本發(fā)明涉及一種軸流-離心葉輪整體葉盤(pán)結(jié)構(gòu)、與該結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的懸臂靜子及其軸流-離心組合壓縮系統(tǒng)。具體涉及應(yīng)用于小型燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、裕度大、可靠性高的軸流-離心組合壓縮系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

小型燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)多采用軸流-離心組合壓氣機(jī)、單級(jí)離心壓氣機(jī)或者兩級(jí)離心壓氣機(jī)等作為其壓縮系統(tǒng)。離心壓氣機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、單級(jí)壓比高而被廣泛采用，但其自身固有的效率低且單級(jí)壓比受限的問(wèn)題尤為突出，這對(duì)經(jīng)濟(jì)性要求較高的發(fā)動(dòng)機(jī)是非常明顯的缺陷。

軸流-離心組合壓氣機(jī)由于效率較高，是小型燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮系統(tǒng)的首選。但軸流壓氣機(jī)級(jí)的增加導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特別是軸流轉(zhuǎn)子葉輪使得轉(zhuǎn)子系統(tǒng)零件增加，轉(zhuǎn)子傳扭和運(yùn)行的可靠性降低，為發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)帶來(lái)困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種軸流-離心整體葉盤(pán)式組合壓縮系統(tǒng)，其軸流轉(zhuǎn)子葉輪與離心葉輪采用一體化的整體葉盤(pán)結(jié)構(gòu)、以及一體化的整體葉輪外環(huán)結(jié)構(gòu)、與之相適應(yīng)的軸流靜子采用懸臂結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了壓縮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性，降低生產(chǎn)成本；懸臂靜子的采用，可提高軸流壓氣機(jī)級(jí)的喘振裕度，進(jìn)一步提高組合壓縮系統(tǒng)的喘振裕度，拓寬發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行包線(xiàn)。

本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：

一種軸流-離心整體葉盤(pán)式組合壓縮系統(tǒng)，包括軸流壓氣機(jī)和離心壓氣機(jī)，所述軸流壓氣機(jī)包括軸流轉(zhuǎn)子和軸流靜子，所述離心壓氣機(jī)包括離心葉輪和徑向-軸向擴(kuò)壓器，其中，所述軸流轉(zhuǎn)子設(shè)置在所述軸流靜子的上游，所述離心葉輪設(shè)置在所述軸流靜子的下游，所述軸流靜子位于所述軸流轉(zhuǎn)子和離心葉輪之間，所述徑向-軸向擴(kuò)壓器設(shè)置在離心葉輪的下游，其特征在于，

--所述軸流轉(zhuǎn)子與離心葉輪聯(lián)接一體為軸流-離心整體葉盤(pán)，所述整體葉盤(pán)包括軸流葉片、離心葉片和支承輪盤(pán)，所述軸流葉片固定設(shè)置在所述支承輪盤(pán)的上游，所述離心葉片固定設(shè)置在所述支承輪盤(pán)的下游，所述軸流葉片與離心葉片之間的軸向空間用以布置軸流靜子；

--所述軸流壓氣機(jī)的葉輪外環(huán)、離心壓氣機(jī)的葉輪外環(huán)聯(lián)接一體為軸流-離心整體葉輪外環(huán)，所述整體葉輪外環(huán)的上游為軸流轉(zhuǎn)子的葉輪外環(huán)，所述整體葉輪外環(huán)的下游為離心葉輪的葉輪外環(huán)，所述軸流葉片、離心葉片的葉尖與所述整體葉輪外環(huán)的內(nèi)表面之間具有一定的間隙，以保證所述軸流轉(zhuǎn)子和離心葉輪正常旋轉(zhuǎn)，所述軸流轉(zhuǎn)子的葉輪外環(huán)與離心葉輪的葉輪外環(huán)之間的整體葉輪外環(huán)上設(shè)置有沿周向布置的1個(gè)用以裝配靜子外環(huán)的裝配預(yù)留空腔；

--所述軸流靜子為懸臂結(jié)構(gòu)，靜子葉片直接設(shè)置在靜子外環(huán)上，所述靜子葉片的葉尖與所述支承輪盤(pán)之間設(shè)置有一定的間隙，以保證支承輪盤(pán)正常旋轉(zhuǎn)，所述軸流靜子在周向被分割成若干等分，從所述整體葉輪外環(huán)的裝配預(yù)留空腔裝入各等分的靜子外環(huán)，通過(guò)所述裝配預(yù)留空腔頂部?jī)蓚?cè)的圓柱面對(duì)靜子外環(huán)進(jìn)行徑向限位，所述裝配預(yù)留空腔頂部開(kāi)口部分布置壓環(huán)，所述壓環(huán)通過(guò)其底部的配合面壓緊各所述靜子外環(huán)，限制其徑向向外的活動(dòng)空間。

優(yōu)選地，所述離心葉片包括主葉片和分流葉片。

優(yōu)選地，所述支承輪盤(pán)通過(guò)其右端面的圓弧端齒與動(dòng)力端的渦輪聯(lián)接以定心、傳扭，所述支承輪盤(pán)的左端面與其它零件聯(lián)接，用于施加軸向力以壓緊圓弧端齒結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述軸流靜子在周向被分割成3或4等分。

優(yōu)選地，最后一等分靜子外環(huán)裝入所述裝配預(yù)留空腔后，用所述壓環(huán)壓緊各所述靜子外環(huán)，限制其徑向向外的活動(dòng)空間。

優(yōu)選地，所述裝配預(yù)留空腔的頂部開(kāi)口的周?chē)_(kāi)設(shè)有葉輪外環(huán)溝槽，所述溝槽中布置密封圈。通過(guò)壓入葉輪外環(huán)溝槽的o形密封圈密封氣流，溝槽為沿裝配預(yù)留空腔一周的o形密封圈槽。

優(yōu)選地，所述整體葉輪外環(huán)的裝配預(yù)留空腔在周向只占據(jù)(360/n+20)度的角度，整體葉輪外環(huán)的其余部分為與所述壓環(huán)一樣的結(jié)構(gòu)，其中，n為軸流靜子的等分?jǐn)?shù)。

同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的軸流-離心整體葉盤(pán)式組合壓縮系統(tǒng)，其軸流轉(zhuǎn)子葉輪與離心葉輪采用一體化的整體葉盤(pán)結(jié)構(gòu)、以及一體化的整體葉輪外環(huán)結(jié)構(gòu)、與之相適應(yīng)的軸流靜子采用懸臂結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了壓縮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性，降低生產(chǎn)成本；懸臂靜子的采用，可提高軸流壓氣機(jī)級(jí)的喘振裕度，進(jìn)一步提高組合壓縮系統(tǒng)的喘振裕度，拓寬發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行包線(xiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的軸流-離心整體葉盤(pán)式組合壓縮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的整體葉輪外環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1、2所示，本發(fā)明的軸流-離心整體葉盤(pán)式組合壓縮系統(tǒng)，包括一級(jí)軸流壓氣機(jī)、一級(jí)離心壓氣機(jī)和靜子機(jī)匣。軸流壓氣機(jī)包括軸流轉(zhuǎn)子和軸流靜子2，離心壓氣機(jī)包括離心葉輪和徑向-軸向擴(kuò)壓器3。其中，軸流轉(zhuǎn)子設(shè)置在軸流靜子2的上游，離心葉輪設(shè)置在軸流靜子2的下游，軸流靜子位于軸流轉(zhuǎn)子和離心葉輪之間，徑向-軸向擴(kuò)壓器3設(shè)置在離心葉輪的下游。軸流轉(zhuǎn)子與離心葉輪聯(lián)接一體為軸流-離心整體葉盤(pán)1。

整體葉盤(pán)1包括數(shù)片軸流葉片1a、離心葉片1b(包括主葉片和分流葉片)和支承輪盤(pán)1c，軸流葉片1a固定設(shè)置在支承輪盤(pán)1c的上游，離心葉片1b固定設(shè)置在支承輪盤(pán)1c的下游，軸流葉片1a與離心葉片1b之間的軸向空間用以布置軸流靜子2。支承輪盤(pán)1c通過(guò)其右端面的圓弧端齒12與動(dòng)力端的渦輪聯(lián)接以定心、傳扭。支承輪盤(pán)1c的左端面11與其它零件聯(lián)接，用于施加軸向力以壓緊圓弧端齒結(jié)構(gòu)。

為了與軸流-離心整體葉盤(pán)結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，軸流壓氣機(jī)的葉輪外環(huán)、離心壓氣機(jī)的葉輪外環(huán)聯(lián)接一體為軸流-離心整體葉輪外環(huán)4，整體葉輪外環(huán)4的上游形為軸流轉(zhuǎn)子的葉輪外環(huán)，整體葉輪外環(huán)4的下游形為離心葉輪的葉輪外環(huán)，軸流葉片1a、離心葉片1b的葉尖與整體葉輪外環(huán)4的內(nèi)表面之間具有一定的間隙，以保證軸流轉(zhuǎn)子和離心葉輪正常旋轉(zhuǎn)。軸流轉(zhuǎn)子的葉輪外環(huán)與離心葉輪的葉輪外環(huán)之間的整體葉輪外環(huán)4上設(shè)置有沿周向布置的1個(gè)用以裝配靜子外環(huán)的裝配預(yù)留空腔4a。

軸流葉片1a下游的軸流靜子2采用懸臂結(jié)構(gòu)，即靜子無(wú)內(nèi)環(huán)，靜子葉片根部直接設(shè)置在靜子外環(huán)上，靜子葉片的葉尖與支承輪盤(pán)1c之間具有一定的間隙δ，以保證支承輪盤(pán)1c正常旋轉(zhuǎn)。該軸流靜子2在周向被分割成3或4等分，從整體葉輪外環(huán)4的裝配預(yù)留空腔4a裝入靜子外環(huán)，通過(guò)裝配預(yù)留空腔4a頂部?jī)蓚?cè)的圓柱面24對(duì)靜子外環(huán)進(jìn)行徑向限位，并沿周向滑動(dòng)以錯(cuò)開(kāi)裝配預(yù)留空腔4a(圖2)。最后一等分靜子外環(huán)裝入后，用壓環(huán)5通過(guò)其底部的配合面25壓緊軸流靜子2的靜子外環(huán)，限制其徑向向外的活動(dòng)空間，并通過(guò)壓入葉輪外環(huán)溝槽4b的o形密封圈密封氣流，溝槽4b為沿裝配預(yù)留空腔4a一周的o形密封圈槽。整體葉輪外環(huán)4的裝配預(yù)留空腔4a在周向只占據(jù)(360/n+20)度的角度，其余為與壓環(huán)5一樣的結(jié)構(gòu)(n為軸流靜子的等分?jǐn)?shù))。

本發(fā)明軸流-離心組合壓縮系統(tǒng)，適用于小型燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)子和葉輪外環(huán)均由1個(gè)零件組成，簡(jiǎn)化了壓縮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性，降低生產(chǎn)成本；懸臂靜子的采用，可提高軸流壓氣機(jī)級(jí)的喘振裕度，進(jìn)一步提高組合壓縮系統(tǒng)的喘振裕度，拓寬發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行包線(xiàn)。

此外，需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書(shū)中所描述的具體實(shí)施例，其零、部件的形狀、所取名稱(chēng)等可以不同。凡依本發(fā)明專(zhuān)利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡(jiǎn)單變化，均包括于本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。