氣流速度二者相關(guān)。氣流總壓取決于轉(zhuǎn)子 葉尖截面增壓比、槽孔所處的葉片弦向位置。氣流速度取決于轉(zhuǎn)子葉尖截 面擴(kuò)散度以及氣流是否出現(xiàn)局部失速、所處的周向位置。提出處理機(jī)匣下 游槽孔的進(jìn)氣口在軸向上，應(yīng)垂直流路壁面，以便于在不同的壓氣機(jī)工況 下，能夠有效地區(qū)別情況，或吸入低軸向速度的低能流體(壁面靜壓大)， 或防止高軸向速度、高能流體進(jìn)入(壁面靜壓小)。
處理機(jī)匣的這種回流作用是當(dāng)轉(zhuǎn)子葉片葉尖在大攻角工況下工作， 葉背出現(xiàn)局部失速時(shí)，回流能將葉背的低能流團(tuán)吸入容腔，有利于消除失速分離、防止葉片槽道堵塞的發(fā)生。另一方面，由于回流氣體能量高于主 流路氣體，增加了葉尖前緣相對(duì)速度，改善了轉(zhuǎn)子葉尖進(jìn)口流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，抑 制了葉尖泄漏渦的發(fā)展?；谏鲜鰞蓚€(gè)方面的作用，實(shí)現(xiàn)處理機(jī)匣推遲壓 氣機(jī)失速和喘振，擴(kuò)大壓氣機(jī)穩(wěn)定工作裕度的功能。
有些處理機(jī)匣結(jié)構(gòu)，只在葉尖附近設(shè)置處理槽孔，沒有形成軸向回路 的容腔或通孔，即沒有軸向回流作用，但也顯現(xiàn)了對(duì)壓氣機(jī)的擴(kuò)穩(wěn)功能。 這類處理機(jī)匣處理槽具有一定的容積，它是利用周向回流作用，也就是利 用處理槽對(duì)葉尖氣流的吸入和排出，降低壓氣機(jī)葉尖的周向壓力不均度。 這種周向回流能在葉片氣流排出處降低其負(fù)荷，減弱其葉尖泄漏渦，延緩 壓氣機(jī)失速和喘振的發(fā)生。為強(qiáng)化周向回流的周向均壓作用，處理槽外端 和大的處理容腔相通，以獲得更好的周向均壓效果，提高壓氣機(jī)工作的穩(wěn)定 性。
本處理機(jī)匣具有軸向回流作用，也兼有周向回流作用，在這種綜合回 流作用下，實(shí)現(xiàn)了壓氣機(jī)擴(kuò)穩(wěn)功能。相對(duì)于葉片的最佳關(guān)聯(lián)位置，應(yīng)該是 處理槽孔對(duì)準(zhǔn)葉片周向壓差最大的地方。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)采用香蕉型處理機(jī)匣槽孔，克服了直線型槽孔前 后段槽孔安裝角保持一致所引起的問題。根據(jù)組織壓氣機(jī)流路內(nèi)轉(zhuǎn)子葉片 葉尖區(qū)氣流流動(dòng)結(jié)構(gòu)的需要，沿軸向提出各個(gè)位置出的安裝角要求，香蕉 型曹孔完全能與之相匹配。這樣，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和流體動(dòng)力計(jì)算相一致，將轉(zhuǎn) 子葉片葉尖區(qū)氣流流暢結(jié)構(gòu)最佳化，使香蕉型槽孔能實(shí)現(xiàn)最佳的擴(kuò)大壓氣 機(jī)穩(wěn)定工作范圍效果。
為加工方便，槽孔前后段可分別用直線型，中間用圓弧段連接，其最終結(jié)構(gòu)仍為香蕉型。


圖1為處理機(jī)匣剖面圖； 圖2為處理環(huán)上槽孔剖面及安裝角示意圖； 圖3為壓氣機(jī)剖面圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供了一種處理機(jī)匣及壓氣機(jī)，處理機(jī)匣上槽孔為非直,型， 采用香蕉形結(jié)構(gòu)。
所述處理機(jī)匣，處理機(jī)匣上槽孔寬度為前窄后寬或前寬后窄。
所述處理機(jī)匣，槽安裝角范圍為安裝角為圓弧中心線末端切線與水 平線的傾斜角；前段安裝角范圍為0~40度；后段安裝角范圍為0~60度。
一種壓氣機(jī)，包含有處理機(jī)匣(1)、轉(zhuǎn)子葉片(2)、靜子葉片(3)、 輪盤(4)、靜子內(nèi)環(huán)(5)、軸(6);處理機(jī)匣(1)包含有機(jī)匣殼體(7)、 處理環(huán)(8);其中靜子葉片(3) —端與靜子內(nèi)環(huán)(5)連接，另一端與機(jī) 匣殼體(7)連接，輪盤(4) 一端與轉(zhuǎn)子葉片(2)連接，另一端與軸(6) 連接；處理環(huán)(8)與機(jī)匣殼體(7)連接；在機(jī)匣殼體(7)、處理環(huán)(8) 中形成處理容腔，轉(zhuǎn)子葉片(2)旋轉(zhuǎn)，氣流由處理環(huán)(8)流入，在處理 容腔內(nèi)循環(huán)，之后由處理環(huán)(8)處流出。實(shí)施例2
本實(shí)施例提供了一種處理機(jī)匣及壓氣機(jī)，處理機(jī)匣上槽孔前后段采用 直線型，中間采用圓弧段連接。
所述處理機(jī)匣，處理機(jī)匣上槽孔寬度為前窄后寬或前寬后窄。
所述處理機(jī)匣，槽安裝角范圍為安裝角為直線水平傾斜角；前段安 裝角范圍為0~40度；后段安裝角范圍為0~60度。
一種壓氣機(jī)，包含有處理機(jī)匣(1)、轉(zhuǎn)子葉片(2)、靜子葉片(3)、 輪盤(4)、靜子內(nèi)環(huán)(5)、軸(6);處理機(jī)匣(1)包含有機(jī)匣殼體(7)、 處理環(huán)(8);其中靜子葉片(3) —端與靜子內(nèi)環(huán)(5)連接，另一端與機(jī) 匣殼體(7)連接，輪盤(4) 一端與轉(zhuǎn)子葉片(2)連接，另一端與軸(6) 連接；處理環(huán)(8)與機(jī)匣殼體(7)連接；在機(jī)匣殼體(7)、處理環(huán)(8) 中形成處理容腔，轉(zhuǎn)子葉片(2)旋轉(zhuǎn)，氣流由處理環(huán)(8)流入，在處理 容腔內(nèi)循環(huán)，之后由處理環(huán)(8)處流出。
實(shí)施例3
本實(shí)施例提供了一種處理機(jī)匣及壓氣機(jī)，處理機(jī)匣上槽孔前段采用直 線型，后段采用圓弧型。
所述處理機(jī)匣，處理機(jī)匣上槽孔寬度為前窄后寬或前寬后窄。
所述處理機(jī)匣，槽安裝角范圍為當(dāng)前后段為直線型時(shí)，安裝角為直 線水平傾斜角，當(dāng)為非直線型時(shí)，安裝角為圓弧中心線末端切線與水平線 的傾斜角；前段安裝角范圍為0 40度；后段安裝角范圍為0 60度。
一種壓氣機(jī)，包含有處理機(jī)匣(1)、轉(zhuǎn)子葉片(2)、靜子葉片(3)、輪盤(4)、靜子內(nèi)環(huán)(5)、軸(6);處理機(jī)匣(1)包含有機(jī)匣殼體(7)、處 理環(huán)(8);其中靜子葉片(3) —端與靜子內(nèi)環(huán)(5)連接，另一端與機(jī)匣 殼體(7)連接，輪盤(4) 一端與轉(zhuǎn)子葉片(2)連接，另一端與軸(6) 連接；處理環(huán)(8)與機(jī)匣殼體(7)連接；在機(jī)匣殼體(7)、處理環(huán)(8) 中形成處理容腔，轉(zhuǎn)子葉片(2)旋轉(zhuǎn)，氣流由處理環(huán)(8)流入，在處理 容腔內(nèi)循環(huán)，之后由處理環(huán)(8)處流出。
實(shí)施例4
本實(shí)施例提供了一種處理機(jī)匣及壓氣機(jī)，處理機(jī)匣上槽孔前段采用圓 弧型，后段采用直線型。
所述處理機(jī)匣，處理機(jī)匣上槽孔寬度為前窄后寬或前寬后窄。
所述處理機(jī)匣，槽安裝角范圍為當(dāng)前后段為直線型時(shí)，安裝角為直 線水平傾斜角，當(dāng)為非直線型時(shí)，安裝角為圓弧中心線末端切線與水平線 的傾斜角；前段安裝角范圍為0~40度；后段安裝角范圍為0~60度。
一種壓氣機(jī)，包含有處理機(jī)匣(1)、轉(zhuǎn)子葉片(2)、靜子葉片(3)、輪 盤(4)、靜子內(nèi)環(huán)(5)、軸(6);處理機(jī)匣(1)包含有機(jī)匣殼體(7)、處 理環(huán)(8);其中靜子葉片(3) —端與靜子內(nèi)環(huán)(5)連接，另一端與機(jī)匣 殼體(7)連接，輪盤(4) 一端與轉(zhuǎn)子葉片(2)連接，另一端與軸(6) 連接；處理環(huán)(8)與機(jī)匣殼體(7)連接；在機(jī)匣殼體(7)、處理環(huán)(8) 中形成處理容腔，轉(zhuǎn)子葉片(2)旋轉(zhuǎn)，氣流由處理環(huán)(8)流入，在處理 容腔內(nèi)循環(huán)，之后由處理環(huán)(8)處流出。
權(quán)利要求
1、一種處理機(jī)匣，其特征在于處理機(jī)匣上槽孔為非直線型，采用香蕉形結(jié)構(gòu)或直線型與圓弧段連接結(jié)構(gòu)。
2、 按照權(quán)利要求1所述處理機(jī)匣，其特征在于處理機(jī)匣上槽孔前后 段可采用直線型，中間可采用圓弧段連接。
3、 按照權(quán)利要求l所述處理機(jī)匣，其特征在于處理機(jī)匣上槽孔前段 可采用直線型，后段可采用圓弧型。
4、 按照權(quán)利要求l所述處理機(jī)匣，其特征在于處理機(jī)匣上槽孔前段 可采用圓弧型，后段可采用直線型。
5、 按照權(quán)利要求l所述處理機(jī)匣，其特征在于處理機(jī)匣上槽孔寬度 可為前窄后寬。
6、 按照權(quán)利要求1所述處理機(jī)匣，其特征在于處理機(jī)匣上槽孔寬度 可為前寬后窄。
7、 按照權(quán)利要求l所述處理機(jī)匣，其特征在于槽安裝角范圍為當(dāng) 前后段為直線型時(shí)，安裝角為直線水平傾斜角，當(dāng)為非直線型時(shí)，安裝角 為圓弧中心線末端切線與水平線的傾斜角；前段安裝角范圍為0~40度； 后段安裝角范圍為0 60度。
8、 一種壓氣機(jī)，包含有處理機(jī)匣1、轉(zhuǎn)子葉片2、靜子葉片3、輪盤4、靜子內(nèi)環(huán)5、軸6;處理機(jī)匣1包含有機(jī)匣殼體7、處理環(huán)8;其中靜子葉 片3—端與靜子內(nèi)環(huán)5連接，另一端與機(jī)匣殼體7連接，輪盤4一端與轉(zhuǎn) 子葉片2連接，另一端與軸6連接；處理環(huán)8與機(jī)匣殼體7連接；其特征 在于在機(jī)匣殼體7、處理環(huán)8中形成處理容腔，轉(zhuǎn)子葉片2旋轉(zhuǎn)，氣流由處理環(huán)8流入，在處理容腔內(nèi)循環(huán)，之后由處理環(huán)8處流出。
全文摘要
一種處理機(jī)匣，處理機(jī)匣上槽孔為非直線型，采用香蕉形結(jié)構(gòu)或直線型與圓弧段連接結(jié)構(gòu)。一種壓氣機(jī)，包含有處理機(jī)匣、轉(zhuǎn)子葉片、靜子葉片、輪盤、靜子內(nèi)環(huán)、軸；處理機(jī)匣包含有機(jī)匣殼體、處理環(huán)；其中靜子葉片一端與靜子內(nèi)環(huán)連接，另一端與機(jī)匣殼體連接，輪盤一端與轉(zhuǎn)子葉片連接，另一端與軸連接；處理環(huán)與機(jī)匣殼體連接；其特征在于在機(jī)匣殼體、處理環(huán)中形成處理容腔，轉(zhuǎn)子葉片旋轉(zhuǎn)，氣流由處理環(huán)流入，在處理容腔內(nèi)循環(huán)，之后由處理環(huán)處流出。本發(fā)明，改變了傳統(tǒng)機(jī)匣槽的結(jié)構(gòu)，改善了性能，擴(kuò)大了處理機(jī)匣的穩(wěn)定工作裕度?？梢詰?yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸流壓氣體研制工作，有良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)F04D29/40GK101451544SQ20071015864
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者拳 丁, 劉太秋, 鵬 戰(zhàn), 輝 杜, 王詠梅, 苗厚武, 鑫 趙 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)第一集團(tuán)公司沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所