CN111520362A - 扩压器、离心压气机及扩压器的装配工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种扩压器、离心压气机及扩压器的装配工艺，扩压器包含机匣本体、多个扩压器叶片以及机匣盖板。多个扩压器叶片设置于机匣本体的前端面并在周向上间隔布置，至少一个扩压器叶片的前端面设置有凸台。机匣盖板设置于多个扩压器叶片的前端面，机匣盖板开设有与凸台一一对应的通槽。凸台容置于通槽，且凸台的前端面显露于机匣盖板的前端面，机匣盖板通过凸台与通槽的焊接设置于多个扩压器叶片。通过上述设计，本发明提出的扩压器在装配过程中，能够在凸台与通槽的接缝处进行焊接，而实现机匣盖板与扩压器叶片的焊接，从而能够大幅降低焊接难度，避免虚焊和漏焊等不良的发生，进而可以避免焊接部位在工作中出现裂纹或断裂故障。

Description

扩压器、离心压气机及扩压器的装配工艺

技术领域

本发明涉及离心压气机技术领域，尤其涉及一种扩压器、离心压气机及扩压器的装配工艺。

背景技术

图1示出一种现有离心压气机的扩压器结构的扩压器叶片110的结构形式，图2示出一种现有离心压气机的扩压器结构的局部剖视图。如图1所示，现有离心压气机的扩压器叶片110通常是采用进出口厚度薄且中间厚度大的结构形式，叶片高度较小，弦长较大。如图2所示，现有扩压器结构的本体机匣120和扩压器叶片110通常采用整体成型制造而成，扩压器叶片110和盖板130之间通过焊接成一整体。

由于扩压器叶片110，尤其是径向扩压器叶片110的稠度(叶片弦长与相邻两叶片沿周向间的间距之比)通常都很大，并且叶片高度较小，导致扩压器叶片110与盖板130之间的供焊接操作的操作空间很小，焊接难度非常大，容易导致虚焊和漏焊等不良产生。

随着压气机转子转速的提高或气动负荷的增大，扩压器叶片110承受着很大的气动载荷，在工作中叶片尤其是叶根(包括焊接部位)承受着较大的稳态应力，当焊接部位出现虚焊和漏焊时，由于应力集中效应，焊接部位承受的稳态应力将会急剧增大；同时受气动性能的影响，扩压器叶片110本身的厚度通常较小，刚度较低，工作中容易出现气流导致的叶片振动或共振出现，叶根(包括焊接部位)承受较大的振动应力，当焊接部位出现虚焊和漏焊时，叶片的刚度进一步降低，将进一步加剧叶片的振动或共振现象，并且由于应力集中效应，焊接部位承受的振动应力也将会急剧增大。

基于上述因素，均会导致现有扩压器的扩压器叶片110与盖板130之间的焊接部位承受很大的应力(包括稳态应力和振动应力)，使得焊接部位容易出现裂纹或断裂故障，当存在虚焊和漏焊时，焊接部位出现故障的情况更为普遍。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种焊接难度较低、有效避免虚焊和漏焊现象产生的扩压器。

本发明的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种具有上述扩压器的离心压气机。

本发明的又一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种扩压器的装配工艺。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供一种扩压器，设置于离心压气机。其中，所述扩压器包含机匣本体、多个扩压器叶片以及机匣盖板。所述多个扩压器叶片设置于所述机匣本体的前端面并在周向上间隔布置，至少一个所述扩压器叶片的前端面设置有凸台。所述机匣盖板设置于所述多个扩压器叶片的前端面，所述机匣盖板开设有与所述凸台一一对应的通槽。其中，所述凸台容置于所述通槽，且所述凸台的前端面显露于所述机匣盖板的前端面，所述机匣盖板通过所述凸台与所述通槽的焊接设置于所述多个扩压器叶片。

根据本发明的其中一个实施方式，所述扩压器叶片的前端面设置有两个所述凸台，所述两个凸台分别位于所述扩压器叶片的两端部。

根据本发明的其中一个实施方式，所述扩压器叶片的前端面设置有三个所述凸台，所述三个凸台的其中两个分别位于所述扩压器叶片的两端部，所述三个凸台的其中另一个位于所述扩压器叶片的中部。

根据本发明的其中一个实施方式，所述通槽与所述凸台的形状匹配。

根据本发明的其中一个实施方式，所述通槽与所述凸台为间隙配合，而使所述通槽与所述凸台之间形成配合缝隙，所述配合缝隙内设置有焊料。

根据本发明的其中一个实施方式，所述多个扩压器叶片的前端面均设置有所述凸台。

根据本发明的其中一个实施方式，各所述扩压器叶片的前端面设置的所述凸台的数量和布置位置均相同。

根据本发明的另一个方面，提供一种离心压气机，包含扩压器。其中，所述扩压器为本发明提出的并在上述实施方式中所述的扩压器。

根据本发明的又一个方面，提供一种扩压器的装配工艺。其中，所述扩压器的装配工艺包含以下步骤：

在机匣本体的前端面设置扩压器叶片；

在扩压器叶片的前端面设置凸台；

在机匣盖板上开设通槽；

将所述机匣盖板盖设在所述机匣本体的前侧，所述凸台容置于所述通槽；以及

焊接所述凸台与所述通槽。

根据本发明的其中一个实施方式，所述通槽与所述凸台为间隙配合，而使所述通槽与所述凸台之间形成配合缝隙。其中，所述扩压器的装配工艺还包括在所述配合缝隙中灌注焊料的步骤。其中，对所述凸台与所述通槽的焊接，是对所述配合缝隙中的焊料进行焊接。

由上述技术方案可知，本发明提出的扩压器、离心压气机及扩压器的装配工艺的优点和积极效果在于：

本发明提出的扩压器包含机匣本体、多个扩压器叶片以及机匣盖板。多个扩压器叶片设置于机匣本体的前端面并在周向上间隔布置，至少一个扩压器叶片的前端面设置有凸台。机匣盖板设置于多个扩压器叶片的前端面，机匣盖板开设有与凸台一一对应的通槽。其中，凸台容置于通槽，且凸台的前端面显露于机匣盖板的前端面，机匣盖板通过凸台与通槽的焊接设置于多个扩压器叶片。通过上述设计，本发明提出的扩压器在装配过程中，能够在凸台与通槽的接缝处进行焊接，而实现机匣盖板与扩压器叶片的焊接，从而能够大幅降低焊接难度，避免虚焊和漏焊等不良的发生，进而可以避免焊接部位在工作中出现裂纹或断裂故障。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施方式的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是一种现有离心压气机的扩压器结构的扩压器叶片的示意图；

图2是一种现有离心压气机的扩压器结构的局部剖视图；

图3是根据一示例性实施方式示出的一种扩压器的机匣本体的局部示意图；

图4是图3示出的扩压器的机匣盖板的局部示意图；

图5是图3示出的扩压器的机匣本体与机匣盖板的局部装配示意图。

附图标记说明如下：

110.扩压器叶片；120.本体机匣；130.盖板；210.扩压器叶片；211.第一凸台；212.第二凸台；220.机匣本体；230.机匣盖板；231.通槽。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本发明。

在对本发明的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本发明的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本发明的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本发明范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之间”、“之内”等来描述本发明的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。

参阅图3，其代表性地示出了本发明提出的扩压器的机匣本体的局部示意图。在该示例性实施方式中，本发明提出的扩压器是以应用于离心压气机为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本发明的相关设计应用于其他类型的扩压器或其他设备中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本发明提出的扩压器的原理的范围内。

如图3所示，在本实施方式中，本发明提出的扩压器能够设置在离心压气机中，且该扩压器包含机匣本体220、多个扩压器叶片210以及机匣盖板230。配合参阅图4和图5，图4中代表性地示出了能够体现本发明原理的扩压器的机匣盖板230的局部示意图；图5中代表性地示出了能够体现本发明原理的扩压器的机匣本体220与机匣盖板230局部装配示意图。以下将结合上述附图，对本发明提出的扩压器的各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行详细说明。

如图3至图5所示，在本实施方式中，多个扩压器叶片210设置在机匣本体220的前端面并在周向上间隔布置。其中，每个扩压器叶片210的前端面设置有凸台。机匣盖板230设置在机匣本体220的前侧并与多个扩压器叶片210的前端面焊接，机匣盖板230开设置有与上述凸台一一对应的通槽。据此，当机匣盖板230安装于机匣本体220时，机匣盖板230是设置在多个扩压器叶片210的前端面，且各凸台分别容置于各通槽中，凸台的前端面经由通槽显露于机匣盖板230的前端面。其中，机匣盖板230是通过在凸台与通槽之间进行焊接而设置在机匣盖板230上。通过上述设计，本发明提出的扩压器在装配过程中，能够在凸台与通槽的接缝处进行焊接，而实现机匣盖板230与扩压器叶片210的焊接，从而能够大幅降低焊接难度，避免虚焊和漏焊等不良的发生，进而可以避免焊接部位在工作中出现裂纹或断裂故障。

较佳地，如图3和图4所示，在本实施方式中，扩压器叶片210的前端面可以优选地设置有两个凸台，为了便于理解和说明，并区分于下述的设置在扩压器叶片210的中部的凸台，本说明书中将这两个凸台定义为第一凸台211。其中，两个第一凸台211分别优选地位于扩压器叶片210的两端部，即扩压器叶片210的靠近扩压器的进口和出口的两端部上分别设置有一个第一凸台211。

相应地，如图3和图5所示，基于扩压器叶片210的前端面的两端部分别设置有第一凸台211的设计，在本实施方式中，机匣盖板230对应这些第一凸台211分别开设有通槽，为了便于理解和说明，并区分于下述的对应于扩压器叶片210的第二凸台的通槽，本说明书中将这些通槽定义为第一通槽231。即，机匣盖板230上开设有多个第一通槽231，这些第一通槽231分别与多个第一凸台211一一对应地布置。

进一步地，在其他实施方式中，基于扩压器叶片210的两端部分别设置有第一凸台211的设计，还可以优选地在扩压器叶片210的中部设置有凸台。为了区分于上述设置在扩压器叶片210的两端部的第一凸台211，本说明书中定义上述设置在扩压器叶片210的中部的凸台为第二凸台。其中，第二凸台可以为一个或者多个。

相应地，基于扩压器叶片210的中部设置有第二凸台的设计，机匣盖板230对应这些第二凸台分别开设有多个通槽。为了区分于上述第一通槽231，本说明书中定义上述对应于第二凸台的通槽为第二通槽。

例如，在本发明的另一实施方式中，扩压器叶片210的前端面设置有三个凸台，这三个凸台分别为设置在扩压器叶片210的前端面的两端部的两个第一凸台211以及设置在扩压器叶片210的前端面的中部的一个第二凸台。相应地，机匣盖板230对应该扩压器叶片210，开设有两个第一通槽231和一个第二通槽。据此，当机匣盖板230设置于扩压器叶片210时，两个第一通槽231分别容置该扩压器叶片210的两个第一凸台211，且第二通槽容置该扩压器叶片210的第二凸台。

较佳地，如图3所示，在本实施方式中，通槽与凸台的形状可以优选为相互匹配。其中，上述相互匹配的描述可以理解为通槽的形状与凸台的形状相同，且通槽的尺寸等于或者略大于凸台的尺寸。

较佳地，在本实施方式中，通槽与凸台之间的配合方式可以优选地采用间隙配合。即，通槽的尺寸大于与其配合的凸台的尺寸。据此，当凸台容置在与之配合的通槽中时，通槽与凸台之间形成配合缝隙。在此基础上，可以优选地在上述配合缝隙内设置焊料，以在装配过程中对上述位置的焊料进行焊接，从而实现对机匣盖板230与扩压器叶片210的焊接。

较佳地，在本实施方式中，本发明提出的扩压器可以优选地在其全部扩压器叶片210的前端面均设置有凸台。据此，机匣盖板230可以通过通槽与凸台的配合实现与全部扩压器叶片210的连接。

进一步地，基于扩压器的全部扩压器叶片210均设置有凸台的设计，在本实施方式中，各扩压器叶片210的前端面设置的凸台的数量和布置位置可以优选为均相同。在其他实施方式中，当全部扩压器叶片210均设置有凸台时，或者多个扩压器叶片210中的一个以上的一部分设置有凸台时，设置有凸台的这些扩压器叶片210上凸台的数量和布置形式亦可不完全相同，或者完全不相同，均不以本实施方式为限。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的扩压器仅仅是能够采用本发明原理的许多种扩压器中的几个示例。应当清楚地理解，本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的扩压器的任何细节或扩压器的任何部件。

基于上述对本发明提出的扩压器的一个示例性实施方式的详细说明，以下将对本发明提出的离心压气机的一个示例性实施方式进行说明。

在本实施方式中，本发明提出的离心压气机包含扩压器。其中，该扩压器为本发明提出的并在上述实施方式中详细说明的扩压器。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的离心压气机仅仅是能够采用本发明原理的许多种离心压气机中的几个示例。应当清楚地理解，本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的离心压气机的任何细节或离心压气机的任何部件。

基于上述对本发明提出的扩压器的一个示例性实施方式的详细说明，以下将对本发明提出的扩压器的装配工艺的一个示例性实施方式进行说明。

在本实施方式中，本发明提出的扩压器的装配工艺包含以下步骤：

在机匣本体的前端面设置扩压器叶片；

在扩压器叶片的前端面设置凸台；

在机匣盖板上开设通槽；

将机匣盖板盖设在机匣本体的前侧，凸台容置于通槽；以及

焊接凸台与通槽。

较佳地，在本实施方式中，通槽与凸台的配合关系可以优选为间隙配合，而使通槽与凸台之间形成配合缝隙。在此基础上，在扩压器的装配工艺中，还包括在配合缝隙中灌注焊料的步骤。即，上述对凸台与通槽的焊接步骤中，是对配合缝隙中的焊料进行焊接。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的扩压器的装配工艺仅仅是能够采用本发明原理的许多种装配工艺中的几个示例。应当清楚地理解，本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的装配工艺的任何细节或任何步骤。

综上所述，本发明提出的扩压器包含机匣本体、多个扩压器叶片以及机匣盖板。多个扩压器叶片设置于机匣本体的前端面并在周向上间隔布置，至少一个扩压器叶片的前端面设置有凸台。机匣盖板设置于机匣本体的前侧并与多个扩压器叶片的前端面焊接，机匣盖板开设有与凸台一一对应的通槽。其中，凸台容置于通槽，且凸台的前端面显露于机匣盖板的前端面。通过上述设计，本发明提出的扩压器在装配过程中，能够在凸台与通槽的接缝处进行焊接，而实现机匣盖板与扩压器叶片的焊接，从而能够大幅降低焊接难度，避免虚焊和漏焊等不良的发生，进而可以避免焊接部位在工作中出现裂纹或断裂故障。

另外，为验证本发明提出的扩压器的技术效果，申请人将该扩压器安装在已取得中国民航适航证的涡轴发动机中，并进行了大量台架试验，实验结果和外场使用情况表明采用本发明提出的扩压器时，扩压器叶片与机匣盖板的焊接部位焊接牢靠，未出现裂纹或断裂故障，使用结果可靠。

以上详细地描述和/或图示了本发明提出的扩压器、离心压气机及扩压器的装配工艺的示例性实施方式。但本发明的实施方式不限于这里所描述的特定实施方式，相反，每个实施方式的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施方式的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施方式的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。此外，权利要求书及说明书中的术语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。

虽然已根据不同的特定实施例对本发明提出的扩压器、离心压气机及扩压器的装配工艺进行了描述，但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本发明的实施进行改动。

Claims (10)

1.一种扩压器，设置于离心压气机，其特征在于，所述扩压器包含：

机匣本体；

多个扩压器叶片，设置于所述机匣本体的前端面并在周向上间隔布置，至少一个所述扩压器叶片的前端面设置有凸台；以及

机匣盖板，设置于所述多个扩压器叶片的前端面，所述机匣盖板开设有与所述凸台一一对应的通槽；

其中，所述凸台容置于所述通槽，且所述凸台的前端面显露于所述机匣盖板的前端面，所述机匣盖板通过所述凸台与所述通槽的焊接设置于所述多个扩压器叶片。

2.根据权利要求1所述的扩压器，其特征在于，所述扩压器叶片的前端面设置有两个所述凸台，所述两个凸台分别位于所述扩压器叶片的两端部。

3.根据权利要求1所述的扩压器，其特征在于，所述扩压器叶片的前端面设置有三个所述凸台，所述三个凸台的其中两个分别位于所述扩压器叶片的两端部，所述三个凸台的其中另一个位于所述扩压器叶片的中部。

4.根据权利要求1所述的扩压器，其特征在于，所述通槽与所述凸台的形状匹配。

5.根据权利要求1所述的扩压器，其特征在于，所述通槽与所述凸台为间隙配合，而使所述通槽与所述凸台之间形成配合缝隙，所述配合缝隙内设置有焊料。

6.根据权利要求1所述的扩压器，其特征在于，所述多个扩压器叶片的前端面均设置有所述凸台。

7.根据权利要求6所述的扩压器，其特征在于，各所述扩压器叶片的前端面设置的所述凸台的数量和布置位置均相同。

8.一种离心压气机，包含扩压器，其特征在于，所述扩压器为权利要求1～7任一项所述的扩压器。

9.一种扩压器的装配工艺，其特征在于，包含以下步骤：

在机匣本体的前端面设置扩压器叶片；

在扩压器叶片的前端面设置凸台；

在机匣盖板上开设通槽；

将所述机匣盖板盖设在所述机匣本体的前侧，所述凸台容置于所述通槽；以及

焊接所述凸台与所述通槽。

10.根据权利要求9所述的扩压器的装配工艺，其特征在于，所述通槽与所述凸台为间隙配合，而使所述通槽与所述凸台之间形成配合缝隙；其中，所述扩压器的装配工艺还包括以下步骤：

在所述配合缝隙中灌注焊料；

其中，对所述凸台与所述通槽的焊接，是对所述配合缝隙中的焊料进行焊接。

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