[发明专利]一种压气机轮盘及转子

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种压气机轮盘及转子，更具体地涉及一种可调整变形和平衡的压气机轮盘及转子。

背景技术

压气机内的各零部件根据运动形式，分为转子和静子。其中，静子包括：气缸、静叶和持环等；转子包括：轮盘、轴、动叶以及装在一起的其他零件。静叶和动叶统称叶片，动叶安装于轮盘上，静叶直接安装于气缸上，或通过持环安装于气缸上。压气机动叶把透平的机械功传给空气，是压缩空气的关键零件；静叶的功能是把气流在动叶中获得的动能转变为压力能，以提高静压，同时能使气流转弯以适应下一级动叶的进口方向。

压气机中，在转子与静子的部件之间必须有间隙，并要求在工作时不会接触而相碰擦。但过大的间隙会造成动叶顶部间隙处有泄漏及回流，对压气机效率有较大影响，因此，通常总是希望将叶片的径向间隙尽可能小些。这就需要转、静子变形尽可能均匀。就叶片而言，它的变形除了自身的变形还累积了轮盘的变形；就压气机而言，由于轮盘尺寸大于叶片尺寸，控制轮盘的变形，设计一种变形分布均匀的轮盘尤为重要。

为了保证燃气轮机的安全、稳定运行和启停，需要从压气机的某几级中抽取一部分压缩气体通入透平或其后排气通道。通常抽气口布置于压气机静叶后动叶前，受抽气口影响，加之考虑流道的影响，抽气口附近轮盘结构往往不对称。但是，不对称的轮盘结构在高速旋转时，受离心力的影响，易产生离心弯矩作用，出现轴向弯曲变形，使得轮盘蓖齿封严环偏斜，倾斜后的蓖齿封严环表面与未倾斜的静子表面之间的缝隙不均匀，不利于气体密封。为了保证转子在整个工作过程中安全运行，使其在残余不平衡量最不利的的分布情况下，振动值同时满足安全标准要求是必要的。因此，需要设计对轮盘进行平衡的平衡装置。

目前，传统的轮盘设计中位移分布均匀和平衡转子是单独考虑的，平衡装置通常位于上腹板主体平整部位。但该方法不是专门针对非对称轮盘使用的，当应用到非对称轮盘上时，位于上腹板中部的平衡装置对刚度的调节作用不足，为达到轮盘均匀的变形效果，调整很麻烦，甚至需要对腹板的型线进行修改，设计工作量大。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种压气机轮盘及转子，使非对称轮盘在轴向宽度有限且受抽气口影响的情况下，仍能保证较高的位移均匀性及较强的强度，同时能满足平衡精度要求。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种压气机轮盘，包括由外缘向内依次分布的轮缘、上腹板、中间体、下腹板和中心体，所述轮缘、上腹板、中间体、下腹板和中心体为一体结构，所述上、下腹板均关于所述压气机轮盘的基准线对称，所述中间体关于所述基准线不对称，所述中间体的一侧面为长距侧，另一侧面为短距侧，所述长距侧距所述基准线的距离大于所述短距侧；还包括调节凸块，所述调节凸块设置于所述上腹板与所述中间体短距侧的过渡处，所述调节凸块的截面形状为类直角三角形，所述调节凸块的两直角面边分别与所述上腹板和中间体完全贴合，所述调节凸块的斜面上沿其周向开设若干平衡孔。

优选的，前述斜面与基准线的夹角小于43°。

优选的，前述斜面与基准线的夹角为28-38°。

优选的，前述平衡孔垂直于所述斜面设置，且设置于所述斜面的轴向中点上。

优选的，前述平衡孔的数量大于或等于12个，且所述平衡孔沿周向均布于所述斜面上。

优选的，前述平衡孔的数量可以整除圆周角360°。

优选的，前述平衡孔的内壁上设有螺纹。

进一步的，前述轮缘与所述上腹板的过渡处还设有篦齿封严环。

进一步的，前述篦齿封严环、上腹板、中间体、下腹板和中心体的过渡处均采用圆弧过渡。

本发明还提供一种转子，包括如上所述的压气机轮盘。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：

本发明提供的压气机轮盘及转子，考虑压气机抽气口附近压气机轮盘的结构特征，在保证位移分布均匀的基础上，将位移调整装置与平衡调整装置有机的组合到了一起。在压气机轮盘几何形状不对称的条件下，通过简单的方法，即在刚度调节作用较强处——上腹板和中间体的过渡处加设调节凸块，调节凸块的斜面上设置平衡孔，实现了位移调整和平衡功能的组合，在保证强度的基础上，实现了轮盘变形的轴向及径向均匀性，为转静子间隙设计提供了保障，同时能满足旋转机械平衡精度的要求，可降低对质量偏心的要求。所述结构易于生产加工。

附图说明

图1为现有的压气机转静子结构示意图；