一种发动机涡轮盘预旋系统用盖板盘结构的制作方法

本发明涉及预旋系统用盖板盘结构设计技术领域，具体涉及一种发动机涡轮盘预旋系统用盖板盘结构。

背景技术：

发动机涡轮盘转子叶片冷却气体供气结构的设计是在地面燃气轮机、航空发动机领域有重要实际意义的工程性问题。

在以往的地面燃气轮机、航空发动机结构设计中，叶片供气系统盖板盘的设计往往不能传递扭矩，因此扭矩的传递往往需要通过高压涡轮盘来实现。但高压涡轮盘的维护成本较高，很难进行单独的维护。因此迫切需要提出一种更优的盖板盘结构。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种发动机涡轮盘预旋系统用盖板盘结构，摈弃原有的独立无传扭盖板盘的结构，盖板盘本体与压气机盘之间采用圆弧端齿结构，盖板盘本体与涡轮盘转子叶片之间采用法兰连接结构实现连接，能够实现盖板盘本体的传递扭矩及集气功能。

为实现上述目的，本发明提供一种发动机涡轮盘预旋系统用盖板盘结构，所述发动机为地面燃气轮机或航空发动机，所述盖板盘结构包括盖板盘本体，所述盖板盘本体的内端部与涡轮盘转子叶片之间通过法兰连接结构实现连接，所述盖板盘本体的外端部紧密贴合在涡轮盘转子叶片的榫头集气腔的左端面的上方，所述盖板盘本体的内侧面型线与涡轮盘转子叶片之间形成一个冷气供气腔，所述盖板盘本体的内端部的左侧面设置第一圆弧端齿，压气机盘上设置与所述第一圆弧端齿相啮合的第二圆弧端齿。

进一步地，所述盖板盘本体的内端部朝向涡轮盘转子叶片的一侧面设置外圆柱定位面，所述涡轮盘转子叶片上设置与所述外圆柱定位面相配合的内圆柱定位面。

进一步地，所述外圆柱定位面与所述内圆柱定位面之间的配合方式采用过盈配合或者过渡配合。

进一步地，所述盖板盘本体上面向压气机盘的一侧面设置有低位蓖齿和高位蓖齿，所述低位蓖齿位于所述盖板盘本体的低半径位置，所述高位蓖齿位于所述盖板盘本体的高半径位置，所述压气机盘上分别设置有与所述低位蓖齿和所述高位蓖齿相配合的低位密封面和高位密封面。

进一步地，所述盖板盘本体的内侧面型线上且位于榫头集气腔的左端面的中部设置有第一加强环，所述第一加强环与榫头集气腔的左端面之间留有间隙。

进一步地，所述盖板盘本体的内侧面型线上且位于榫头集气腔的左端面的底部设置第二加强环，所述第二加强环上开设有引气槽。

进一步地，所述第二加强环与榫头集气腔的左端面的底部之间的配合方式采用圆柱面配合方式或者锥面配合方式。

进一步地，位于所述低位密封面和所述高位密封面之间的所述压气机盘上呈周向设置有冷气供气孔，所述盖板盘本体上且正对于所述供气孔的位置开设有冷气接收孔。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：本发明针对现有技术中，在以往的燃气轮机、航空发动机结构设计中，叶片供气系统盖板盘的设计往往不能传递扭矩，不便于维护的技术问题，提供一种发动机涡轮盘预旋系统用盖板盘结构，所述发动机为地面燃气轮机或航空发动机，所述盖板盘结构包括盖板盘本体，所述盖板盘本体的内端部与涡轮盘转子叶片之间通过法兰连接结构实现连接，所述盖板盘本体的外端部紧密贴合在涡轮盘转子叶片的榫头集气腔的左端面的上方，所述盖板盘本体的内侧面型线与涡轮盘转子叶片之间形成一个冷气供气腔，所述盖板盘本体的内端部的左侧面设置第一圆弧端齿，压气机盘上设置与所述第一圆弧端齿相啮合的第二圆弧端齿。

本发明摈弃原有的独立无传扭盖板盘的结构，盖板盘本体与压气机盘之间采用圆弧端齿结构，盖板盘本体与涡轮盘转子叶片之间采用法兰连接结构实现连接，能够实现盖板盘本体的传递扭矩及集气功能。在该发动机装配过程中，盖板盘、高压涡轮盘、高压涡轮叶片可以组件的状态进行整机装配，从而提高了该发动机的维护性。

附图说明

图1为本发明一种发动机涡轮盘预旋系统用盖板盘结构的装配结构示意图；

图2为本发明一种发动机涡轮盘预旋系统用盖板盘结构的结构示意图；

附图标记：

盖板盘本体1；

内端部1a；

外端部1b；

涡轮盘转子叶片2；

法兰连接结构3；

榫头集气腔4；

左端面5；

内侧面型线6；

供气腔7；

第一圆弧端齿8；

压气机盘9；

第二圆弧端齿10；

外圆柱定位面11；

内圆柱定位面12；

低位蓖齿13；

高位蓖齿14；

低位密封面15；

高位密封面16；

第一加强环17；

间隙18；

第二加强环19；

引气槽20；

供气孔21；

接收孔22。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图1-2，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示：一种发动机涡轮盘预旋系统用盖板盘结构，所述发动机为地面燃气轮机或航空发动机，所述盖板盘结构包括盖板盘本体，所述盖板盘本体的内端部与涡轮盘转子叶片之间通过法兰连接结构实现连接，所述盖板盘本体的外端部紧密贴合在涡轮盘转子叶片的榫头集气腔的左端面的上方，所述盖板盘本体的内侧面型线与涡轮盘转子叶片之间形成一个冷气供气腔，所述盖板盘本体的内端部的左侧面设置第一圆弧端齿，压气机盘上设置与所述第一圆弧端齿相啮合的第二圆弧端齿。

具体而言，如图1和图2所示，一种发动机涡轮盘预旋系统用盖板盘结构，所述发动机为地面燃气轮机或航空发动机，所述盖板盘结构包括盖板盘本体1，所述盖板盘本体1的内端部1a与涡轮盘转子叶片2之间通过法兰连接结构3实现连接，所述盖板盘本体1的外端部1b紧密贴合在涡轮盘转子叶片2的榫头集气腔4的左端面5的上方，所述盖板盘本体1的内侧面型线6与涡轮盘转子叶片2之间形成一个冷气供气腔7，所述盖板盘本体1的内端部1a的左侧面设置第一圆弧端齿8，压气机盘9上设置与所述第一圆弧端齿8相啮合的第二圆弧端齿10。

该实施例中，盖板盘采用上述结构后，在该发动机装配过程中，盖板盘、高压涡轮盘、高压涡轮叶片可以组件的状态进行整机装配，从而提高了该发动机的维护性。

根据本发明的一个实施例，如图1和图2所示，为了保证盖板盘本体和涡轮盘之间的相互定位，在所述盖板盘本体1的内端部1a朝向涡轮盘转子叶片2的一侧面设置外圆柱定位面11，所述涡轮盘转子叶片2上设置与所述外圆柱定位面11相配合的内圆柱定位面12。

根据本发明的一个实施例，如图1和图2所示，所述外圆柱定位面11与所述内圆柱定位面12之间的配合方式采用过盈配合，很显然，所述外圆柱定位面11与所述内圆柱定位面12之间的配合方式也可以采用其他类型，比如采用过渡配合。

根据本发明的一个实施例，如图1和图2所示，为了保证供气的可靠性，在所述盖板盘本体1上面向压气机盘9的一侧面设置有低位蓖齿13和高位蓖齿14，所述低位蓖齿13位于所述盖板盘本体1的低半径位置，所述高位蓖齿14位于所述盖板盘本体1的高半径位置，所述压气机盘9上分别设置有与所述低位蓖齿13和所述高位蓖齿14相配合的低位密封面15和高位密封面16；这样，盖板盘本体1上设计了高位蓖齿14和低位蓖齿13的封严结构，若燃气倒灌入轮缘封严腔内，在高、低位蓖齿结构的作用下，可避免燃气向供气腔的泄漏。气体进入盖板盘本体的内侧面型线6与涡轮盘转子叶片2之间形成的冷气供气腔7后，通过供气腔7在转盘泵效应的作用下，继续向高半径位置流动，最终进入高压涡轮转子叶片榫头处的集气腔内，并最终流入高压涡轮转子叶片的内部，从而实现高压涡轮转子叶片的高效冷却。

根据本发明的一个实施例，如图1和图2所示，为了提高盖板盘本体的外端部1b的强度，避免出现变形，同时不影响供气腔7向涡轮盘转子叶片2的榫头集气腔4内供冷气，在所述盖板盘本体1的内侧面型线6上且位于榫头集气腔4的左端面5的中部设置有第一加强环17，所述第一加强环17与榫头集气腔4的左端面5之间留有间隙18。该实施例中，采用第一加强环17，对盖板盘提供限制左、右两侧偏摆的能力。

根据本发明的一个实施例，如图1和图2所示，为了进一步提高盖板盘本体的外端部1b的强度，避免出现变形，同时不影响供气腔7向涡轮盘转子叶片2的榫头集气腔4内供冷气，在所述盖板盘本体1的内侧面型线6上且位于榫头集气腔4的左端面5的底部设置第二加强环19，所述第二加强环19上开设有引气槽20。

根据本发明的一个实施例，如图1和图2所示，为了便于实现第二加强环19与榫头集气腔4的左端面5的底部之间的准确定位，所述第二加强环19与榫头集气腔4的左端面5的底部之间的配合方式采用圆柱面配合方式；很显然，也可以采用其他配合方式，比如采用锥面配合方式，同样能够起到上述的效果。

根据本发明的一个实施例，如图1和图2所示，为了便于利用冷气供气腔7向涡轮盘转子叶片2提供冷气，以便于降温，位于所述低位密封面15和所述高位密封面16之间的所述压气机盘9上呈周向设置有冷气供气孔21，所述盖板盘本体1上且正对于所述供气孔21的位置开设有冷气接收孔22。

本发明摈弃原有的独立无传扭盖板盘的结构，盖板盘本体与压气机盘之间采用圆弧端齿结构，盖板盘本体与涡轮盘转子叶片之间采用法兰连接结构实现连接，能够实现盖板盘本体的传递扭矩及集气功能。在该发动机装配过程中，盖板盘、高压涡轮盘、高压涡轮叶片可以组件的状态进行整机装配，从而提高了该发动机的维护性。

另外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。