[发明专利]动力机械

说明书

技术领域

本发明涉及动力工程领域，更具体地，涉及一种动力机械。

背景技术

燃气涡轮发动机或汽轮机等动力机械含有高速旋转的转动体，转动体在工作过程中有可能因各种原因失效，产生高能碎块，从而可能击穿静子机匣，飞出动力机械，危及周围物体的安全。

现有的燃气涡轮发动机或汽轮机等动力机械出于安全性方面的考虑，一般均在高速转动的转动体外部设置包容环结构，包容环主要作用是在转动体失效破坏，出现高能碎块飞出时，吸收高能碎块的能量，避免高能碎块击穿动力机械后危及周围的人和物体。现有的包容环结构一般用焊接、螺纹连接等形式安装在机匣上，也有采用机匣局部增加壁厚的方式形成包容能力。当高能碎块击打在包容环上时，包容环主要依靠本身材料的厚度吸收高能碎块的能量，因此包容环需要设计得足够厚实，以确保高能碎块不会飞出。

发明内容

本发明提供一种动力机械，旨在实现动力机械的包容环结构轻巧可靠，可有效包容高能碎块的目的。

本发明提供了一种动力机械，包括：机匣、转动体和设置于转动体外侧的包容环，包容环与机匣连接，其中，包容环的径向运动和轴向运动受机匣约束并且包容环相对于机匣可自由转动地设置。

进一步地，机匣和包容环中的一个包括环形凹槽；机匣和包容环中的另一个包括与环形凹槽间隙配合的环形凸起。

进一步地，机匣包括径向设置的环形凹槽；包容环包括径向设置的环形凸起。

进一步地，机匣包括：第一机匣体，包括位于第一机匣体端部的第一安装边；第二机匣体，包括位于第二机匣体端部的第二安装边，第一安装边与第二安装边的相对的端面抵接，环形凹槽的形状由第一安装边和第二安装边的相对的端面的形状限定。

进一步地，环形凹槽的截面为矩形、T形、L形、梯形、曲线形或曲线与直线的组合。

进一步地，环形凹槽内部至少一部分的槽宽度大于环形凹槽的开口宽度。

进一步地，环形凹槽的截面为T形、L形、梯形、曲线形或曲线与直线的组合。

进一步地，包容环为整体结构。

进一步地，包容环设置于机匣的内部或外部。

进一步地，动力机械为燃气涡轮发动机或汽轮机。

根据本发明的动力机械，由于包容环的径向运动和轴向运动受机匣约束并且包容环相对于机匣可自由转动，当高能碎块击中包容环时，高能碎块击中包容环的力可分解为两个方向，分别为径向力和切向力，切向力使包容环克服径向摩擦和周向摩擦后转动，因此，高能碎片的能量中径向力产生的一部分能量被包容环吸收，切向力产生的另一部分能量转化为包容环的动能和包容环转动摩擦产生的热能，在包容环进行厚度设计时，仅需要考虑被包容环吸收的部分能量，从而，与现有技术相比，在保证结构可靠的基础上包容环可以设计得更薄更轻巧。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的动力机械的结构示意图；

图2是根据本发明的动力机械的工作原理图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，本实施例中的动力机械包括机匣2、转动体3和设置于转动体3外侧的包容环1。包容环1与机匣2连接在一起。上述机匣2具体地包括第一机匣体和第二机匣体，第一机匣体的第一安装边22和第二机匣体的第二安装边23相对的端面抵接，第一安装边22和第二安装边23的相对的端面形状限定出了径向的环形凹槽21。上述包容环1通过一体设置的径向的环形凸起11与环形凹槽21间隙配合，使得包容环1的径向运动和轴向运动受机匣2约束。一方面，环形凸起11的内圆柱面与环形凹槽21的底圆柱面之间有一个很小的间隙(未图示)，即便于装配，又实现包容环1的径向约束，另一方面，环形凹槽21的宽度略大于包容环1的环形凸起11的厚度，使得包容环1的环形凸起11与机匣2的环形凹槽21间有很小的间隙δ，从而保证包容环1受力时既可以转动，又不至于使包容环1产生较大的径向和轴向串动量。