一种涡轮增压器试验进出气结构的制作方法

1.本实用新型属于涡轮增压器相关技术领域，具体涉及一种涡轮增压器试验进出气结构。


背景技术：

2.重型涡轮增压器一直以来是本领域技术人员持续研究的一个技术问题。涡轮增压器受燃气进气量、进气口布置、进气速度的影响能够具有不同的性能。当前技术中，为了能够研究外界进气工况对涡轮增压器的影响，一般是搭建涡轮增压器相关试验台用于模拟涡轮增压器的工作情况。受限于试验台成本，一般试验台设施较为简陋，对于轻型涡轮增压器能够起到一定的模拟测试作用，但是对于重型涡轮增压器，由于所需的进气量较大、涡轮整体转速较大，因此采用传统的单进气结构难以达到理想的试验效果。而为了达到相应进气量，现有技术中，如公开号为“cn111120103a，一种涡轮增压器驱动设备及试验台”相关技术中，是通过增加并联的燃烧室的方式满足进气量需求，但是对于一些科研单位来讲，会极大提高试验成本，得不偿失。故，有必要设计一种能够轻松达到高转速的模拟涡轮增压器进出气结构，以便相关科研人员能够获得所需的试验数据。


技术实现要素：

3.为解决上述背景技术中提出的问题。本实用新型提供了一种涡轮增压器试验进出气结构，其能够满足重型涡轮增压器所需的进气量，保证增压器能够达到所需的转速，且整体结构设计合理，易于实现。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种涡轮增压器试验进出气结构，包括压缩端壳体、排气端壳体、主轴、叶轮以及涡轮，所述压缩端壳体与排气端壳体之间设有涡轮密封件以及供气密封件，所述涡轮密封件与供气密封件之间固定连接，所述供气密封件为圆盘式结构，在其圆周面周向均匀布置有至少三个供气通道；
6.所述供气密封件内部设置气流导向件，所述气流导向件与供气密封件之间固定连接，在所述气流导向件圆周面周向设置与供气通道数量对应的涡轮气通道，涡轮气通道与供气通道位置一一对应；
7.所述涡轮密封件内部设置涡轮盘，所述涡轮盘上设置所述涡轮，所述涡轮位于气流导向件一侧，所述涡轮气通道倾斜设置，涡轮气通道的出口设置在所述气流导向件端面且对应所述涡轮位置设置。
8.进一步，所述供气密封件内部设置喷嘴安装腔，所述气流导向件通过螺钉固定安装于所述喷嘴安装腔内；
9.所述供气通道的进口设置于供气密封件外圆周面，供气通道垂直于供气密封件轴线设置，供气通道的出口连通于喷嘴安装腔。
10.进一步，所述供气密封件上供气通道的进口处设置内螺纹，该内螺纹可连接进气
管道或堵头。
11.进一步，所述供气密封件端面设有若干个压缩气排气口，若干个压缩气排气口依次间隔设置，压缩气排气口设置于所述喷嘴安装腔外侧。
12.进一步，所述涡轮密封件端面设置若干个涡轮排气口，若干个涡轮排气口沿周向依次间隔设置，涡轮排气口贯穿所述涡轮密封件。
13.进一步，所述气流导向件为圆盘式结构，涡轮气通道的进口设置在气流导向件的外圆周面，且在进口处开设汇气槽，涡轮气通道在气流导向件内倾斜设置并沿气流导向件端面贯穿伸出形成出口。
14.进一步，所述涡轮盘两侧端面均设置迷宫密封槽。
15.进一步，所述涡轮盘固定连接于主轴，涡轮盘两侧通过限位套固定。
16.进一步，所述供气密封件内部与主轴配合的安装孔处设有密封槽。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
18.1、本实用新型中，通过在供气密封件周向设置多个供气通道，供气通道通过对应的气流导向件吹向涡轮，能够保证供气量达到重型涡轮器试验台需求，从而保证涡轮能够达到相应的高转速，因此适用于涡轮增压器模拟试验设备中使用。
19.2、本实用新型中，进排气结构设计简单合理，通过相应的密封结构能够保证密封性能，且整体结构便于加工制作和拆装，能够在较低成本的前提下，实现涡轮增压器性能的研究。
20.3、本实用新型中，供气密封件上的多个供气通道连接管道或堵头，可同时或分别使用，从而能够通过本装置实现供气量大小、供气孔数量、供气方式对涡轮增压器性能影响的研究。
附图说明
21.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
22.图1为本实用新型总体结构示意图；
23.图2为本实用新型去除压缩端壳体后结构示意图；
24.图3为本实用新型去除压缩端壳体、排气端壳体后结构示意图。
25.图4为本实用新型涡轮、供气密封件位置关系示意图。
26.图5为本实用新型供气密封件结构示意图一；
27.图6为本实用新型供气密封件结构示意图二；
28.图7为本实用新型气流导向件结构示意图一；
29.图8为本实用新型气流导向件结构示意图二；
30.图9为本实用新型涡轮、涡轮密封件位置关系示意图。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下
所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.如图1-9所示，为本实施例提供的一种涡轮增压器试验进出气结构相关示意图。
33.在本实施例中，该结构主要包括压缩端壳体5、排气端壳体4、主轴7、叶轮6、涡轮10、涡轮密封件2以及供气密封件1。其中，压缩端壳体5、供气密封件1、涡轮密封件2、排气端壳体4之间依次连接。
34.本实施例中，在涡轮密封件2以及供气密封件1之间形成的空腔内设置所述涡轮10，将供气处设置在供气密封件1上。具体的，如图所示，将供气密封件1设计为圆盘式结构，在其圆周面周向均匀布置有至少三个供气通道3(本实施例中供气通道具体显示为三个)。通过周向设置的多个供气通道3能够增加涡轮的供气量，保证涡轮在较大流量气体作用下能够达到高转速需求。优选的，本实施例中，供气密封件1上供气通道3的进口处设置内螺纹，该内螺纹可连接进气管道或堵头，将需要较大气体流量测试时，可将三个供气通道3均连接到进气管道，当需要分析不同进气方向或进气孔数量对涡轮性能影响研究时，可将个别供气通道3通过堵头进行封堵，而仅保留部分供气通道3。上述结构，可以轻松的改变供气通道3数量，且因供气通道3位于供气密封件1表面，方便与进气管道、堵头的拆装。
35.本实施例中，供气密封件1内部设置气流导向件11，该气流导向件11主要用于将供气密封件1提供的大流量燃气导入到涡轮10处进而驱动涡轮10高速转动。供气密封件1内部设置喷嘴安装腔14，气流导向件11通过螺钉固定安装于喷嘴安装腔内14。在气流导向件11圆周面周向设置与供气通道3数量对应的涡轮气通道15，即在本实施例中，涡轮气通道15的数量也为三个，涡轮气通道15与供气通道3位置一一对应。上述结构中，供气通道3进入的大流量燃气直接吹入到气流导向件11的涡轮气通道15内，经涡轮气通道15再吹向涡轮10，涡轮10固定在主轴上，两端通过挡套固定，涡轮10在涡轮气通道15气流的作用下进行高速转动，从而模拟实际涡轮增压器的工作过程。
36.本实施例中，在涡轮密封件2内部设置涡轮盘9，涡轮盘9上设置涡轮10，涡轮10位于气流导向件11一侧，将涡轮气通道15倾斜设置，涡轮气通道15的出口设置在气流导向件11端面且对应涡轮10位置设置。通过多个涡轮气通道15从不同方向对涡轮10处提供高压燃气，使涡轮10进行高速转动。
37.作为本实施例的一种优选方案，将气流导向件11设计为圆盘式结构，涡轮气通道15的进口设置在气流导向件11的外圆周面，且在进口处开设汇气槽16以方便气流的流通，涡轮气通道15在气流导向件11内倾斜设置并沿气流导向件11端面贯穿伸出形成出口，出口对准涡轮10。同时将供气通道3的进口设置于供气密封件1外圆周面，供气通道3垂直于供气密封件1轴线设置，供气通道3的出口连通于喷嘴安装腔14，便于加工和制作。
38.本实施例中，供气密封件1端面设有若干个压缩气排气口12，若干个压缩气排气口12依次间隔设置，压缩气排气口12设置于喷嘴安装腔14外侧。同时，在涡轮密封件2端面设置若干个涡轮排气口8，若干个涡轮排气口8沿周向依次间隔设置，涡轮排气口8贯穿涡轮密封件2，通过上述排气结构实现出气设计。
39.为了保证密封效果，本实施例中，在涡轮盘9两侧端面均设置迷宫密封槽17用于密封，同时在在供气密封件1内部与主轴7配合的安装孔处设有环形密封槽13，以达到更好的密封效果。
40.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本
实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种涡轮增压器试验进出气结构，包括压缩端壳体、排气端壳体、主轴、叶轮以及涡轮，其特征在于，所述压缩端壳体与排气端壳体之间设有涡轮密封件以及供气密封件，所述涡轮密封件与供气密封件之间固定连接，所述供气密封件为圆盘式结构，在其圆周面周向均匀布置有至少三个供气通道；所述供气密封件内部设置气流导向件，所述气流导向件与供气密封件之间固定连接，在所述气流导向件圆周面周向设置与供气通道数量对应的涡轮气通道，涡轮气通道与供气通道位置一一对应；所述涡轮密封件内部设置涡轮盘，所述涡轮盘上设置所述涡轮，所述涡轮位于气流导向件一侧，所述涡轮气通道倾斜设置，涡轮气通道的出口设置在所述气流导向件端面且对应所述涡轮位置设置。2.根据权利要求1所述的涡轮增压器试验进出气结构，其特征在于，所述供气密封件内部设置喷嘴安装腔，所述气流导向件通过螺钉固定安装于所述喷嘴安装腔内；所述供气通道的进口设置于供气密封件外圆周面，供气通道垂直于供气密封件轴线设置，供气通道的出口连通于喷嘴安装腔。3.根据权利要求2所述的涡轮增压器试验进出气结构，其特征在于，所述供气密封件上供气通道的进口处设置内螺纹，该内螺纹可连接进气管道或堵头。4.根据权利要求2所述的涡轮增压器试验进出气结构，其特征在于，所述供气密封件端面设有若干个压缩气排气口，若干个压缩气排气口依次间隔设置，压缩气排气口设置于所述喷嘴安装腔外侧。5.根据权利要求1所述的涡轮增压器试验进出气结构，其特征在于，所述涡轮密封件端面设置若干个涡轮排气口，若干个涡轮排气口沿周向依次间隔设置，涡轮排气口贯穿所述涡轮密封件。6.根据权利要求1所述的涡轮增压器试验进出气结构，其特征在于，所述气流导向件为圆盘式结构，涡轮气通道的进口设置在气流导向件的外圆周面，且在进口处开设汇气槽，涡轮气通道在气流导向件内倾斜设置并沿气流导向件端面贯穿伸出形成出口。7.根据权利要求1所述的涡轮增压器试验进出气结构，其特征在于，所述涡轮盘两侧端面均设置迷宫密封槽。8.根据权利要求1所述的涡轮增压器试验进出气结构，其特征在于，所述供气密封件内部与主轴配合的安装孔处设有密封槽。

技术总结
本实用新型提供一种涡轮增压器试验进出气结构，包括压缩端壳体、排气端壳体、主轴、叶轮以及涡轮，所述压缩端壳体与排气端壳体之间设有涡轮密封件以及供气密封件，所述涡轮密封件与供气密封件之间固定连接，所述供气密封件为圆盘式结构，在其圆周面周向均匀布置有至少三个供气通道；所述供气密封件内部设置气流导向件，所述气流导向件与供气密封件之间固定连接，在所述气流导向件圆周面周向设置与供气通道数量对应的涡轮气通道，涡轮气通道与供气通道位置一一对应。本实用新型能够满足重型涡轮增压器所需的进气量，保证增压器能够达到所需的转速，且整体结构设计合理，易于实现。易于实现。易于实现。


技术研发人员：黄锴 马惠秋
受保护的技术使用者：哈尔滨群树机械科技有限公司
技术研发日：2023.02.21
技术公布日：2023/5/27