一种涡轮盘腔封严结构及封严方法与流程

本发明属于航空发动机，特别涉及一种涡轮盘腔封严结构及封严方法。

背景技术：

1、燃气涡轮发动机的空气系统是指发动机主燃气通道以外的气流系统，具有冷却高温零部件、封严、轴向力调节、防冰等功能，是发动机不可或缺的一部分；随着燃气涡轮发动机性能要求的不断提高，对空气系统性能尤其是引气量限制的要求也随之提高；空气系统的设计水平已成为制约燃气涡轮发动机先进性的重要因素。

2、现代高性能燃气涡轮发动机燃烧室出口的平均温度已超过2000k，远高于当前涡轮叶片材料的许用温度；为了降低涡轮叶片的工作温度，提高涡轮叶片的服役寿命，需要对涡轮叶片采取适当的冷却措施，包括对流冷却、冲击冷却、气膜冷却等。

3、涡轮工作叶片为旋转件，一般安装于涡轮盘之上，涡轮导向叶片为静子件，故此，涡轮盘、涡轮导向叶片、涡轮工作叶片均需要冷却降温；其中，为避免高温燃气倒灌至涡轮盘腔，还需要利用冷气将燃气阻挡于主流道内，就需要单独开设冷气流路，致使发动机的结构复杂，可靠性低，造成冷气用量过多，且冷气一般都是从压气机增压后的气流中提取，使得发动机的冷气再利用率低，并会直接与涡轮发动机的高温气体产生接触，不可避免的带来发动机总体性能的损失。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提出一种涡轮盘腔封严结构，包括：一级组件、二级组件、安装在一级组件和二级组件之间的封严组件；封严组件包括：导向叶片、支架、第一导流盘和第二导流盘，第一导流盘和第二导流盘相互适配连接且呈前后对称布置，第一导流盘和第二导流盘的上端部一侧分别与一级组件、二级组件形成抵靠，支架两端分别与第一导流盘、第二导流盘的上端部另一侧形成篦齿封严，使得支架、第一导流盘和第二导流盘共同形成气流腔室；导向叶片上方安装有冷却源，导向叶片内部开设通道，使得冷却源输出的冷流气体经过通道流入气流腔室中，并从第一导流盘、第二导流盘与支架的篦齿封严间隙处渗出。

2、更进一步地，通道靠近支架的一端设有端孔。

3、更进一步地，导向叶片下端部的前后端均设有安装部，支架上端部的前后端分别开设有沟槽部，两个安装部分别一一对应安置在两个沟槽部内，支架与导向叶片之间形成第五内腔。

4、更进一步地，两个安装部下端面均与两个对应的沟槽部内底面保留有预定间隙。

5、更进一步地，支架具体包括第一板体部、第二板体部、衔接第一板体部与第二板体部的衔接部，第一板体部、第二板体部呈上下位平行布置，第一板体部、第二板体部均与第一导流盘、第二导流盘均形成篦齿封严；第二板体部具体包括左端部与右端部，左端部与右端部呈高度错位布置，左端部和右端部的上端均开设有沟槽部。

6、更进一步地，衔接部两端分别与第一板体部、第二板体部连接，且衔接部与第一板体部呈锐角夹角。

7、更进一步地，第一导流盘包括第一盘体、第一连接部与第二连接部，第一盘体上端部与一级组件上端部形成抵靠，第一盘体下端部与一级组件下端部形成过盈配合，第一盘体面向二级组件的侧壁连接有第一连接部与第二连接部，第一连接部的上端面与第二板体部左端部下端面形成篦齿封严，第二连接部上端面与第一板体部一部分下端面形成篦齿封严；支架与第一导流盘之间形成第一内腔和第二内腔，第二板体部的左端部高度低于右端部高度，第二板体部左端部上开设有与第二内腔连通的通孔，第一内腔与第二内腔通过第一连接部与第二板体部左端部之间的篦齿封严间隙连通。

8、更进一步地，第二导流盘包括第二盘体、第三连接部与第四连接部，第二盘体上端部与二级组件上端部形成抵靠，第二盘体下端部与二级组件下端部形成过盈配合，第二盘体下端部端部与第一盘体下端部端部形成抵靠，第二盘体面向一级组件的侧壁连接有第三连接部与第四连接部，第三连接部上端面与第二板体部右端部下端面形成篦齿封严，第四连接部上端面与第一板体部另一部分下端面形成篦齿封严；支架与第二导流盘之间形成第三内腔和第四内腔，第三内腔与第四内腔通过第三连接部与第二板体部右端部之间的篦齿封严间隙连通。

9、更进一步地，第一板体部下端面具有呈高低错位布置的第一接触面和第二接触面，第一接触面和第二接触面分别与第二连接部上端面、第四连接部上端面一一对应形成篦齿封严，第二连接部与第四连接部形成高低位布置，第四连接部与第二连接部的端部形成上下位的间隙配合。

10、更进一步地，一级组件具体包括一级涡轮盘、一级工作叶片，一级涡轮盘后轴颈上设有第一凸台，第一导流盘下端部与第一凸台过盈配合，第一导流盘上端侧壁与一级涡轮盘侧壁形成抵靠，且第一导流盘上端部位于一级工作叶片的后凸出部下方；二级组件具体包括二级涡轮盘、二级工作叶片，二级涡轮盘的前轴颈上设有第二凸台，第二导流盘下端部与第二凸台过盈配合，第二导流盘上端侧壁与二级涡轮盘侧壁形成抵靠，且第二导流盘上端部位于二级工作叶片的前凸出部下方。

11、一种涡轮盘腔封严方法，包括：一级组件、二级组件，在一级组件和二级组件之间安装的封严组件，封严组件包括：导向叶片、支架、第一导流盘和第二导流盘；

12、将一级组件与二级组件进行适配组装，让一级组件与二级组件之间形成涡轮盘腔；

13、将第一导流盘和第二导流盘适配组装并放置到涡轮盘腔内，第一导流盘和第二导流盘的上端部一侧分别与一级组件、二级组件形成抵靠，并在第一导流盘、第二导流盘之间安装支架，使得支架两端分别与第一导流盘、第二导流盘上端部另一侧形成篦齿封严，实现对涡轮盘腔的填充；

14、在支架上放安装导向叶片，在导向叶片上方安装冷却源，在导向叶片内部开设连通冷却源与气流腔室的通道，使得冷却源输出的冷流气体经过通道流入气流腔室中，并从第一导流盘、第二导流盘与支架的篦齿封严间隙处渗出，阻止气流腔室外位于一级组件、二级组件之间的热流气体从篦齿封严间隙处渗入。

15、更进一步地，支架具体包括：第一板体部、第二板体部、衔接第一板体部与第二板体部的衔接部，将第一板体部安装在气流腔室端口处，将衔接部居中布置在气流腔室中，将气流腔室分为左右两部分，且左右两部分分别与第一导流盘、第二导流盘和第一板体部的篦齿封严间隙连通；

16、将第二板体部与第一导流盘、第二导流盘进行篦齿封严，使得气流腔室的左右两部分通过第二板体部与第一导流盘、第二导流盘的篦齿封严间隙连通。

17、更进一步地，包括：将第一导流盘、第二导流盘下端部与涡轮盆腔内底部均进行过盈配合。

18、更进一步地，一级组件具体包括一级涡轮盘、一级工作叶片，二级组件具体包括二级涡轮盘、二级工作叶片；

19、将第一导流盘上端侧壁与一级涡轮盘侧壁进行抵靠，并使第一导流盘上端部位于一级工作叶片的后凸出部下方；

20、将第二导流盘上端侧壁与二级涡轮盘侧壁进行抵靠，并使第二导流盘上端部位于二级工作叶片的前凸出部下方。

21、本发明提供一种涡轮盘腔封严结构及封严方法，冷气经过导向叶片和支架对导向叶片、第一导流盘、第二导流盘实施对流冷却降温；温度上升的该冷气还可阻止高温燃气倒灌至第一内腔与第四内腔内，即阻止高温燃气倒灌至涡轮盘腔内部，极大的提高了对冷气的利用，提高冷气使用效能，并通过升温降低冷气自身温度，降低对发动机性能的影响。

22、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。