跨音速膨胀机喷嘴制造技术

本实用新型专利技术涉及一种跨音速膨胀机喷嘴，包括环形隔板，所述环形隔板的四周设有若干个叶片，所述环形隔板和叶片为一体成型件，相邻两个叶片之间具有间隙，所述间隙为用于介质流通的流道，所述流道呈非对称的结构。本实用新型专利技术中的隔板和叶片为整体成型件，从而提高了喷嘴的型线精度和整体强度，简化了喷嘴的结构，且其叶片的壁厚与宽度都可以根据实际计算应力的条件进行灵活设计，使得应力状态大大改善。

Transonic expander nozzle

The utility model relates to a transonic expander nozzle, which comprises an annular baffle. The annular baffle is surrounded by a number of blades. The annular baffle and the blade are one forming part, and there is a gap between the adjacent two blades. The gap is a channel for medium flow, and the channel is asymmetrical in structure. The diaphragm and blade in the utility model are integrally formed parts, thereby improving the profile accuracy and overall strength of the nozzle, simplifying the structure of the nozzle, and the thickness and width of the blade can be flexibly designed according to the actual stress calculation conditions, thus greatly improving the stress state.

【技术实现步骤摘要】
跨音速膨胀机喷嘴
本技术涉及喷嘴，具体涉及一种跨音速膨胀机喷嘴。
技术介绍
透平膨胀机，是蒸汽余热回收、空气分离设备及天然气(石油气)液化分离设备和低温粉碎设备等获取电能和冷量所必需的关键部机，是保证整套设备稳定运行的心脏。目前的透平膨胀机，在膨胀比较大的情况下，均采取多级膨胀的方式，使喷嘴内气体流动始终处于音速以下。如图1所示，各级喷嘴均是单个叶片1独立加工完成后装配在隔板2上，或者采用铸造的型式固定在隔板上。喷嘴空间布置精度差，机组结构复杂。
技术实现思路
为了克服上述缺陷，本技术提供一种跨音速膨胀机喷嘴，该喷嘴中的环形隔板和叶片为一体结构，加工精度高，且提高了膨胀机的膨胀效率。本技术为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种跨音速膨胀机喷嘴，包括环形隔板，所述环形隔板的四周设有若干个叶片，所述环形隔板和叶片为一体成型件，相邻两个叶片之间具有间隙，所述间隙为用于介质流通的流道，所述流道呈非对称的结构。优选地，所述流道分为介质的入口段、中间段和出口段，所述入口段的宽度大于中间段的宽度，所述出口段的宽度大于中间段的宽度。优选地，所述流道的入口段至中间段的宽度逐渐减小，所述流道的中间段至出口段的宽度逐渐增大。优选地，所述叶片为非对称结构。优选地，所述叶片是通过铣制工艺一体成型于环形隔板四周的。本技术的有益效果是：本技术包括隔板，所述隔板为整体锻件，利用数控机床直接在锻件上铣出叶片，因此隔板和叶片为整体成型件，从而提高了喷嘴的精度和强度，简化了喷嘴的结构，且其叶片的壁厚与宽度都可以根据实际计算应力的条件进行灵活设计，使得应力状态大大改善；所述叶片为异形结构，从而形成了异形流道，因此减小了喷嘴的损失，使其满足跨音速喷嘴的需求，同时异形结构的喷嘴叶片也便于机床的加工。附图说明图1为现有技术中喷嘴的结构示意图；图2为本技术的结构示意图；图3为图2中A-A处的剖视图；图4为本技术中流道的结构示意图之一；图5为本技术中流道的结构示意图之二；图中：10-环形隔板，11-叶片，12-流道，13-入口段，14-中间段，15-出口段。具体实施方式下面将结合本技术实施例，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例：如图2-5所示，一种跨音速膨胀机喷嘴，包括环形隔板10，所述环形隔板10的四周设有若干个叶片11，所述环形隔板10和叶片11为一体成型件，相邻两个叶片11之间具有间隙，所述间隙为用于介质流通的流道12，所述流道12呈非对称的结构，所述叶片11为非对称结构，所述叶片11是通过铣制工艺一体成型于环形隔板10四周的。本技术中采用整体锻件作为膨胀机隔板，利用数控机床直接在锻件上铣出叶片，因此隔板和叶片为整体成型件，从而提高了喷嘴的精度和强度，简化了喷嘴的结构，且其叶片的壁厚与宽度都可以根据实际计算应力的条件进行灵活设计，使得应力状态大大改善；将叶片设计为异形结构，从而形成了高效异形流道，因此减小了喷嘴的损失，使其满足跨音速喷嘴的需求，同时异形结构的喷嘴叶片也便于机床的加工。如图4和图5所示，所述流道12分为介质的入口段13、中间段14和出口段15，所述入口段的宽度大于中间段的宽度，所述出口段的宽度大于中间段的宽度，所述流道12的入口段至中间段的宽度逐渐减小，所述流道的中间段至出口段的宽度逐渐增大。两个叶片之间形成流道，因为相邻两个叶片的形状不相同，因此形成的流道形状也可能并不相同，总体而言，流道两端的入口段和出口段的宽度大于流道中间段的宽度。本技术的加工过程：首先对拉法尔缩放喷嘴截面数据研究，采用等截面变换到异型截面上，再通过CFD模拟以及实验，调整异型形状以及出口非对称段叶型，得到喷嘴叶型，最后在数控加工机床上整体铣制成型，而得到本技术；应用案例：某电厂转炉产生废热蒸汽约18t/h，如果采用传统喷嘴汽轮机，结构复杂，效率低，采用本技术能使膨胀机结构简单，且效率提高约3％左右，给电厂带来直接经济效率为80万/年。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种跨音速膨胀机喷嘴，其特征在于：包括环形隔板(10)，所述环形隔板(10)的四周设有若干个叶片(11)，所述环形隔板(10)和叶片(11)为一体成型件，相邻两个叶片(11)之间具有间隙，所述间隙为用于介质流通的流道(12)，所述流道(12)呈非对称的结构。

【技术特征摘要】
1.一种跨音速膨胀机喷嘴，其特征在于：包括环形隔板(10)，所述环形隔板(10)的四周设有若干个叶片(11)，所述环形隔板(10)和叶片(11)为一体成型件，相邻两个叶片(11)之间具有间隙，所述间隙为用于介质流通的流道(12)，所述流道(12)呈非对称的结构。2.根据权利要求1所述的跨音速膨胀机喷嘴，其特征在于：所述流道(12)分为介质的入口段(13)、中间段(14)和出口段(15)，所述入口段...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏亮，金鼎铭，张新盛，
申请(专利权)人：苏州欧拉透平机械有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32