一种带有容腔封严结构的涡轮盘.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CN110805476A(43)申请公布日2020.02.18(21)申请号201910987701.1(22)申请日2019.10.17(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人谭晓茗张庆才罗擎阳单勇张靖周(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人张弛(51)Int.Cl.F01D11/04(2006.01)F01D9/00(2006.01)F01D5/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种带有容腔封严结构的涡轮盘(57)摘要本发明公开了一种带有容腔封严结构的涡轮盘，包括涡轮静盘、涡轮动盘；涡轮转静盘缘间静盘侧外伸有静盘内外封严环，涡轮动盘侧外伸有动盘内封严环；其中静盘内封严环首端或靠近静盘壁面位置设有向高半径方向凸起的圆环状凸台环，静盘内封严环的末端或靠近末端位置设有向高半径方向凸起的圆环状凸环；该封严结构形成的静盘外容腔，一方面使燃气在静盘外封严环和动盘内封严环之间产生旋涡，有效阻止部分高温燃气在封严冷气出流口处的入侵，并消耗着一部分入侵的高温燃气；另一方面使燃气在凸台环和凸环间凹槽内产生驻涡，进一步地阻隔深腔内的燃气，以防止燃气入侵封严内腔；在封严用气量一定的前提下，燃气能被较好地阻挡在静盘外容腔内，因而封严性能得到了较大提升。CN110805476ACN110805476A权利要求书1/1页1.一种具有复合盘缘封严结构的涡轮盘，包括涡轮机匣(1)、涡轮静盘(4)、涡轮动盘(5)；涡轮静盘(4)与涡轮动盘(5)同轴设置，且涡轮动盘(5)相对涡轮静盘(4)转动；涡轮静盘(4)与涡轮动盘(5)之间构成转静盘腔(13)；涡轮机匣(1)与涡轮静盘(4)、涡轮动盘(5)之间形成主流通道(12)；涡轮静盘(4)内侧壁面和涡轮动盘(5)内侧壁面及主流通道构成冷气通道；其特征在于：所述涡轮静盘(4)外缘设有向涡轮动盘(5)延伸的圆环状的外封严环(6)；涡轮静盘(4)面对涡轮动盘(5)的一面向涡轮动盘(5)延伸有圆环状的静盘内封严环(10)；涡轮动盘(5)面对涡轮静盘(4)的一面向涡轮静盘(4)延伸有圆环状的动盘内封严环(8)；其中静盘内封严环(10)首端或靠近静盘(4)壁面位置设有向高半径方向凸起的圆环状凸台环(14)，静盘内封严环(10)的末端或靠近末端位置设有向高半径方向凸起的圆环状凸环(9)；所述凸台环(14)与凸环(9)之间形成开面面对高半径方向的凹槽；静盘的外封严环(6)和静盘内封严环(10)构成静盘外容腔(7)。2.根据权利要求1所述的涡轮盘，其特征在于：还包括位于最外侧环状涡轮机匣(1)、导叶(2)、动叶(3)；主流通道(12)内若干导叶(2)一端固定在最外侧环状涡轮机匣(1)上，另一端固定在涡轮静盘(4)上；主流通道(12)内若干动叶(3)与涡轮动盘(5)固定连接；动叶(3)与涡轮机匣(1)之间留有空隙。3.根据权利要求1或2所述的涡轮盘，其特征在于：动盘内封严环(8)轴向长度与转静盘腔轴向间距之比S1/S大于0.5，静盘外封严环(6)与动盘内封严环(8)在径向的投影有重叠，静盘内封严环(10)至动盘(5)盘面的距离与转静盘腔轴向间距之比S5/S小于0.5，静盘内封严环和动盘内封严环有一定的重叠，而静盘内封严环径向厚度h2为3～5mm。4.根据权利要求1或3所述的涡轮盘，其特征在于：所述凸台环(14)首端或邻近静盘(4)处截面与静盘壁面采用圆弧平滑连接，凸台环末端截面与静盘内封严环(10)采用凸圆弧连接或采用凹圆弧连接；而静盘内封严环(10)末端凸环(9)的横截面为直角梯形，且凸环(9)截面的直角梯形的下底与静盘内封严环(10)连接。5.根据权利要求1或3所述的涡轮盘，其特征在于：静盘外封严环面向动盘内封严环(8)的表面与静盘(4)壁面的夹角β为100°～120°，动叶(3)根部、轮毂端面、动盘内封严环(8)平滑过渡，动盘内封严环(8)和动盘(5)端面之间平滑过渡。6.根据权利要求4所述的涡轮盘，其特征在于：静盘内封严环(10)末端面处凸环截面(9)上底面与动盘内封严环(8)距离为2～4mm，齿高不超过4mm，上底S3为0.5～1.5mm，上顶角α为100°～120°。7.根据权利要求4所述的涡轮盘，其特征在于：静盘内封环(10)首端凸台环(14)的厚度h1高于梯形齿(9)，但低于动盘内封严环(8)，且静盘内封环(10)首端凸台的轴向长度S4与静盘外容腔(7)至动盘内封严环末端面距离S2之比S4/S2为0.5～1。8.根据权利要求5所述的涡轮盘，其特征在于：动盘内封严环(8)末端面向静盘的端面的最小径向距离为1～2mm，动盘内封严环(8