本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)子系統(tǒng)設(shè)備，具體涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子。

背景技術(shù)：

1、燃?xì)廨啓C(jī)是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的熱能轉(zhuǎn)換裝置，其工作過(guò)程遵循布雷頓循環(huán)，通常包括四個(gè)基本過(guò)程：壓縮、燃燒、膨脹和排氣。

2、燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子是燃?xì)廨啓C(jī)的核心部件，其工作原理是通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換和傳遞。具體來(lái)說(shuō)，燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子主要包括壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子和透平轉(zhuǎn)子兩部分，壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子負(fù)責(zé)將空氣壓縮，空氣從進(jìn)氣口進(jìn)入，通過(guò)多級(jí)壓氣機(jī)葉片的壓縮，空氣的壓力和溫度逐漸升高；透平轉(zhuǎn)子接收燃燒室產(chǎn)生的高溫高壓氣體，利用氣體膨脹做功，推動(dòng)透平葉片旋轉(zhuǎn)，從而將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。由于燃?xì)廨啓C(jī)不同部件的工作溫度不同，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子工作溫度也存在差異，如圖1所示。因?qū)D(zhuǎn)子工作溫度需求不同，燃?xì)廨啓C(jī)通常采用拉桿轉(zhuǎn)子或焊接轉(zhuǎn)子等結(jié)構(gòu)。拉桿轉(zhuǎn)子通過(guò)一個(gè)或多跟拉桿將多個(gè)轉(zhuǎn)子輪盤(pán)串在一起，并通過(guò)拉桿螺母擰緊，拉桿轉(zhuǎn)子需要零件較多，還需要考慮各輪盤(pán)的傳扭和相互壓緊的要求。焊接轉(zhuǎn)子則將不同的材料焊接在一起，滿足不同區(qū)域的材料需求，焊接轉(zhuǎn)子則需要考慮不同材料熱處理匹配的問(wèn)題，以及不同材料在工作時(shí)熱膨脹量存在偏差的風(fēng)險(xiǎn)。

3、現(xiàn)有專利cn112253259a公開(kāi)了一種透平轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，該透平轉(zhuǎn)子系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)軸，沿轉(zhuǎn)軸的軸向依次設(shè)有第一低溫區(qū)、高溫區(qū)和第二低溫區(qū)；平衡盤(pán)設(shè)于轉(zhuǎn)軸的第一低溫區(qū)，平衡盤(pán)上套設(shè)有第一密封；第一進(jìn)氣口設(shè)于轉(zhuǎn)軸的第一低溫區(qū)，第一進(jìn)氣口用于連通冷卻氣源冷卻以第一密封；透平轉(zhuǎn)子設(shè)于轉(zhuǎn)軸的高溫區(qū)，透平轉(zhuǎn)子的外周設(shè)有葉片；第二進(jìn)氣口設(shè)于轉(zhuǎn)軸的高溫區(qū)，第二進(jìn)氣口用于提供高溫氣體驅(qū)動(dòng)葉片帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明的透平轉(zhuǎn)子系統(tǒng)可減少平衡盤(pán)的漏氣量，縮短平衡盤(pán)的長(zhǎng)度進(jìn)而縮短轉(zhuǎn)軸的跨距，提高機(jī)組的安全性。

4、現(xiàn)有專利cn221942569u公開(kāi)了一種轉(zhuǎn)子系統(tǒng)、燃?xì)廨啓C(jī)、空壓機(jī)以及熱泵，包括轉(zhuǎn)軸、滾珠軸承和動(dòng)力軸承，轉(zhuǎn)軸的兩端分別為第一安裝端和第二安裝端，所述第一安裝端與第二安裝端的軸徑比例值范圍為1:2至1：40；滾珠軸承安裝在轉(zhuǎn)軸的第一安裝端處，動(dòng)力軸承安裝在轉(zhuǎn)軸的第二安裝端，本方案中轉(zhuǎn)軸的第一安裝端處于低溫環(huán)境，轉(zhuǎn)軸的第二安裝端處于高溫環(huán)境，將滾珠軸承設(shè)置在第一安裝端上，將動(dòng)力軸承設(shè)置在第二安裝端上，其中動(dòng)力軸承可以為空氣軸承，在短時(shí)間運(yùn)行工況需求中或者一次性運(yùn)行工況需求中，既滿足了運(yùn)行需要，也節(jié)約了成本。

5、綜上所述，以上兩個(gè)現(xiàn)有專利均未解決現(xiàn)有技術(shù)中燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子零件較多安裝復(fù)雜或工作時(shí)熱膨脹量存在偏差的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子，解決現(xiàn)有技術(shù)中燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子零件較多安裝復(fù)雜或工作時(shí)熱膨脹量存在偏差的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子。具體技術(shù)方案如下：

3、一種燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子，包括壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子、壓氣機(jī)高溫轉(zhuǎn)子、透平高溫轉(zhuǎn)子和透平低溫轉(zhuǎn)子，所述壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子為主轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述壓氣機(jī)高溫轉(zhuǎn)子、所述透平高溫轉(zhuǎn)子和所述透平低溫轉(zhuǎn)子為空心軸，所述壓氣機(jī)高溫轉(zhuǎn)子、所述透平高溫轉(zhuǎn)子和所述透平低溫轉(zhuǎn)子依次固定套裝在所述壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子上。

4、進(jìn)一步的，所述壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子和所述透平低溫轉(zhuǎn)子采用低溫材料，所述壓氣機(jī)高溫轉(zhuǎn)子和所述透平高溫轉(zhuǎn)子采用高溫材料，所述低溫材料適用的工作溫度小于所述高溫材料適用的工作溫度。

5、進(jìn)一步的，所述低溫材料適用的工作溫度為-20～400℃，所述高溫材料適用的工作溫度為400～800℃。

6、進(jìn)一步的，所述壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子在壓氣機(jī)低溫區(qū)的軸徑大于壓氣機(jī)低溫區(qū)之后的軸徑。

7、進(jìn)一步的，還包括轉(zhuǎn)子限位裝置，所述轉(zhuǎn)子限位裝置用于限制所述壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子上各轉(zhuǎn)子的軸向移動(dòng)。

8、進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)子限位裝置包括轉(zhuǎn)子限位凸臺(tái)，所述轉(zhuǎn)子限位凸臺(tái)安裝于所述透平低溫轉(zhuǎn)子遠(yuǎn)離所述透平高溫轉(zhuǎn)子的一側(cè)。

9、進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)子限位裝置還包括限位盤(pán)，所述限位盤(pán)安裝于所述透平低溫轉(zhuǎn)子和所述轉(zhuǎn)子限位凸臺(tái)之間。

10、進(jìn)一步的，所述限位盤(pán)包括兩個(gè)半圓環(huán)形盤(pán)，所述半圓環(huán)形盤(pán)的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有限位盤(pán)鎖鍵槽，所述半圓環(huán)形盤(pán)兩端的端面上開(kāi)設(shè)有螺栓孔；所述壓縮機(jī)低溫轉(zhuǎn)子上與所述限位盤(pán)配合安裝處開(kāi)設(shè)有軸鎖鍵槽，所述軸鎖鍵槽中安裝有鎖鍵。

11、進(jìn)一步的，所述限位盤(pán)與所述透平低溫轉(zhuǎn)子的配合安裝處設(shè)有止口，所述止口包括凸止口和凹止口，所述凸止口和所述凹止口之間安裝有密封圈。

12、進(jìn)一步的，所述限位盤(pán)為環(huán)形盤(pán)，所述環(huán)形盤(pán)的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有內(nèi)螺紋，所述壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子上與所述限位盤(pán)配合安裝處設(shè)有外螺紋。

13、進(jìn)一步的，相鄰兩個(gè)轉(zhuǎn)子的軸向配合面進(jìn)行齒合安裝。

14、進(jìn)一步的，各所述轉(zhuǎn)子的軸向配合面上設(shè)有多個(gè)齒鍵或齒槽，所述齒鍵或齒槽沿所述軸向配合面的周向等間距分布。

15、進(jìn)一步的，還包括彈簧，所述彈簧安裝在所述壓氣機(jī)高溫轉(zhuǎn)子和所述透平高溫轉(zhuǎn)子之間。

16、進(jìn)一步的，壓氣機(jī)高溫轉(zhuǎn)子和透平高溫轉(zhuǎn)子的軸向配合端緊挨壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子處均開(kāi)設(shè)凹止口，所述彈簧安裝于凹止口中。

17、進(jìn)一步的，所述壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子和所述壓氣機(jī)高溫轉(zhuǎn)子的軸向配合面為錐面，所述透平高溫轉(zhuǎn)子和所述透平低溫轉(zhuǎn)子的軸向配合面為錐面。

18、進(jìn)一步的，所述壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子、所述壓氣機(jī)高溫轉(zhuǎn)子、所述透平高溫轉(zhuǎn)子和所述透平低溫轉(zhuǎn)子的外側(cè)周向均設(shè)有環(huán)形輪盤(pán)，所述環(huán)形輪盤(pán)用于安裝低溫區(qū)動(dòng)葉或高溫區(qū)動(dòng)葉。

19、基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有如下有益效果：

20、1.本發(fā)明提出的一種燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子，將壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子作為主轉(zhuǎn)動(dòng)軸，其他轉(zhuǎn)子為空心軸，依次套裝在壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子上，分段采用不同材料，實(shí)現(xiàn)同一根轉(zhuǎn)子能夠滿足不同段溫度不同的需求。

21、2.本發(fā)明提出的一種燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子，相鄰轉(zhuǎn)子之間通過(guò)軸向配合面設(shè)置齒鍵和齒槽進(jìn)行齒合安裝，同時(shí)具備對(duì)中和傳扭的作用。

22、3.本發(fā)明提出的一種燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子限位裝置使不同段轉(zhuǎn)子相互壓緊，保證套裝轉(zhuǎn)子能夠穩(wěn)定的工作。

23、4.本發(fā)明提出的一種燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子，通過(guò)加工安裝不同的低溫材料轉(zhuǎn)子和高溫材料轉(zhuǎn)子可以適用不同壓氣機(jī)壓比和不同級(jí)數(shù)的燃?xì)廨啓C(jī)。

技術(shù)特征：

1.一種燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子，其特征在于：包括壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子(1)、壓氣機(jī)高溫轉(zhuǎn)子(2)、透平高溫轉(zhuǎn)子(4)和透平低溫轉(zhuǎn)子(5)，所述壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子(1)為主轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述壓氣機(jī)高溫轉(zhuǎn)子(2)、所述透平高溫轉(zhuǎn)子(4)和所述透平低溫轉(zhuǎn)子(5)為空心軸，所述壓氣機(jī)高溫轉(zhuǎn)子(2)、所述透平高溫轉(zhuǎn)子(4)和所述透平低溫轉(zhuǎn)子(5)依次固定套裝在所述壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子(1)上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子，其特征在于：所述壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子(1)和所述透平低溫轉(zhuǎn)子(5)采用低溫材料，所述壓氣機(jī)高溫轉(zhuǎn)子(2)和所述透平高溫轉(zhuǎn)子(4)采用高溫材料，所述低溫材料適用的工作溫度小于所述高溫材料適用的工作溫度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子，其特征在于：所述低溫材料適用的工作溫度為-20～400℃，所述高溫材料適用的工作溫度為400～800℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子，其特征在于：所述壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子(1)在壓氣機(jī)低溫區(qū)的軸徑大于壓氣機(jī)低溫區(qū)之后的軸徑。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子，其特征在于：還包括轉(zhuǎn)子限位裝置，所述轉(zhuǎn)子限位裝置用于限制所述壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子(1)上各轉(zhuǎn)子的軸向移動(dòng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子，其特征在于：所述轉(zhuǎn)子限位裝置包括轉(zhuǎn)子限位凸臺(tái)(17)，所述轉(zhuǎn)子限位凸臺(tái)(17)安裝于所述透平低溫轉(zhuǎn)子(5)遠(yuǎn)離所述透平高溫轉(zhuǎn)子(4)的一側(cè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子，其特征在于：所述轉(zhuǎn)子限位裝置還包括限位盤(pán)(7)，所述限位盤(pán)(7)安裝于所述透平低溫轉(zhuǎn)子(5)和所述轉(zhuǎn)子限位凸臺(tái)(17)之間。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子，其特征在于：所述限位盤(pán)(7)包括兩個(gè)半圓環(huán)形盤(pán)，所述半圓環(huán)形盤(pán)的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有限位盤(pán)鎖鍵槽(14)，所述半圓環(huán)形盤(pán)兩端的端面上開(kāi)設(shè)有螺栓孔(12)；所述壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子(1)上與所述限位盤(pán)(7)配合安裝處開(kāi)設(shè)有軸鎖鍵槽(13)，所述軸鎖鍵槽(13)中安裝有鎖鍵(8)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子，其特征在于：所述限位盤(pán)(7)與所述透平低溫轉(zhuǎn)子(5)的配合安裝處設(shè)有止口，所述止口包括凸止口和凹止口，所述凸止口和所述凹止口之間安裝有密封圈(6)。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子，其特征在于：所述限位盤(pán)(7)為環(huán)形盤(pán)，所述環(huán)形盤(pán)的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有內(nèi)螺紋，所述壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子(1)上與所述限位盤(pán)(7)配合安裝處設(shè)有外螺紋。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子，其特征在于：相鄰兩個(gè)轉(zhuǎn)子的軸向配合面進(jìn)行齒合安裝。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子，其特征在于：各所述轉(zhuǎn)子的軸向配合面上設(shè)有多個(gè)齒鍵或齒槽，所述齒鍵或齒槽沿所述軸向配合面的周向等間距分布。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子，其特征在于：還包括彈簧(3)，所述彈簧(3)安裝在所述壓氣機(jī)高溫轉(zhuǎn)子(2)和所述透平高溫轉(zhuǎn)子(4)之間。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子，其特征在于：壓氣機(jī)高溫轉(zhuǎn)子(2)和透平高溫轉(zhuǎn)子(4)的軸向配合端緊挨壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子(1)處均開(kāi)設(shè)凹止口，所述彈簧(3)安裝于凹止口中。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子，其特征在于：所述壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子(1)和所述壓氣機(jī)高溫轉(zhuǎn)子(2)的軸向配合面為錐面，所述透平高溫轉(zhuǎn)子(4)和所述透平低溫轉(zhuǎn)子(5)的軸向配合面為錐面。

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子，其特征在于：所述壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子(1)、所述壓氣機(jī)高溫轉(zhuǎn)子(2)、所述透平高溫轉(zhuǎn)子(4)和所述透平低溫轉(zhuǎn)子(5)的外側(cè)周向均設(shè)有環(huán)形輪盤(pán)，所述環(huán)形輪盤(pán)用于安裝低溫區(qū)動(dòng)葉或高溫區(qū)動(dòng)葉。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子，涉及轉(zhuǎn)子系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。具體包括：壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子、壓氣機(jī)高溫轉(zhuǎn)子、透平高溫轉(zhuǎn)子、透平低溫轉(zhuǎn)子、動(dòng)葉和轉(zhuǎn)子限位裝置，壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子為主轉(zhuǎn)動(dòng)軸，其他轉(zhuǎn)子為空心轉(zhuǎn)動(dòng)軸，依次套裝在壓氣機(jī)低溫轉(zhuǎn)子上，轉(zhuǎn)子限位裝置設(shè)置于透平低溫轉(zhuǎn)子的下游，用于限制各轉(zhuǎn)子的軸向移動(dòng)；各轉(zhuǎn)子上均安裝有動(dòng)葉，各轉(zhuǎn)子的軸向配合面相互嚙合以實(shí)現(xiàn)傳扭，各段轉(zhuǎn)子根據(jù)不同段的工作溫度采用相應(yīng)的材料。本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子不僅能夠滿足不同段溫度不同的需求，且具備對(duì)中和傳扭的作用以保證燃?xì)廨啓C(jī)套裝轉(zhuǎn)子穩(wěn)定工作。

技術(shù)研發(fā)人員：魏澤明,李翔宇,閆曉攀,闕曉斌,何柳,謝意,徐志偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)聯(lián)合重型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8