[發(fā)明專利]一種向高壓圓盤氣體軸承供氣的一體式軸對稱射流穩(wěn)壓腔

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710690902.6
• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN107504066B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭良斌;王俊文
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06
• 代理公司: 武漢華強專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42237
• 代理人: 溫珊姍

本發(fā)明公開了一種向高壓圓盤氣體軸承供氣的一體式軸對稱射流穩(wěn)壓腔，包括對稱設(shè)置在上工作圓盤(4)、下工作圓盤(5)兩側(cè)的上穩(wěn)壓腔腔體(3)、下穩(wěn)壓腔腔體(6)，所述上穩(wěn)壓腔腔體(3)由兩個同軸空心圓柱體連接而成，上穩(wěn)壓腔腔體(3)的粗部在上、細(xì)部在下，上穩(wěn)壓腔腔體(3)的粗部頂端設(shè)置有上蓋板(2)，上蓋板(2)中心開設(shè)中心孔(9)；上穩(wěn)壓腔腔體(3)的細(xì)部與上工作圓盤(4)中心開孔螺紋連接，上穩(wěn)壓腔腔體(3)的細(xì)部中心開設(shè)上供氣孔(11)，下端設(shè)置上收縮段(12)。本發(fā)明使供氣管道輸送來的不夠均勻的氣流，采用軸向進(jìn)氣的方式，在穩(wěn)壓腔內(nèi)腔形成受限軸對稱射流流場，實現(xiàn)對高壓氣體運動方向、速度分布和紊流度的調(diào)整，最終在軸承收縮段出口截面上得到流動均勻、平行的徑向亞音速或音速氣流。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高供氣壓力下靜壓氣體軸承輸入氣流的穩(wěn)定裝置及氣體軸承，具體地說是一種向高壓圓盤氣體軸承供氣的一體式軸對稱射流穩(wěn)壓腔。

背景技術(shù)

專利號為201610049454.7的發(fā)明專利“一種采用雙對稱收縮段供氣的高壓圓盤止推氣體軸承及設(shè)計方法”，通過對軸承結(jié)構(gòu)的流線型設(shè)計，實現(xiàn)了軸承間隙的超音速出流，消除供氣壓力的限制。但是供氣管道輸送給軸承的高壓氣體，速度均勻性與軸承供氣孔入口截面所要求的速度均勻性差異較大，因此需要一個氣流穩(wěn)定裝置來提高氣流的均勻性，這種裝置稱為穩(wěn)壓腔。

申請?zhí)枮?01710051054.4的發(fā)明專利申請“一種向高壓圓盤氣體軸承供氣的柱對稱內(nèi)環(huán)向射流穩(wěn)壓腔”，通過內(nèi)環(huán)向射流形成的柱對稱流場，輔以合理的穩(wěn)壓腔尺寸設(shè)計，能較好地把環(huán)槽噴口處的低速徑向來流轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏狠S承供氣孔入口截面上速度均勻的入口氣流，較好滿足軸承內(nèi)部流道對入口氣流的均勻性要求。但是這種穩(wěn)壓腔結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，配套零部件較多，成本偏高。

如何簡化穩(wěn)壓腔的結(jié)構(gòu)，同時降低成本，成為設(shè)計穩(wěn)壓腔過程中亟待解決的一個問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種向高壓圓盤氣體軸承供氣的一體式軸對稱射流穩(wěn)壓腔，使供氣管道輸送來的不夠均勻的氣流，采用軸向進(jìn)氣的方式，在穩(wěn)壓腔內(nèi)腔形成受限軸對稱射流流場，實現(xiàn)對高壓氣體運動方向、速度分布和紊流度的調(diào)整，最終在軸承收縮段出口截面上得到流動均勻、平行的徑向亞音速或音速氣流。

本發(fā)明一種向高壓圓盤氣體軸承供氣的一體式軸對稱射流穩(wěn)壓腔，包括對稱設(shè)置在上工作圓盤4、下工作圓盤5兩側(cè)的上穩(wěn)壓腔腔體3、下穩(wěn)壓腔腔體6，所述上穩(wěn)壓腔腔體3由兩個同軸空心圓柱體連接而成，上穩(wěn)壓腔腔體3的粗部在上、細(xì)部在下，上穩(wěn)壓腔腔體3的粗部頂端設(shè)置有上蓋板2，上蓋板2中心開設(shè)中心孔9；上穩(wěn)壓腔腔體3的細(xì)部與上工作圓盤4中心開孔螺紋連接，上穩(wěn)壓腔腔體3的細(xì)部中心開設(shè)上供氣孔11，下端設(shè)置上收縮段12；所述下穩(wěn)壓腔腔體6上設(shè)置有與上穩(wěn)壓腔腔體3上下對稱的下蓋板7、中心孔16、下供氣孔14和下收縮段13。

上穩(wěn)壓腔腔體3的粗部內(nèi)腔10與上供氣孔11相連通，下穩(wěn)壓腔腔體6的粗部內(nèi)腔15與下供氣孔14相連通。

所述中心孔（9、16）用于與三通支管相連，中心孔(9、16)的內(nèi)徑與三通支管的外徑相等。

本發(fā)明的工作原理為：通過將供氣管道輸送來的高壓氣體經(jīng)過三通支管分別進(jìn)入上軸對稱射流穩(wěn)壓腔和下軸對稱射流穩(wěn)壓腔，經(jīng)過受限軸對稱射流流場，使供氣管道輸送來的不夠均勻的高壓氣體，最終在收縮段出口截面上得到速度均勻、平行的徑向亞音速或音速氣流，并且進(jìn)入圓盤間隙后，在圓盤間隙中繼續(xù)加速，以超音速流出平行圓盤縫隙，使高壓圓盤氣體軸承正常工作。

與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

1、采用軸向進(jìn)氣的方式，利用受限軸對稱射流流場來調(diào)整高壓氣體的運動方向、速度分布和紊流度，可以很好地簡化穩(wěn)壓腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計，方便與三通支管相連接；