[发明专利]一种空气动压轴承传动的两轮式增压涡轮冷却器

说明书

本发明公开了一种空气动压轴承传动的两轮式增压涡轮冷却器，气体从压气机入口进入增压涡轮，气体在进入涡轮后部分从作为导管的轴承引气管进入轴承套，推动转子旋转，转子借助轴承内的空气动压效应悬浮于空气气膜上。气体进入压气机瞬间，部分气体通过旁通阀进入涡轮蜗壳上的喷嘴口，辅助推动转子快速浮起。转子浮起后，由于涡轮进口压力高于压气机进口压力，旁通阀门将自动关闭。本发明采用空气动压轴承传动，转速高、效率高、寿命长，与常规航空涡轮比较，寿命周期内不需要维护保障，特别适合于飞机、直升机环控系统，吊舱环控系统的空调制冷。

技术领域

本发明属于飞机、直升机环控系统、电子冷却系统中的制冷设备，涉及一种空气动压轴承传动的两轮式增压涡轮，可以应用于航空、船舶和电子等领域的空调制冷和电子设备冷却。

背景技术

随着航空技术的高速发展，航空装备的电子化程度得到了迅速提高，军事战争步入信息化、电子化时代。为了实现精确打击、侦查及电子对抗等方面的功能，装备配备了大量的电子设备，受环境空间限制，电子设备集成度高、功率大。涡轮制冷依然是飞机、直升机、吊舱等环控系统的首选制冷设备，空气动压轴承传动的增压涡轮因效率高、寿命长、维护方便已成为航空涡轮的优选技术。

发明内容

本发明旨在提供一种重量轻和体积小的空气动压轴承传动的两轮式增压涡轮，替代现有的常规轴承传动的增压涡轮，解决常规轴承传动的增压涡轮效率低、寿命短，需要定时维护的使用问题。

本发明是通过如下技术方案予以实现的：

一种空气动压轴承传动的两轮式增压涡轮冷却器，包括涡轮叶轮、喷嘴环、涡密封组件、轴承支撑、涡轮蜗壳、轴承引气管、轴承套、轴、压密封、压气机壳、压气机叶轮、径向轴承、止推轴承和活门；

所述轴置于轴承套内，且轴的左、右两端分别与涡轮叶轮、压气机叶轮连接，轴与轴承套之间设置有作为空气动压轴承的径向轴承；

所述轴承套置于轴承支撑内腔中，轴承套的内壁上开有槽口，且槽口平行于轴承套的轴线方向，轴承套的内壁上还开有贯穿轴承套内、外壁的通气孔；

沿着所述涡轮叶轮的外周向设置有喷嘴环，涡轮叶轮与轴承套之间设置有涡密封组件；

所述压气机叶轮与轴承套之间设置有压密封；

所述轴承支撑的外周向表面开有引气口，轴承支撑对应涡轮叶轮一侧的端面上设置有第一腔体，对应压气机叶轮一侧的端面上设置有第二腔体，轴承支撑内部开有引气通道，引气通道的一端与引气口连通，另一端与第二腔体连通，轴承支撑的两端分别与涡轮蜗壳、压气机壳连接，涡轮叶轮、喷嘴环置于涡轮蜗壳中，压气机叶轮置于压气机壳中，涡轮蜗壳与压气机壳之间通过旁路管路连通，且旁路管路中设置有活门；

所述止推轴承位于第二腔体内，且置于轴上；

所述轴承引气管的一端与引气口连通，另一端与涡轮蜗壳连通。

进一步，所述轴为带有轴向空腔体的空心轴，拉杆同时贯穿轴的轴向空腔体、涡轮叶轮和压气机叶轮，且拉杆的一端通过第一螺母将涡轮叶轮紧固在轴上，拉杆的另一端通过第二螺母将压气机叶轮紧固在轴上。

进一步，所述涡轮叶轮和压气机叶轮均为径-轴流式叶轮。

进一步，所述涡轮叶轮包括多个沿着叶轮圆周方向均布的长叶片和短叶片，且长叶片和短叶片的数量相等，所述压气机叶轮包括多个沿着叶轮圆周方向均布的叶片，且叶片的数量大于涡轮叶轮上的长叶片数量。

进一步，所述活门为单向活门，包括活门座、旋转轴、左活门板和右活门板，左活门板和右活门板以旋转轴为轴线旋转。

进一步，所述喷嘴环包括第一层喷嘴和第二层喷嘴，第一层喷嘴和第二层喷嘴分别位于两个平行且都垂直于涡轮叶轮旋转轴线的平面上，第一层喷嘴和第二层喷嘴上均设置有多个喷管。