一种排气机匣制造技术

本发明专利技术公开了一种排气机闸，包括：环形排气机闸主体、突扩圆管、压力调节阀及出口管，所述环形排气机闸主体包括环形集气扩张段、切向出气段及轴向渐扩段，所述环形排气闸主体通过所述切向出气段与突扩圆管的一端连接，压力调节阀的一端与突扩圆管的另一端连接，压力调节阀的另一端与出口管连接。通过设置切向出气段及周向集气扩张通道，实现了对高速旋流气体的流出方向进行转换，保证了上游叶片排流场沿周向分布的周期性，避免了叶轮机械实验台下游障碍物对上游流场形成干扰。通过设置压力调节阀实现了排气压力损失的可控性，从而实现了对排气机匣内压力的调节。解决了叶轮机械实验台排出的气体难以收集的问题。出的气体难以收集的问题。出的气体难以收集的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种排气机匣


[0001]本专利技术涉及工业工具领域，尤其是涉及一种排气机匣。

技术介绍

[0002]近年来，伴随航空工业的发展，国内对叶轮机械部件级实验台的使用越来越广泛。叶轮机械是一种高速旋转的热力机械，经过叶轮机械部件级实验台的气流往往具有较高的速度，且该速度分量一般以周向速度为主。对于压气机及涡轮实验台而言，其出口的气流马赫数能够达到0.6以上。排气机匣是叶轮机械实验台的重要组成部分。对于亚音速出气机匣而言，下游排气机匣内流场分布的不均匀，会导致上游每个叶栅通道的流场分布不同。此外，出气机匣的排气性能较差也会导致较大的排气压力损失。
[0003]目前，叶轮机械实验台的排气机匣主要有两种类型：其中一种排气机匣为轴向排气机匣，该机匣直接将高速旋流气体从排气机匣出口喷出，另外一种排气机匣为径向排气机匣，该机匣主要由排气机匣和排气收集器构成，可以将压气机轴向流动气流转换为径向流动气流排出，这两种排气机匣均为整环式出气机匣，该排气方式保障了出气机匣内流场的均匀性。
[0004]但是这两种整环式出气机匣仍有弊端，第一方面不仅难以收集排出的气体，而且对出口环境要求较高，即要求机匣出口不能有阻碍气体出流的障碍物，否则会干扰上游流场的均匀性；另一方面，难以对这两种排气机匣内的压力水平进行控制。

技术实现思路

[0005]本专利技术是为了克服整环式出气机匣的排出气体难以收集、排气压力损失难以调节及上游流场均匀性易受机匣出口环境的问题，提供一种排气机匣，实现了对高速旋流气体的流向转换，进而实现了对叶轮机械实验台排出气体的收集，同时也避免了叶轮机械实验台下游障碍物对上游流场形成干扰。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种排气机匣，包括环形排气机闸主体、突扩圆管、压力调节阀及出口管，其特征是，包括：环形排气机闸主体包括环形集气扩张段、切向出气段及轴向渐扩段，环形排气闸主体通过切向出气段与突扩圆管的一端连接，压力调节阀的一端与突扩圆管的另一端连接，压力调节阀的另一端与出口管连接。
[0007]作为优选，环形排气机闸主体还包括：进气轴向平直段及轴向渐扩段，进气轴向平直段与轴向渐扩段连接，轴向渐扩段与环形集气扩张段形成的循环集气腔连接。
[0008]作为优选，轴向渐扩段的扩张角度的角度范围在6
°
至12
°
之间，轴向渐扩段用于形成渐扩通道以降低气体轴向流速。
[0009]作为优选，环形集气扩张段内部由周向集气扩张通道及尖劈构成，尖劈设置于切向出气段与周向集气扩张通道的连接位置处。
[0010]作为优选，环形集气扩张段的直径扩张方向与气流旋流方向相同。
[0011]作为优选，尖劈用于将流向切向出气段的气流分离为两股气流，一股气流为流入切向出气段的切向出气气流，另一股气流为流入周向集气扩张通道的循环气流。
[0012]作为优选，切向出气段的出气方向与环形集气扩张段中气流旋流的切线方向相同。
[0013]作为优选，压力调节阀用于调节排气机匣主体内的气体压力。
[0014]作为优选，出口管用于将流入的气体集中排出。
[0015]因此，本专利技术具有如下有益效果：通过设置切向出气段及周向集气扩张通道，实现了对高速旋流气体的流出方向进行转换，保证了上游叶片排流场沿周向分布的周期性，避免了叶轮机械实验台下游障碍物对上游流场形成干扰。
[0016]通过设置压力调节阀实现了排气压力损失的可控性，从而实现了对排气机匣内压力的调节。
[0017]解决了叶轮机械实验台排出的气体难以收集的问题。
附图说明
[0018]图1是本实施例的一种装置结构示意图；图2是本实施例中验证排气机匣性能的叶形示意图；图3是本实施例的另一种装置结构示意图；图4是本实施例的另一种装置结构示意图；图5为叶片排出口的压力分布示意图。
[0019]图中：1、环形排气机闸主体 2、突扩圆管 3、压力调节阀 4、出口管 5、切向出气腔 6、循环集气腔 7、渐扩角 11、环形集气扩张段 12、切向出气段 13、轴向渐扩段 14、进气轴向平直段 111、周向集气扩张通道 112、尖劈。
具体实施方式
[0020]下面结合附图与具体实施方式对本专利技术做进一步的描述。
[0021]如图1所示，图1为排气机匣的主视图，一种排气机匣，包括环形排气机闸主体1、突扩圆管2、压力调节阀3及出口管4，其特征是，包括：所述环形排气机闸主体1包括环形集气扩张段11、切向出气段12及轴向渐扩段13，所述环形排气闸主体1通过所述切向出气段12与突扩圆管2的一端连接，压力调节阀3的一端与突扩圆管2的另一端连接，压力调节阀3的另一端与出口管4连接。
[0022]具体的，由于切向出气段12为方形出口，为方便加装压力调节阀3，增加了突扩圆管2，其中，突扩圆管2较切向出气段12的口径更大，并在压力调节阀门3的下游安装了出口管4，经由出口管4排出的气体可集中进行处理。切向出气段12和突扩圆管2之间采用螺栓装配，两者之间的密封方式采用硅胶条密封以防止漏气。压力调节阀3的安装位置如图1所示，图1中的切向出气段1的轴向长度l1=410mm，突扩圆管段2的轴向长度l2=270mm，突扩圆管段2的管径d=220mm。叶轮机械实验台排出的高速旋流气体首先流入轴向渐扩段13，再从轴向渐扩段13流入环形集气扩张段11，气体通过环形集气扩张段11流向切向出气段12，气体从切向出气段12流入突扩圆管2，再从突扩圆管2流至压力调节阀3，最后通过出口管4流出。
[0023]示例性的，本实施方式中的排气机闸可用于叶轮机械实验台排出的高速旋流气体的收集。
[0024]可选的，环形排气机闸主体1，还包括：进气轴向平直段14及轴向渐扩段13，所述进气轴向平直段14与所述轴向渐扩段13连接，所述轴向渐扩段13与周向集气扩张通道111形成的循环集气腔连接。
[0025]具体的，进气轴向平直段14的中心半径位置r与叶轮机械实验台的叶片1/2叶高半径位置保持相同，进气轴向平直段14的高度h与叶片高度保持相同。从叶轮机械试验台排出的高速旋流气体首先直接进入进气轴向平直段14，将气体方向转换为轴向，得到高速轴向气体并通过进气轴向平直段14后进入轴向渐扩段13，通过轴向渐扩段13对轴向气体流速进行降低后流入周向集气扩张通道111。
[0026]示例性的，图2为验证排气机匣性能的叶形示意图，如图2所示，叶片个数为32个，共计32个叶栅通道。1/2叶高半径位置为318.3mm，叶片高度为10mm。因此，排气机匣的进气轴向平直段14的中心半径位置r=318.3mm，高度h=10mm。
[0027]可选的，轴向渐扩段13的扩张角度的角度范围在6
°
至12
°
之间，轴向渐扩段13用于形成渐扩通道以降低气体轴向流速。
[0028]具体的，轴向渐扩段13的轴向长度由实验台轴向空间和叶片排出口轴向速度共同决定，扩张角度一般本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种排气机匣，包括环形排气机闸主体（1）、突扩圆管（2）、压力调节阀（3）及出口管（4），所述环形排气机闸主体（1）包括环形集气扩张段（11）、切向出气段（12）及轴向渐扩段（13），所述环形排气闸主体（1）通过所述切向出气段（12）与突扩圆管（2）的一端连接，压力调节阀（3）的一端与突扩圆管（2）的另一端连接，压力调节阀（3）的另一端与出口管（4）连接。2.根据权利要求1所述的环形排气机闸主体（1），其特征是，还包括：进气轴向平直段（14）及轴向渐扩段（13），所述进气轴向平直段（14）与所述轴向渐扩段（13）连接，所述轴向渐扩段（13）与环形集气扩张段（11）形成的循环集气腔连接。3.根据权利要求2所述的一种排气机匣，其特征是，所述轴向渐扩段（13）的扩张角度的角度范围在6
°
至12
°
之间，所述轴向渐扩段（13）用于形成渐扩通道以降低气体轴向流速。4.根据权利要求1所述的一种排气机匣...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘高文，龚文彬，林阿强，张越，孙禄祥，陈燕，
申请(专利权)人：西北工业大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：