[实用新型]用于叶轮机械的卡环、半封闭旋转盘以及叶轮机械

说明书

技术领域

本实用新型涉及叶轮机械技术领域，具体涉及一种用于叶轮机械的卡环、设置该用于叶轮机械的卡环的半封闭旋转盘以及设置该半封闭旋转盘的叶轮机械。

背景技术

叶轮机械是一种以连续旋转叶片为本体，使能量在流体工质与轴动力之间相互转换的动力机械。涡轮发动机是叶轮机械的一种，半封闭旋转盘（简称转盘）是涡轮发动机内的重要组成部分。

如图1所示，图1中的箭头表示流经现有的半封闭旋转盘1的气流流动的方向。现有的半封闭旋转盘1内部结构由盘面13（包括上游盘131、下游盘132）等结构所组成，盘面13将叶轮机械内部分隔成若干相对独立的半封闭盘腔11。半封闭旋转盘1内只具有轴向气流通道12，无径向进流、出流通道。

现有的涡轮发动机一般通过从压气机主流道引入温度较低的气流（简称：引气），气流经压气机如图1所示半封闭旋转盘1内沿半封闭旋转盘1的轴心线方向延伸的气流通道12（或称盘腔11底部）向盘腔11的后部流动，最终起到封严涡轮发动机轴承腔以及冷却涡轮发动机内高温零部件的作用。

当温度较低的气流流经如图1所示半封闭旋转盘1内的气流通道12时，高温半封闭旋转盘1的搅拌作用使得部分温度较低的气流进入盘腔11，温度较低的气流在盘腔11内被搅拌并与温度较高的半封闭旋转盘1换热使其温度升高，此后这部分换热后的气体流出盘腔11与轴向流动的温度较低的气流掺混致使轴向流动的气流温度升高。该股已升温的气流继续向后沿轴向流动，在封严轴承腔、冷却高温零部件的过程中，如果该股气流的温度超过润滑油闪点，在封严压力不足出现漏油的情况下将可能导致润滑油燃烧；如果该股气流温度过高，在经过其它旋转盘腔再次升温后，可能导致气温超过高温零部件许用温度，致使零部件被烧坏，所以为确保叶轮机械正常运行，需要对经过半封闭旋转盘1的气流温度进行控制，保证机械运转过程中轴承润滑油不燃烧、零部件不损坏，从而确保机械安全运转。

现有技术至少存在以下技术问题：

现有技术中，国内外常见的气体温度控制方法是从更低级压气机引气口引取更低温度的气流或使用冷却设备对已升温气流进行降温。从更低级压气机引气口引气可使气流经过压气机如图1所示半封闭旋转盘1加温后仍保持较低温度，但该方法有较大局限：从更低级压气机引气，会造成引入的气流压力过低致使封严轴承腔的气流的压力不足，导致润滑油泄露或封严失效，而在引气管路中布置冷却设备，又会给发动机带来较大的额外重量和设计负担，同时导致气流压损大大增加，气流压力降低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种用于叶轮机械的卡环、设置该用于叶轮机械的卡环的半封闭旋转盘以及设置该半封闭旋转盘的叶轮机械。解决了现有技术存在经过半封闭旋转盘的气流压力较低的技术问题。

另一方面，本实用新型的优选技术方案还具有可以控制经过半封闭旋转盘的气流温度，避免气流温度上升较多的优点。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的用于叶轮机械的卡环，包括具有开口的环形卡环本体，其中：

所述卡环本体的径向截面的外轮廓呈内凹的曲线状；

所述卡环本体周向方向上两端部边沿之间的间隙形成所述开口，且所述开口存在于所述卡环本体整个轴向方向上。

优选地，所述卡环本体为具有弹性的材料制成。

优选地，所述卡环本体的径向截面的外轮廓以及内轮廓均呈优弧状、劣弧状或半圆状。

优选地，所述卡环本体上还设置有至少一个沿所述卡环本体的径向方向贯穿所述卡环本体的通孔。

优选地，所述卡环本体包括一个、两个或更多个襟翼部分，所述卡环本体还包括一个、两个或更多个高阶部分，其中：

所述襟翼部分与所述高阶部分相连接并形成台阶状，所述襟翼部分的外径尺寸小于所述高阶部分的外径尺寸；

所述襟翼部分的轴心线与所述高阶部分的轴心线重合。

优选地，所述卡环本体包括两个所述襟翼部分，所述高阶部分位于两个所述襟翼部分之间，所述襟翼部分的壁厚与所述高阶部分的壁厚相同。

优选地，所述通孔的数目为两个以上，且所述通孔沿所述高阶部分的周向方向或轴向方向均匀布置于所述高阶部分上。

优选地，两个所述襟翼部分的宽度尺寸（襟翼部分的宽度尺寸为襟翼部分沿所述卡环本体的轴向方向的尺寸）的总和与所述卡环本体的轴向尺寸的比值为1/4～2/3。

优选地，所述卡环本体的壁厚为所述高阶部分的直径的1/200～1/20。