[發明專利]一種用于液體火箭發動機的渦輪葉片、渦輪泵及發動機在審
| 申請號: | 201910092440.7 | 申請日: | 2019-01-30 |
| 公開(公告)號: | CN109826672A | 公開(公告)日: | 2019-05-31 |
| 發明(設計)人: | 不公告發明人 | 申請(專利權)人: | 北京星際榮耀空間科技有限公司 |
| 主分類號: | F01D5/14 | 分類號: | F01D5/14;F01D5/22;F01D5/20;F01D5/28;F01D25/24;F02K9/46 |
| 代理公司: | 西安聚睿創思知識產權代理事務所(普通合伙) 61250 | 代理人: | 黃晶晶 |
| 地址: | 100176 北京市*** | 國省代碼: | 北京;11 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 渦輪葉片 葉片本體 圍帶 液體火箭發動機 蜂窩孔 渦輪泵 減小 發動機 高壓密封 徑向向外 燃氣泄漏 渦輪效率 減重槽 拉應力 | ||
本發明涉及一種用于液體火箭發動機的渦輪葉片、渦輪泵及發動機,其中,所述渦輪葉片包括:葉片本體;圍帶,從所述葉片本體徑向向外定位,所述圍帶上設有蜂窩孔結構。本發明實施例中,通過在圍帶上開設蜂窩孔結構,在葉片本體上開設減重槽,能夠有效降低渦輪葉片的重量,減小離心拉應力,形成高壓密封,減小燃氣泄漏,提高渦輪效率。
技術領域
本發明涉及渦輪泵技術領域,具體涉及一種用于液體火箭發動機的渦輪葉片、渦輪泵及發動機。
背景技術
液體火箭發動機是指液體推進劑火箭發動機,即使用液態化學物質作為能源和工質的化學火箭推進系統。液體火箭發動機主要由推力室、渦輪泵、燃氣發生器、火藥啟動器和各種閥門、調節器、管路等組成。其中,渦輪泵主要包括渦輪和泵,渦輪驅動工質一般為燃燒產生的燃氣(可以是固體燃料或液體燃料)。
為了防止液體火箭發動機渦輪轉子葉片葉尖漏氣,改善渦輪性能,減少渦輪葉片的震動,一般采用帶冠渦輪葉片,如圖1所示,其中,葉冠2上加工有蓖齒結構4,在渦輪殼1上通過釬焊工藝設置蜂窩環3,蜂窩環3與蓖齒結構4形成間隙密封,蜂窩環3可以控制或者防止燃燒氣體從葉冠2與渦輪殼1之間的間隙泄露;蜂窩環3通過釬焊工藝固定在渦輪殼1上,焊縫中的缺陷容易在振動過程中被放大,因此容易損壞;另一方面帶有蓖齒結構4的葉冠2的緣板是等厚度的,增加了葉片的重量,導致葉冠和葉片的應力增大,而減薄緣板厚度,可以有效減輕緣板重量和應力,但又會影響密封性,降低渦輪的效率。
發明內容
為了克服上述現有技術中存在的問題。本發明提供了一種用于液體火箭發動機的渦輪葉片、渦輪泵及發動機,具體的實施方式如下:
本發明實施例提供一種用于液體火箭發動機的渦輪葉片,包括:
葉片本體;
圍帶,從所述葉片本體徑向向外定位,所述圍帶上設有蜂窩孔結構。
在一個具體的實施例中,所述圍帶包括上緣板和下緣板,所述蜂窩孔設置在所述上緣板上。
在一個具體的實施例中,所述蜂窩孔為盲孔和/或貫穿孔,所述盲孔的深度小于所述圍帶厚度的1/2。
在一個具體的實施例中,所述蜂窩孔的內壁為曲面或者彎折面。
在一個具體的實施例中,所述葉片本體上設置有至少兩個減重槽。
在一個具體的實施例中,所述葉片本體和/或所述圍帶的外表面涂覆有耐磨涂層。
在一個具體的實施例中,相鄰的兩個蜂窩孔的軸心距離為所述蜂窩孔直徑的兩倍。
在一個具體的實施例中,所述渦輪葉片通過3D打印技術生產。
本發明另一實施例提供一種用于液體火箭發動機的渦輪泵,包括:
渦輪葉片,圍繞所述渦輪周向陣列布置,所述渦輪葉片包括葉片本體和圍帶,所述圍帶從所述葉片本體徑向向外定位,且所述圍帶上設有蜂窩孔結構;
渦輪殼體,包括渦輪環壁,所述渦輪環壁圍成筒裝工作區,所述渦輪葉片位于所述筒裝工作區內,且所述渦輪環壁朝向所述圍帶的內壁上開設密封齒,所述密封齒與所述蜂窩孔結構對應。
本發明另一實施例還提供一種液體火箭發動機,包括
壓縮機;
燃燒器,與所述壓縮機連通;
渦輪,其與所述燃燒器連通,所述渦輪包括周向陣列布置的多個渦輪葉片和渦輪殼體;
所述渦輪葉片包括葉片本體和圍帶,所述圍帶從所述葉片本體徑向向外定位,且所述圍帶上設有蜂窩孔結構;
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