本發(fā)明涉及燃?xì)鉁u輪，具體而言，涉及一種燃?xì)鉁u輪裝置及加工方法。

背景技術(shù)：

1、燃?xì)鉁u輪機(jī)是一種利用高溫、高壓氣體推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，從而將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的設(shè)備。它在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，包括發(fā)電、船舶動(dòng)力、工業(yè)驅(qū)動(dòng)等。燃?xì)鉁u輪機(jī)的工作原理涉及將空氣壓縮、與燃料混合燃燒，然后通過渦輪膨脹做功，推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。軸承是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中支撐轉(zhuǎn)子的關(guān)鍵部件。為了保證軸承能夠長(zhǎng)時(shí)間工作，通常采用滑油進(jìn)行潤(rùn)滑和冷卻。然而在使用滑油對(duì)軸承潤(rùn)滑和冷卻的同時(shí)，必須考慮對(duì)軸承腔內(nèi)的滑油進(jìn)行密封，防止滑油泄漏。

2、燃?xì)鉁u輪機(jī)通常包含殼體組件、轉(zhuǎn)子、軸承。從壓氣機(jī)引入高壓冷氣流向軸承腔對(duì)滑油進(jìn)行密封是目前普遍采用的一種方法。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的軸承通常位于轉(zhuǎn)子末端。來自壓氣機(jī)出口的高壓冷氣通常通過外部管路進(jìn)入殼體組件內(nèi)部，再經(jīng)過一系列相鄰零件內(nèi)的流道最終到達(dá)軸承腔。但是來自壓氣機(jī)出口的高壓冷氣流經(jīng)的零件外殼會(huì)與燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中的高溫燃?xì)饨佑|，高溫燃?xì)鈺?huì)通過導(dǎo)熱效應(yīng)使得零件內(nèi)的高壓冷氣升溫，從而影響高壓冷氣對(duì)渦輪盤的冷卻效果和對(duì)軸承腔的密封效果。從而導(dǎo)致軸承潤(rùn)滑不足會(huì)加速軸承磨損，污染物進(jìn)入軸承還可能導(dǎo)致軸承損壞，降低燃?xì)鉁u輪機(jī)的性能和生產(chǎn)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決如何減少高溫燃?xì)鈱?duì)殼體組件內(nèi)部溫度的影響的問題，本發(fā)明提供了一種燃?xì)鉁u輪裝置及加工方法。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種燃?xì)鉁u輪裝置，所述燃?xì)鉁u輪裝置包括：

3、殼體組件，所述殼體組件包括第一殼體單元、第二殼體單元、第三殼體單元、翼板單元、供氣單元；所述第二殼體單元設(shè)置在所述第一殼體單元內(nèi)部；所述第三殼體單元設(shè)置在所述第二殼體單元內(nèi)部；所述第一殼體單元、所述第二殼體單元、所述第三殼體單元依次間隔設(shè)置；所述翼板單元的一端與所述第一殼體單元的內(nèi)側(cè)壁固定連接，另一端與所述第二殼體單元的外側(cè)壁固定連接；所述第三殼體單元的一端開口，另一端封閉；所述供氣單元包括供氣管、供氣凸臺(tái)；所述供氣凸臺(tái)包括第一壁體、第二壁體、第一環(huán)部、第二環(huán)部、第一通道、第二通道、第三通道；所述第一壁體的一側(cè)與所述第二殼體單元的內(nèi)側(cè)壁固定連接，另一側(cè)與所述第三殼體單元的外側(cè)壁固定連接；所述第一壁體靠近所述第三殼體單元的側(cè)壁與所述第三殼體單元的外側(cè)壁包圍形成中空腔室；所述第二壁體間隔設(shè)置在所述第一壁體的中空腔室中；所述第二壁體將所述第一壁體的中空腔室分隔形成第一腔室、第二腔室；所述第一腔室設(shè)置在所述第二壁體靠近所述第三殼體單元的一側(cè)；所述第一環(huán)部與所述第三殼體單元的開口端外周壁固定連接并包圍形成環(huán)形腔室；所述第二環(huán)部間隔設(shè)置在所述第一環(huán)部的環(huán)形腔室中；所述第二環(huán)部將所述第一環(huán)部的環(huán)形腔室分隔成第三腔室、第四腔室；所述第一腔室與所述第三腔室連通；所述第二腔室與所述第四腔室連通；所述供氣管與所述第一腔室連通；

4、轉(zhuǎn)動(dòng)組件，所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件包括轉(zhuǎn)子單元；所述轉(zhuǎn)子單元包括渦輪軸、渦輪盤、渦輪片；所述渦輪軸的一端與所述第三殼體單元的開口端旋轉(zhuǎn)連接；所述渦輪盤的內(nèi)周壁與所述渦輪軸的外周壁固定連接；所述渦輪片的一端與所述渦輪盤的外側(cè)壁固定連接，另一端朝遠(yuǎn)離所述渦輪盤的方向延伸；所述渦輪盤靠近所述第三殼體單元的一側(cè)、所述第一環(huán)部的外側(cè)壁、所述第二殼體單元的內(nèi)側(cè)壁包圍形成一側(cè)開口的第一冷卻腔；所述第一冷卻腔通過其開口與所述第一殼體單元、所述第二殼體單元之間的間隔區(qū)域連通；所述第一腔室通過所述第一通道與所述第一冷卻腔連通；所述第二腔室通過所述第二通道與所述第一冷卻腔連通；所述第二腔室通過所述第三通道與所述第一殼體單元的外部空間連通。

5、在一些實(shí)施例中，所述第二殼體單元包括第二本體、第三本體；所述第二本體設(shè)置在所述第三本體遠(yuǎn)離所述渦輪盤的一端；所述第二本體的部分外側(cè)壁與所述翼板單元固定連接；所述第三本體包括第一環(huán)壁、第二環(huán)壁；所述第一環(huán)壁的一端與所述第二本體固定連接，另一端朝靠近所述渦輪盤的方向延伸；所述第二環(huán)壁的一端與所述第一環(huán)壁靠近所述第二本體的一端內(nèi)側(cè)壁固定連接，另一端朝靠近所述渦輪盤的方向延伸；所述第二環(huán)壁靠近所述渦輪盤的一端與所述供氣凸臺(tái)靠近所述渦輪盤的一端固定連接；所述第一環(huán)壁的內(nèi)周壁與所述第二環(huán)壁的外周壁包圍形成一側(cè)開口的第二冷卻腔；所述第二冷卻腔通過其開口與所述第一冷卻腔連通；所述第二環(huán)壁的內(nèi)周壁與所述供氣凸臺(tái)的外側(cè)壁包圍形成第三冷卻腔；所述第三冷卻腔與所述第一殼體單元的外部空間連通。

6、在一些實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件還包括密封單元、軸承單元；所述密封單元的外周側(cè)與所述第三殼體單元開口端的內(nèi)周壁間隔設(shè)置；所述密封單元包括密封圈體、第一密封唇、第二密封唇；所述軸承單元設(shè)置在所述第三殼體單元的內(nèi)部腔室中；所述軸承單元的一端與所述渦輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述密封圈體套設(shè)在所述渦輪軸與所述軸承單元的連接處；所述第一密封唇設(shè)置在所述密封圈體靠近所述軸承單元一端的外周側(cè)；所述第一密封唇的一端與所述密封圈體的外周壁固定連接，另一端與所述第三殼體單元內(nèi)壁間隔設(shè)置；所述第二密封唇間隔設(shè)置在所述第一密封唇遠(yuǎn)離所述軸承單元的一側(cè)；所述第二密封唇的一端與所述密封圈體的外周壁固定連接，另一端與所述第三殼體單元內(nèi)壁間隔設(shè)置；所述第一密封唇與所述第三殼體單元內(nèi)壁的間隔距離小于等于1/2的所述第一密封唇、所述第二密封唇之間的間隔距離；所述第二密封唇與所述第三殼體單元內(nèi)壁的間隔距離小于等于1/2的所述第一密封唇、所述第二密封唇之間的間隔距離；所述第一密封唇、所述第二密封唇、所述第三殼體單元包圍形成第五腔室；所述第一通道通過所述第五腔室與所述第一冷卻腔連通；所述第一通道通過所述第五腔室與所述第三殼體單元的內(nèi)部腔室連通。

7、在一些實(shí)施例中，所述第一通道沿所述第三殼體單元開口端的周向間隔均勻設(shè)置。

8、在一些實(shí)施例中，所述第一腔室的橫截面積大于所述第二腔室的橫截面積；所述第三腔室的橫截面積大于所述第四腔室的橫截面積。

9、在一些實(shí)施例中，a≤1/2*c，b≤1/2*c；其中，a為所述第一壁體與所述第二壁體的間隔距離，b為所述第一環(huán)部與所述第二環(huán)部的間隔距離，c為所述第一壁體的壁厚。

10、在一些實(shí)施例中，d≤1/5*f，e≤1/5*f；其中，d為所述第一環(huán)壁與所述第二環(huán)壁的間隔距離，e為所述第二環(huán)壁與所述第一壁體的間隔距離；f為所述第一殼體單元與所述第二殼體單元的間隔距離。

11、在一些實(shí)施例中，所述第一通道的橫截面積小于等于1/4的所述供氣管的橫截面積；所述第二通道的橫截面積小于等于1/4的所述供氣管的橫截面積；所述第三通道的橫截面積小于等于1/4的所述供氣管的橫截面積。

12、第二方面，本發(fā)明提供了一種燃?xì)鉁u輪加工方法，所述燃?xì)鉁u輪加工方法應(yīng)用于第一方面中任一所述的一種燃?xì)鉁u輪裝置，所述燃?xì)鉁u輪加工方法包括：

13、步驟s10，基于殼體組件的加工需求，獲取所述殼體組件的三維模型；

14、步驟s20，基于所述三維模型，通過增材加工獲取所述殼體組件的第一加工體；

15、步驟s30，對(duì)所述第一加工體進(jìn)行后處理，獲取所述殼體組件；

16、步驟s40，基于所述殼體組件加工完成，獲取所述燃?xì)鉁u輪裝置。

17、在一些實(shí)施例中，所述步驟s30包括：

18、步驟s31，對(duì)所述第一加工體進(jìn)行清理，獲取第一待處理體；

19、步驟s32，對(duì)所述第一待處理體進(jìn)行熱處理，獲取第二待處理體；其中，所述熱處理包括去應(yīng)力處理、熱等靜壓處理、固溶處理、時(shí)效處理；所述去應(yīng)力處理包括所述第一待處理體在第一溫度條件下保溫至第一時(shí)間后，隨爐緩慢冷卻至第二溫度以獲取去應(yīng)力體；所述熱等靜壓處理包括所述去應(yīng)力體在第三溫度、第一壓力條件下保溫保壓至第二時(shí)間后，隨爐緩慢冷卻至第二溫度以獲取熱等靜壓體；所述固溶處理包括所述熱等靜壓體在第四溫度條件下保溫至第三時(shí)間后，充惰性氣體冷卻至第五溫度以獲取固溶體；所述時(shí)效處理包括所述固溶體在第六溫度條件下保溫至第四時(shí)間后，充惰性氣體冷卻至第五溫度以獲取所述第二待處理體；

20、步驟s33，對(duì)所述第二待處理體進(jìn)行表面處理，獲取所述殼體組件；其中，所述表面處理包括去支撐處理、精加工處理；所述去支撐處理包括將所述第二待處理體與3d打印設(shè)備分離并去除支撐所述殼體組件的支架；所述精加工處理包括所述殼體組件的表面粗糙度達(dá)到設(shè)定范圍。

21、為解決如何減少高溫燃?xì)鈱?duì)殼體組件內(nèi)部溫度的影響的問題，本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn)：

22、殼體組件可以通過翼板單元內(nèi)部與外界氣體相通。供氣凸臺(tái)的第二壁體可以將第一壁體的中空腔室分隔形成第一腔室、第二腔室進(jìn)一步進(jìn)行隔熱，用于減少高溫燃?xì)鉄醾鲗?dǎo)效應(yīng)造成殼體組件內(nèi)部溫度上升的影響。第二環(huán)部可以將第一環(huán)部的環(huán)形腔室分隔成第三腔室、第四腔室。由此高壓冷氣從供氣管進(jìn)入，流經(jīng)第一腔室繼而分流至第二腔室，流經(jīng)第一腔室的高壓冷氣還可以流向第三腔室。由此設(shè)置有多個(gè)腔室，可以實(shí)現(xiàn)多層隔熱，盡可能隔絕高溫燃?xì)獾臒崃總鲗?dǎo)至第三殼體單元內(nèi)部從而避免影響燃?xì)鉁u輪裝置的使用，使得高壓冷氣能夠更均勻地分布在第三殼體單元的表面，提高了冷卻效果。高壓冷氣在流經(jīng)第二腔室時(shí)還可以形成一層薄薄的氣膜，這層氣膜起到了隔絕高溫環(huán)境、降低第三殼體單元表面溫度的作用。高壓冷氣可由第二腔室流向第四腔室，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)第三殼體單元的降溫，進(jìn)一步減少了高溫燃?xì)鈱?duì)殼體組件內(nèi)部溫度的影響。

23、流經(jīng)第一冷卻腔的高壓冷氣可以流向第一殼體單元、第二殼體單元之間的間隔區(qū)域，使得在第三殼體單元內(nèi)部經(jīng)過熱交換后的高壓冷氣可以排出，從而進(jìn)一步對(duì)第三殼體單元內(nèi)部實(shí)現(xiàn)隔熱。流經(jīng)第一冷卻腔的高壓冷氣可以對(duì)渦輪盤進(jìn)行進(jìn)一步冷卻，減少了高溫燃?xì)鈱?duì)殼體組件內(nèi)部溫度的影響，增強(qiáng)了冷卻效果。由此可以解決如何減少高溫燃?xì)鈱?duì)殼體組件內(nèi)部溫度的影響的問題。