旋转机械转子失效多层防护外套筒筒体的制作方法

1.本发明属于高速旋转机械转子失效防护领域，具体涉及一种旋转机械转子失效多层防护外套筒筒体。


背景技术：

2.航空、航天发动机，大型涡轮机，医用离心机等高速旋转机械在高速运转中转子通常存在较高能量，其一旦发生机械失效，高动能的转子碎片会对其它部件或人员构成巨大冲击，由旋转机械转子失效引发的整机破坏、人员伤亡事故等次生灾害造成的财产损失、人员伤亡颇为严重，同时旋转机械转子失效对外部环境造成金属、纤维等粉尘污染和构成环境破坏。
3.目前，采用在旋转机械外部增加大厚度、高强度的单层外套筒的方式避免旋转机械转子失效引发的冲击危害，该类型外套筒体重较大，造成较高的空间、材料成本，仅依靠外套筒的密封性避免金属磨屑、纤维等粉尘污染，对旋转机械进行外套筒拆卸解体失效分析时，同样存在粉尘污染环境的问题。


技术实现要素：

4.本发明是为了克服现有技术中存在的旋转机械转子失效对外部造成巨大冲击，同时旋转机械转子失效防护外套筒筒体体重较大，造成较高的空间、材料成本，对旋转机械解体失效分析时易造成环境粉尘污染等缺点而提出的，其目的是提供一种旋转机械转子失效多层防护外套筒筒体。
5.本发明是通过以下技术方案实现的：一种旋转机械转子失效多层防护外套筒筒体，包括由外而内依次套设的固定层、转动耗能层、碰撞吸能层和储液层，所述固定层两端固定于旋转机械转子固定法兰上；所述储液层中间形成环形空腔，空腔内填充液体。
6.在上述技术方案中，所述固定层外壁设置的装配座。
7.在上述技术方案中，所述装配座与外界基础通过螺栓连接。
8.在上述技术方案中，所述固定层一端内壁形成内凹结构。
9.在上述技术方案中，所述内凹结构为内凹圆锥面。
10.在上述技术方案中，所述转动耗能层与固定层之间可相对转动。
11.在上述技术方案中，所述转动耗能层一端外壁形成外凸结构。
12.在上述技术方案中，所述外凸结构为外凸圆锥型结构。
13.在上述技术方案中，所述转动耗能层的外壁形成外凸结构与固定层内壁的内凹结构位置相对，且长度、锥度均相同。
14.在上述技术方案中，所述碰撞吸能层为高吸能材料。
15.本发明的有益效果是：本发明提供了一种旋转机械转子失效多层防护外套筒筒体，体重小，可有效避免
旋转机械转子失效中形成金属、纤维等粉尘污染，同时大幅降低旋转机械对外部结构冲击。
附图说明
16.图1是本发明旋转机械转子失效多层防护外套筒筒体的剖面结构示意图。
17.其中：1
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固定层
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11
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装配座2
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转动耗能层
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碰撞吸能层4
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储液层
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41
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内腔5
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旋转机械转子固定法兰
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外界基础7
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旋转机械转子。
18.对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
19.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明技术方案，下面结合说明书附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明旋转机械转子失效多层防护外套筒筒体的技术方案。
20.如图1所示，一种旋转机械转子失效多层防护外套筒筒体，包括由外而内依次套设的固定层1、转动耗能层2、碰撞吸能层3和储液层4。
21.所述固定层1两端固定于旋转机械转子固定法兰5上，其外壁设置与外界基础6通过螺栓连接的装配座11。固定层1一端内壁内凹形成圆锥面，其为转动耗能层2、碰撞吸能层3和储液层4提供支承；固定层1为金属材质如钢等，壁厚在3mm~8mm范围内。
22.所述转动耗能层2为金属材质如钢等，壁厚在3mm~8mm范围内，其一端外壁外凸形成圆锥面，转动耗能层2的外壁的圆锥面与固定层1内壁的圆锥面位置相对，且长度、锥度均相同；转动耗能层2与固定层1之间可相对转动。当转动耗能层2与旋转机械转子7碎片碰撞时将碰撞动能重新转化为转动动能，同时局部采用外凸结构的圆锥面，大幅降低转子碎片对外套筒筒体外界结构的冲击力。
23.所述所述碰撞吸能层3为由高吸能材料如泡沫铝等构成的筒体，壁厚在3mm~8mm范围内。失效的旋转机械转子7的碎片与碰撞吸能层3的高吸能材料碰撞，通过高吸能材料变形吸能，进一步降低失效的旋转机械转子7碎片的动能。
24.所述储液层4中间形成环形空腔41，空腔41内填充液体。储液层4壁厚2 mm ~5mm，内腔41内填充的液体为水或阻燃有机溶剂等，储液层4首先与外套筒内部失效的旋转机械转子7的碎片和纤维粉尘等碰撞并破裂，失效的旋转机械转子7碎片和纤维被内腔41内部液体融合，有效降低旋转机械转子7失效中形成的金属、纤维等粉尘浓度，并在一定程度上降低失效转子碎片的动能。
25.本发明提供了一种旋转机械转子失效多层防护外套筒筒体，体重小，可有效避免旋转机械转子失效中形成金属、纤维等粉尘污染，同时大幅降低旋转机械对外部结构冲击。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗
示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。


技术特征：
1.一种旋转机械转子失效多层防护外套筒筒体，其特征在于：包括由外而内依次套设的固定层（1）、转动耗能层（2）、碰撞吸能层（3）和储液层（4），所述固定层（1）两端固定于旋转机械转子固定法兰（5）上；所述储液层（4）中间形成环形空腔（41），空腔（41）内填充液体。2.根据权利要求1所述的旋转机械转子失效多层防护外套筒筒体，其特征在于：所述固定层（1）外壁设置的装配座（11）。3.根据权利要求2所述的旋转机械转子失效多层防护外套筒筒体，其特征在于： 所述装配座（11）与外界基础（6）通过螺栓连接。4.根据权利要求1所述的旋转机械转子失效多层防护外套筒筒体，其特征在于：所述固定层（1）一端内壁形成内凹结构。5.根据权利要求4所述的旋转机械转子失效多层防护外套筒筒体，其特征在于：所述内凹结构为内凹圆锥面。6.根据权利要求1所述的旋转机械转子失效多层防护外套筒筒体，其特征在于：所述转动耗能层（2）与固定层（1）之间可相对转动。7.根据权利要1所述的旋转机械转子失效多层防护外套筒筒体，其特征在于：所述转动耗能层（2）一端外壁形成外凸结构。8.根据权利要求7所述的旋转机械转子失效多层防护外套筒筒体，其特征在于：所述外凸结构为外凸圆锥型结构。9.根据权利要求7所述的旋转机械转子失效多层防护外套筒筒体，其特征在于：所述转动耗能层（2）的外壁形成外凸结构与固定层（1）内壁的内凹结构位置相对，且长度、锥度均相同。10.根据权利要求1所述的旋转机械转子失效多层防护外套筒筒体，其特征在于：所述碰撞吸能层（3）为高吸能材料。

技术总结
本发明公开了一种旋转机械转子失效多层防护外套筒筒体，包括由外而内依次套设的固定层、转动耗能层、碰撞吸能层和储液层，所述固定层两端固定于旋转机械转子固定法兰上，其一端内壁内凹形成圆锥面；所述转动耗能层一端外壁外凸形成圆锥面；所述储液层中间形成环形空腔，空腔内填充液体。本发明所提供的旋转机械转子失效多层防护外套筒筒体，体重小，可有效避免旋转机械转子失效中形成金属、纤维等粉尘污染，同时大幅降低旋转机械对外部结构冲击。同时大幅降低旋转机械对外部结构冲击。同时大幅降低旋转机械对外部结构冲击。


技术研发人员：高飞 易建华 韩轩
受保护的技术使用者：核工业理化工程研究院
技术研发日：2021.07.22
技术公布日：2021/9/28