[發明專利]一種具有氣動阻尼裝置的旋轉機械動葉片

在審

• 申請號: 202011315137.8
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112282863A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 閆安;肖俊峰;高松;上官博;張蒙
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F01D5/22
• 分類號: F01D5/22;F01D5/26
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發明公開了一種具有氣動阻尼裝置的旋轉機械動葉片，該動葉片是由葉片圍帶(2)、葉身和葉根(7)構成，其中，該動葉的氣動阻尼裝置位于葉片圍帶(2)上，包括至少一排用于減振的氣流孔(1)，當葉片發生振動時，氣流孔內氣流發生振蕩，從而消耗葉片振動能量，提高葉片安全性。本發明有益效果為結構簡單、加工方便、成本低、可靠性高。

技術領域

本發明涉及一種具有氣動阻尼裝置的旋轉機械動葉片。

背景技術

動葉片是旋轉機械的重要部件，由于在工作中一般受到較高的離心載荷、氣動載荷以及振動的交變載荷，很容易產生故障。隨著旋轉機械技術的不斷發展，旋轉機械的運行負荷隨之提高，對動葉片的可靠性提出了更高的要求。

動葉片振動故障是葉片故障的重要組成部分，幾乎所有的動葉片都曾發生過不同程度的葉片振動故障。增加葉片阻尼與減小葉身氣動激勵被視為降低葉片振動故障的兩個主要方法。在增加葉片阻尼的方法中，傳統的設計思路大都是在葉片或葉輪上設計結構阻尼器。通過增加結構阻尼器提高葉片單元的阻尼，從而減小葉片振幅，提高葉片的抗振能力。

目前，結構阻尼的設計遇到來自兩方面的挑戰：第一，結構阻尼器的設計一般針對主要的低階模態；而葉柵流場中流體激勵激起的往往是高階模態。第二，對于高速旋轉中采用的整體葉盤而言，結構阻尼器的設置將大大增加加工工藝的復雜性。氣動阻尼能夠有效抑制葉片的高頻振動，同時不增加葉片的重量，符合現代旋轉機械的減重要求。將氣動阻尼裝置作為結構阻尼裝置的補充應用于動葉片具有重要的現實意義。

發明內容

本發明的目的是提出一種具有氣動阻尼裝置的旋轉機械動葉片，該葉片有效解決了上述問題。

為實現上述目的，本發明提供了以下技術方案：

一種具有氣動阻尼裝置的旋轉機械動葉片，該動葉片是由葉片圍帶、葉身和葉根構成，其中，該動葉的氣動阻尼裝置位于葉片圍帶上，包括至少一排用于減振的氣流孔。

本發明進一步的改進在于，葉身包括葉片壓力面和葉片吸力面，以及葉片壓力面和葉片吸力面之間的葉片出氣邊和葉片進氣邊。

本發明進一步的改進在于，若干氣流孔分布在葉片圍帶靠近葉片進氣邊側前緣。

本發明進一步的改進在于，氣流孔帶有設定角度α＝20°～40°。

本發明進一步的改進在于，氣流孔具有設定深度h≤L，L為葉片圍帶厚度。

本發明進一步的改進在于，氣流孔位置位于動葉片進氣邊圍帶前緣，各孔中心連線與圍帶前緣線平行。

本發明進一步的改進在于，氣流孔為橢圓形。

本發明進一步的改進在于，橢圓短半徑r≤L/4，橢圓長半徑r≤L/2。

與現有技術相比，本發明的有益效果如下：

本發明與目前針對葉片的摩擦阻尼處理方法(如葉片凸肩、拉筋處的干摩擦阻尼、緣板摩擦阻尼器、葉冠阻尼器等)相比，不與葉片葉身直接接觸，不需要對葉片葉身進行額外加工，不需增加額外阻尼裝置部件，在抑制葉片高頻振動的同時不增加葉片重量，符合現代旋轉機械減重的要求。僅需在葉片圍帶上加工出若干氣流孔，具有工藝簡單、方便加工、降低成本、結構簡單、可靠性高的特點。

附圖說明

圖1是本發明葉片的氣流孔分布結構圖。

圖2是本發明葉片的右視角氣流孔剖面圖。

附圖標記說明：

1.氣流孔，2.葉片圍帶，3.葉片壓力面，4.葉片出氣邊，5.葉片進氣邊，6.葉片吸力面，7.葉根，8.氣流孔。

具體實施方式