一种升压式气浮涡轮冷却器轴向力平衡结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111765114A(43)申请公布日2020.10.13(21)申请号202010554493.9F04D29/02(2006.01)(22)申请日2020.06.17F04D29/32(2006.01)F02C7/12(2006.01)(71)申请人新乡航空工业(集团)有限公司地址453049河南省新乡市建设路168号申请人中国电子科技集团公司第二十九研究所(72)发明人张永革王超吴会军包胜赵磊高鹏飞邓波(74)专利代理机构中国航空专利中心11008代理人杜永保(51)Int.Cl.F04D29/051(2006.01)F04D29/12(2006.01)F04D29/42(2006.01)F04D29/44(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图2页(54)发明名称一种升压式气浮涡轮冷却器轴向力平衡结构(57)摘要本发明属于航空涡轮冷却器技术领域，涉及吊舱环控涡轮冷却器轴向力平衡，具体为一种吊舱环控升压式气浮涡轮冷却器轴向力平衡结构。由压气机蜗壳、压气机叶轮、轴、动密封环、自锁螺母和拉杆组成。压气机叶轮压入到轴的孔内，拉杆穿过轴和压气机叶轮，在压气机叶轮轴头设有动密封环，与自锁螺母安装在拉杆上，并压紧动密封环；压气机蜗壳通过螺钉固定在壳体上；压气机蜗壳进口设置导流装置，导流装置中间开孔，与动密封环组成密封，压气机蜗壳与动态密封环形成A腔。新结构起浮装置大大减小甚至消除了转子启动过程轴向力和附加摩擦力矩，从根本上解决了升压式气浮涡轮起浮问题，与一般结构相比，具有较大优势。CN111765114ACN111765114A权利要求书1/1页1.一种升压式气浮涡轮冷却器轴向力平衡结构，其特征在于：由压气机蜗壳(1)、压气机叶轮(2)、轴(3)、动密封环(4)、自锁螺母(5)和拉杆(6)组成；压气机叶轮(2)压入到轴(3)的孔内，拉杆(6)穿过轴(3)和压气机叶轮(2)，在压气机叶轮(2)轴头进口作用面积处设有动密封环(4)，与自锁螺母(5)安装在拉杆(6)上，并压紧动密封环(4)；压气机蜗壳(1)通过螺钉固定在壳体上；压气机蜗壳(1)进口设置导流装置，导流装置中间开孔，与动密封环(4)组成密封，压气机蜗壳(1)与动态密封环(4)形成A腔。2.根据权利要求1所述的一种升压式气浮涡轮冷却器轴向力平衡结构，其特征在于：所述导流装置的肋板沿径向开设有与外界相通的泄压孔。3.根据权利要求1所述的一种升压式气浮涡轮冷却器轴向力平衡结构，其特征在于：所述泄压孔形状和数量根据实际需求而定。4.根据权利要求1所述的一种升压式气浮涡轮冷却器轴向力平衡结构，其特征在于：压气机入口的高压气流经密封环节流后，进入A腔，降低到接近大气压，等于涡轮出口气压，消除了轴向不平衡力，使气压达到轴向平衡。5.根据权利要求1所述的一种升压式气浮涡轮冷却器轴向力平衡结构，其特征在于：所述动态密封环(4)为金属材料。6.根据权利要求1所述的一种升压式气浮涡轮冷却器轴向力平衡结构，其特征在于：所述压气机蜗壳(1)为金属材料。7.根据权利要求1所述的一种升压式气浮涡轮冷却器轴向力平衡结构，其特征在于：压气机叶轮(2)材料为铝合金、钛合金或钢。8.根据权利要求1所述的一种升压式气浮涡轮冷却器轴向力平衡结构，其特征在于：所述轴(3)和拉杆(6)材料为钢或钛合金。2CN111765114A说明书1/2页一种升压式气浮涡轮冷却器轴向力平衡结构技术领域[0001]本发明属于航空涡轮冷却器技术领域，涉及涡轮冷却器轴向力平衡，具体为一种升压式气浮涡轮冷却器轴向力平衡结构。背景技术[0002]航空涡轮冷却器的气浮轴承以空气为润滑介质、不需要外引气、无油污染、无接触摩擦、转速高、寿命长、可靠性高等优点，被广泛用于替代滚珠轴承。目前的升压式气浮涡轮压气机结构参见图1，它由压气机蜗壳、压气机叶轮、轴、垫圈、自锁螺母和拉杆组成。压气机叶轮压入到轴孔内，拉杆穿过轴和压气机叶轮，自锁螺母安装在拉杆上，并压紧垫圈；压气机蜗壳通过螺钉固定在壳体。当转子静止时，这种气浮轴承转子被轴承弹性箔片裹紧，产生转子启动的附加摩擦力，另外，由于气流由压气机入口到涡轮出口是一个节流过程，压力逐渐降低到大气压，这导致压气机进口与涡轮出口存在压差(图2)，该压差产生一个由压气机指向涡轮的轴向力P1(见图1)，不利于转子起动，同时，也加速了轴承的磨损，缩短了轴承的使用寿命。发明内容[0003]本发明的目的是：提出一种升压式气浮涡轮冷却器轴向力平衡结构，减小了起飞前转子由于气动产生的轴向力，降低了转子起动压力，提高了轴承的使用寿命。[0004]本发明的技术方案是：[0005]一种升压式气浮涡轮冷却器轴向力平衡结构，结构见图3，它由压气机蜗壳1、压气