[發(fā)明專利]分體式超臨界二氧化碳閉式葉輪及制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910365879.2
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110173444B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁世強(qiáng);朱玉銘;蔡浩飛;朱陽歷;姜玉雁;郭永獻(xiàn)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院工程熱物理研究所;衡水中科衡發(fā)動力裝備有限公司
• 主分類號: F04D17/10
• 分類號: F04D17/10;F04D29/28;B23P23/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 劉歌

1.一種分體式超臨界二氧化碳閉式葉輪，包括：

葉輪本體，包括：

多片葉輪葉片，多片所述葉輪葉片均勻地沿第一圓弧回轉(zhuǎn)面排列，所述第一圓弧回轉(zhuǎn)面呈一圓臺形的側(cè)面設(shè)置，且該圓臺形的側(cè)面向內(nèi)凹陷；

輪轂，其沿所述第一圓弧回轉(zhuǎn)面設(shè)置于多片所述葉輪葉片的內(nèi)側(cè)，且其外側(cè)面分別與多片所述葉輪葉片的內(nèi)側(cè)連接，所述輪轂的外側(cè)面寬度小于所述第一圓弧回轉(zhuǎn)面的寬度；

輪蓋，其沿所述第一圓弧回轉(zhuǎn)面套設(shè)于多片所述葉輪葉片的外側(cè)，且其內(nèi)側(cè)面分別與多片所述葉輪葉片的外側(cè)連接，所述輪蓋的內(nèi)側(cè)面寬度不小于所述第一圓弧回轉(zhuǎn)面的寬度；

其中，所述輪轂、所述輪蓋和其二者之間的多片所述葉輪葉片形成第一閉式流道，多片所述葉輪葉片延伸出所述輪轂外側(cè)面的部分與其外側(cè)對應(yīng)連接的所述輪蓋形成半開式流道；

葉輪輪盤，其與所述葉輪本體分體設(shè)置并固定連接，并與所述葉輪本體上的半開式流道配合形成第二閉式流道；所述輪轂的底部和所述葉輪輪盤上對應(yīng)設(shè)置有端面齒，用于在周向上固定所述葉輪本體和所述葉輪輪盤的相對位置；

主軸，其固定設(shè)置于所述葉輪輪盤的背部，其中，所述葉輪本體、所述葉輪輪盤和所述主軸同軸設(shè)置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體式超臨界二氧化碳閉式葉輪，其中：

所述輪轂和所述葉輪輪盤的中心處對應(yīng)設(shè)置有通孔；

所述主軸的中心處對應(yīng)設(shè)置有容納槽；

所述分體式超臨界二氧化碳閉式葉輪還包括：葉輪拉桿，其一端穿過所述輪轂和所述葉輪輪盤上的所述通孔并插入所述主軸上的所述容納槽中，另一端通過限位塊將所述葉輪本體和所述葉輪輪盤軸向固定；

其中，所述主軸上的所述容納槽與所述葉輪拉桿螺紋連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分體式超臨界二氧化碳閉式葉輪，其中，所述葉輪輪盤上設(shè)置有與半開式流道上的葉輪葉片相匹配的槽道。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體式超臨界二氧化碳閉式葉輪，其中：

所述輪蓋為與所述輪轂的外側(cè)面凹凸一致的回轉(zhuǎn)體；

所述葉輪輪盤上對應(yīng)所述半開式流道的部分表面設(shè)置有與所述輪蓋凹凸一致的第二圓弧回轉(zhuǎn)面。

5.一種如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的分體式超臨界二氧化碳閉式葉輪的制備方法，包括：

步驟A：在葉輪本體棒料上依次加工出輪蓋外表面、半開式流道、第一閉式流道以及端面齒；

步驟B：在葉輪輪盤棒料上加工出第二圓弧回轉(zhuǎn)面以及端面齒；

步驟C：加工葉輪拉桿與主軸；

步驟D：將葉輪本體、葉輪輪盤以及主軸進(jìn)行周向和軸向定位與裝配；

步驟E：對裝配后的葉輪本體、葉輪輪盤以及主軸進(jìn)行動平衡測試。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分體式超臨界二氧化碳閉式葉輪的制備方法，所述步驟A包括：

步驟A1：利用車床加工方法在葉輪本體棒料上加工出輪蓋外表面；

步驟A2：利用銑削加工方法在步驟A1得到的棒料上加工半開式流道；

步驟A3：利用銑削加工方法在步驟A2得到的棒料上，沿流體進(jìn)口方向和半開式流道方向同時加工得到第一閉式流道；

步驟A4：利用銑削加工方法在步驟A3得到的棒料上加工端面齒。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分體式超臨界二氧化碳閉式葉輪的制備方法，所述步驟B包括：

步驟B1：利用車床加工方法在葉輪輪盤棒料上加工出第二圓弧回轉(zhuǎn)面；

步驟B2：利用銑削加工方法在步驟A1得到的棒料上加工端面齒；

步驟B3:利用車床加工方法，加工所述主軸容納槽，并加工螺紋。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分體式超臨界二氧化碳閉式葉輪的制備方法，所述步驟C包括：

步驟C1：利用車床加工方法對葉輪拉桿和主軸外形加工；以及

步驟C2：利用車床加工方法在步驟C1得到的葉輪拉桿、主軸棒料上加工螺紋。