本实用新型涉及叶轮机械技术领域，尤其涉及一种转子和叶轮机械。
背景技术：
超临界co2布雷顿循环发电系统，具有高效、环保等特点，被视为未来发电的主要发展方向之一，在诸多领域有良好的应用前景。
涡轮机是布雷顿循环发电机组的核心部件，涡轮机将热力学能转换为气体动能，推动叶轮旋转，叶轮与主轴相接，叶轮驱动主轴转动，同时带动与主轴连接的传动轴末端的负载进行做功。其中叶轮、主轴、导流罩的安装稳固性是影响整个转子系统甚至整个动力机组安全的重要影响因素，另外安装方式又直接影响到转子的加工精度、拆装是否方便、动平衡是否容易被破坏以及动平衡可重复性是否良好等。目前主要采用的连接装配形式有：键连接、过盈配合、拉杆连接、法兰盘连接、盲孔螺纹连接和螺栓连接等。
但是目前的上述连接装配形式存在拆装时动平衡容易受到破坏且不易恢复，以及连接处容易松动等缺点，降低了涡轮机使用的安全性和稳定性。
技术实现要素：
为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本实用新型提供一种转子和叶轮机械，能够使转子在使用中连接处不易松动，拆装时动平衡不易破坏且容易恢复，提高了叶轮机械使用的安全性和稳定性。
为了实现上述目的，第一方面，本实用新型提供一种转子，包括转子本体、转动叶轮、导流罩和连接杆。
其中转子本体和转动叶轮抵接，转动叶轮与导流罩抵接，转动叶轮位于转子本体和导流罩之间，连接杆依次可拆卸地连接导流罩、转动叶轮和转子本体。
本实用新型提供的转子，通过连接杆将导流罩、转动叶轮和转子本体组合连接在一起，不仅可以有效降低转子本体、转动叶轮和导流罩的轴心偏差，还可以传递部分扭矩，并且，转动惯量小，对转子本体的动平衡影响小，拆装简单方便，安装位置易恢复。
在上述的转子中，可选的是，转子本体与转动叶轮连接的一端开设有第一安装孔，连接杆的第一端连接在第一安装孔中，导流罩中开设有第二安装孔，连接杆的第二端连接在第二安装孔中。
并且，转动叶轮中开设有安装通孔，连接杆的第一端和连接杆的第二端之间的中段穿设安装通孔，转动叶轮套设在连接杆中段的外部。
在上述的转子中，可选的是，连接杆的第一端与第一安装孔通过螺纹连接，连接杆的第一端或第一安装孔内的螺纹旋向与转子本体的转动方向相反；
和/或，连接杆的第二端与第二安装孔通过螺纹连接，连接杆的第二端或第二安装孔内的螺纹旋向与转子本体的转动方向相反。
通过将连接杆的第一端与第二端的螺纹旋向设置成与转子本体的转动方向相反，可以使连接杆在转动的过程中实现自锁。
在上述的转子中，可选的是，第二安装孔为通孔，第二安装孔远离转动叶轮的一端设置有第一紧固件，第一紧固件穿设第二安装孔，并与连接杆的第二端螺纹连接。
并且，第一紧固件的螺纹旋向与转子本体的转动方向相反。
通过将第一紧固件的螺纹旋向设置成与转子本体的转动方向相反，可以使第一紧固件在转动的过程中实现自锁。
在上述的转子中，可选的是，转动叶轮和转子本体的连接面上设置有多个嵌合组件，嵌合组件包括相互嵌合的嵌合件和嵌合槽，嵌合件设置在转动叶轮和转子本体中任一个上，嵌合槽设置在转动叶轮和转子本体中另一个上；
并且，嵌合槽的延伸方向为转子本体的径向。
在上述的转子中，可选的是，嵌合组件有多个，多个嵌合组件沿转子本体的周向间隔分布在转动叶轮和转子本体的连接面上。
通过多个嵌合组件的设置，使嵌合件和嵌合槽啮合形成工作副来传递主要扭矩。
在上述的转子中，可选的是，连接杆包括连接杆本体和设置在连接杆外壁面上的至少一个第一凸起，第一凸起位于安装通孔中的连接杆本体上。
并且，安装通孔的内径大于连接杆本体的外径，安装通孔和连接杆本体之间具有间隙，第一凸起的端部抵接安装通孔的内壁面。
通过第一凸起的设置，不仅可以有效降低转子本体、转动叶轮和导流罩的轴心偏差，还可以传递部分扭矩。
在上述的转子中，可选的是，转动叶轮靠近导流罩的一端与连接杆之间设置有第二紧固件，转动叶轮靠近导流罩的一端设置有安装台阶，安装台阶具有朝向导流罩一侧的安装面；
第二紧固件与连接杆转动连接，且第二紧固件远离导流罩一侧的端部抵接安装面。
在上述的转子中，可选的是，导流罩内开设有避让腔，避让腔沿连接杆的延伸方向延伸，且避让腔在延伸方向上具有延伸长度；
连接杆的第二端位于避让腔中，且与避让腔的内壁具有间距。
第二方面，本实用新型提供一种叶轮机械，包含上述任一项的转子。
本实用新型提供的叶轮机械，通过将叶轮机械的转子设置为包括转子本体、转动叶轮、导流罩和连接杆；通过连接杆、第一紧固件和第二紧固件这三个连接件的组合连接，将导流罩、转动叶轮和转子本体连接紧固，能够有效降低转子本体、转动叶轮和导流罩的轴心偏差，使转子本体、转动叶轮和导流罩连接紧固，让力矩传递更均衡，而且在拆卸时简单方便，动平衡影响小，安装时动平衡易恢复，保证叶轮机械使用的高效性和稳定性。
本实用新型的构造以及它的其他实用新型目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的转子的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的i部分的局部示意图；
图3为本实用新型实施例提供的ⅱ部分的局部示意图；
图4为本实用新型实施例提供的ⅲ部分的局部示意图；
图5为本实用新型实施例提供的转子的转动叶轮和转子本体的一种嵌合结构示意图；
图6为本实用新型实施例提供的转动叶轮嵌合区域的截面示意图。
附图标记说明：
100-转子；
10-转子本体；
11-第一安装孔；
12-嵌合槽；
20-转动叶轮；
21-安装台阶；
22-内壁面；
23-嵌合件；
24-安装通孔；
30-连接杆；
31-连接杆的第一端；
32-第一凸起；
33-连接杆的第二端；
34-第二凸起；
40-第一紧固件；
50-第二紧固件；
60-导流罩；
61-第二安装孔；
62-避让腔；
63-安装槽。
具体实施方式
超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统，是一种以超临界状态的二氧化碳为工质的布雷顿循环系统，该系统包括压缩机、加热器、涡轮机、发电机及冷却器。在涡轮机中，叶轮和转轴是转动件的主要部件，两者轴向与径向的牢固度既关系到涡轮机运行的安全性，又关系到涡轮机拆装是否方便。目前的涡轮转子的现有装配形式有：键连接、过盈配合、拉杆连接、法兰盘连接、盲孔螺纹连接、和螺栓连接等，这些连接装配形式分别有以下缺点，比如：键连接对加工精度和装配要求高；过盈配合不适合多次拆卸；拉杆连接需要专用工装，结构复杂；法兰盘连接和螺栓连接拆装时动平衡容易破坏；盲孔螺纹连接的螺纹孔容易产生应力集中，且轮背型线复杂。
本实用新型实施例提供一种转子和叶轮机械，该转子包括转子本体、转动叶轮、导流罩和连接杆；通过连接杆、第一紧固件和第二紧固件这三个连接件的组合连接，并且使这三个连接件的螺纹连接在工作中实现自锁，可以使导流罩、转动叶轮和转子本体的连接更紧固，连接杆第一凸起的设置能够有效降低转子本体、转动叶轮和导流罩的轴心偏差，通过转动叶轮和转子本体连接部的嵌合设置以及连接杆第一凸起与安装通孔的内壁面的抵接可以让力矩传递更均衡，此外还具有：在拆卸时简单方便、对动平衡影响小、安装时动平衡易恢复及转动惯量小等优点。
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的优选实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
本实用新型实施例提供了一种转子，本实施例以转子应用在涡轮机中为例进行说明和画图。在实际应用中，该转子还可以使用在其他种类的叶轮机械中。
图1为本实用新型实施例提供的转子的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的i部分的局部示意图；图3为本实用新型实施例提供的ⅱ部分的局部示意图；图4为本实用新型实施例提供的ⅲ部分的局部示意图；图5为本实用新型实施例提供的转子的转动叶轮和转子本体的一种嵌合结构示意图；图6为本实用新型实施例提供的转动叶轮嵌合区域的截面示意图。
如图1所示，该转子100包括图示方向从左到右依次连接的转子本体10、转动叶轮20、连接杆30、第二紧固件50、第一紧固件40、导流罩60。其中转子本体10和转动叶轮20抵接，转动叶轮20与导流罩60抵接，转动叶轮20位于转子本体10和导流罩60之间，连接杆30依次可拆卸地连接导流罩60、转动叶轮20和转子本体10。
流体依次流经转动叶轮20和导流罩60，进行膨胀做功并驱动转动叶轮20转动，转动叶轮20带动转子本体10转动。
流体的流动方向如图1中虚线箭头所示。
本实施例中的流体包括但不限于水、蒸汽、燃气以及超临界二氧化碳。
如图1、图2和图4所示，转子本体10与转动叶轮20连接的一端开设有第一安装孔11，连接杆的第一端31连接在第一安装孔11中，导流罩60中开设有第二安装孔61，连接杆的第二端33连接在第二安装孔61中。
并且，转动叶轮20中开设有安装通孔24，连接杆的第一端31和连接杆的第二端33之间的中段穿设安装通孔24，转动叶轮20套设在连接杆30中段的外部并在流体的驱动下转动。
连接杆的第一端31与第一安装孔11通过螺纹连接，连接杆的第一端31或第一安装孔11内的螺纹旋向与转子本体10的转动方向相反。
和/或，连接杆的第二端33与第二安装孔61通过螺纹连接，连接杆的第二端33或第二安装孔61内的螺纹旋向与转子本体10的转动方向相反。
通过将连接杆的第一端31与连接杆的第二端33的螺纹旋向设置成与转子本体10的转动方向相反，可以使转子本体10和连接杆30、连接杆30和导流罩60在转动的过程中实现自锁。
如图4所示，第二安装孔61为通孔，第二安装孔61远离转动叶轮20的一端设置有第一紧固件40，第一紧固件40穿设第二安装孔61，并与连接杆的第二端33螺纹连接。
并且，第一紧固件40的螺纹旋向与转子本体10的转动方向相反。
通过将第一紧固件40的螺纹旋向设置成与转子本体10的转动方向相反，可以使第一紧固件40在转动的过程中实现自锁。
转动叶轮20和转子本体10的连接面上设置有多个嵌合组件，嵌合组件包括相互嵌合的嵌合件23和嵌合槽12，嵌合件23设置在转动叶轮20和转子本体10中任一个上，嵌合槽12设置在转动叶轮20和转子本体10中另一个上；
并且，嵌合槽12的延伸方向为转子本体10的径向。
嵌合组件有多个，多个嵌合组件沿转子本体10的周向间隔分布在转动叶轮20和转子本体10的连接面上。
如图5所示，转子本体10与转动叶轮20的连接段分别设置有嵌合槽12和嵌合件23。二者相互嵌合，主要作用是传递扭矩。
嵌合槽12和嵌合件23的形式可以是直齿轮或斜齿轮等其他形式。
嵌合槽12和嵌合件23的延伸方向为转子本体10的径向。
如图6中所示为转动叶轮20上开设直齿轮的截面示意图。
连接杆30包括连接杆30本体和设置在连接杆30外壁面上的至少一个第一凸起32，第一凸起32位于安装通孔24中的连接杆30本体上。
并且，安装通孔24的内径大于连接杆30本体的外径，安装通孔24和连接杆30本体之间具有间隙，第一凸起32的端部抵接安装通孔24的内壁面22。
第一凸起32可以是一个或多个环形设置，或者多个间隔设置的弧段。
如图3所示，连接杆30外壁面上设置有一个第一凸起32，第一凸起32环形设置，转动叶轮20的内壁面22与第一凸起32抵接。
第一凸起32和内壁面22接触但非紧密抵接，当在转动叶轮20的装配过程中，借助螺栓拉伸器，强行把连接杆30拉长时，第一凸起32会有小幅度的活动。当转动叶轮20转动时，第一凸起32和内壁面22的接触不仅可以有效降低转子本体10、转动叶轮20和导流罩60的轴心偏差，还可以传递部分扭矩。
如图4所示，转动叶轮20靠近导流罩60的一端与连接杆30之间设置有第二紧固件50，转动叶轮20靠近导流罩60的一端设置有安装台阶21，安装台阶21具有朝向导流罩60一侧的安装面；
第二紧固件50与连接杆30转动连接，且第二紧固件50远离导流罩60一侧的端部抵接安装面。
在转动叶轮20的装配过程中，借助螺栓拉伸器，强行把连接杆30拉长，此时旋入第二紧固件50，第二紧固件50旋紧牢牢抵接安装台阶21的安装面，当释放螺栓拉伸器的外力作用后，连接杆30内部产生拉力，使得连接杆30分别与转子本体10和转动叶轮20的螺纹副紧密配合。
连接杆的第二端33端部设置有第二凸起34，第二凸起34可以是圆柱形或者其他形状，图4所示为圆柱形凸起，第二凸起34与连接杆30同轴，第二凸起34外径大于第一紧固件40的外螺纹大径，第二凸起34的高度应该保证在导流罩60安装后，第二凸起34和避让腔62壁面有间隙。
第二凸起34的作用是加长第一紧固件40和连接杆30的螺纹连接区域，使二者的紧固效果更好。
导流罩60开设有第二安装孔61，第二安装孔61为通孔，连接杆的第二端33与第二安装孔61中部螺纹连接，螺纹旋向与转动叶轮20转动方向相反。
在转动叶轮20转动过程中，导流罩60与连接杆30的螺纹连接实现自锁，防止轴向窜动，并且，导流罩60和转动叶轮20的接触端面产生摩擦，依靠摩擦力传递部分扭矩。
导流罩60内部开设有避让腔62，避让腔62沿连接杆30的延伸方向延伸，且避让腔62在延伸方向上具有延伸长度；
连接杆的第二端33位于避让腔62中，且与避让腔62的内壁具有间距。
避让腔62的作用是在连接杆30拉伸时，使连接杆的第二端33具有移动空间余量。
导流罩60远离转动叶轮20一端开设有安装槽63，安装槽63与第二安装孔61同轴。
安装槽63可以是圆形或其他形状。
在第二安装孔61靠近导流罩60一侧，设置有第一紧固件40，第一紧固件40穿过安装槽63与第二安装孔61，与连接杆的第二端33的内螺纹连接，该螺纹旋向与转子本体10的转动方向相反。
第一紧固件40旋入连接杆的第二端33的内螺纹孔中，会产生一定的螺栓预紧力，压紧导流罩60。可以避免在工作中因为转速波动、热膨胀等因素引起的导流罩60松动。
在工作时，流体流经转动叶轮20，流动方向如图1中所示，流体经转动叶轮20后膨胀做功，驱动转动叶轮20转动，流体顺着导流罩60流向下一级部件，转动叶轮20通过扭矩传递，带动转子本体10转动，转子本体10带动转子本体10延伸方向上的负载进行做功。在工作中，本技术方案这种综合连接方式有两个优点：一是使转子本体10、转动叶轮20、导流罩60在高温、高压、高转速的恶劣工况下能够连接可靠，不松动。二是使转子本体10、转动叶轮20、导流罩60之间的扭矩传递更均衡。如图1中所示，l1示出的方向为转子本体10的延伸方向。
本实用新型中，转动叶轮的形式可以是径流式、轴流式和混流式，本实用新型实施例只提供了其中一种实施方式。
本实用新型实施例还提供了一种叶轮机械，该叶轮机械包括上述转子100，该叶轮机械包括但不限于压缩机、膨胀机、透平和泵，在不同的应用场景中，流体的流动方向和驱动端会有所不同，在此不赘述。
在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者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实用新型和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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实用新型的限制。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
1.一种转子，其特征在于，包括转子本体、转动叶轮、导流罩以及连接杆，所述转动叶轮位于所述转子本体和所述导流罩之间，所述连接杆依次可拆卸地连接所述导流罩、所述转动叶轮以及所述转子本体。
2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述转子本体中开设有第一安装孔，所述连接杆的第一端连接在所述第一安装孔中；所述导流罩中开设有第二安装孔，所述连接杆的第二端连接在所述第二安装孔中；
所述转动叶轮中开设有安装通孔，所述连接杆的第一端和第二端之间的中段穿设所述安装通孔，所述转动叶轮套设在所述连接杆的中段的外部。
3.根据权利要求2所述的转子，其特征在于，所述连接杆的第一端与所述第一安装孔通过螺纹连接，所述连接杆的第一端或所述第一安装孔内的螺纹旋向与所述转子本体的转动方向相反；
和/或，所述连接杆的第二端与所述第二安装孔通过螺纹连接，所述连接杆的第二端或所述第二安装孔内的螺纹旋向与所述转子本体的转动方向相反。
4.根据权利要求3所述的转子，其特征在于，所述第二安装孔为通孔，所述第二安装孔远离所述转动叶轮的一端设置有第一紧固件，所述第一紧固件穿设所述第二安装孔，并与所述连接杆的第二端螺纹连接；
所述第一紧固件的螺纹旋向与所述转子本体的转动方向相反。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的转子，其特征在于，所述转动叶轮和所述转子本体的连接面上设置有多个嵌合组件，所述嵌合组件包括相互嵌合的嵌合件和嵌合槽，所述嵌合件设置在所述转动叶轮和所述转子本体中任一个上，所述嵌合槽设置在所述转动叶轮和所述转子本体中另一个上；
所述嵌合槽的延伸方向为所述转子本体的径向。
6.根据权利要求5所述的转子，其特征在于，所述嵌合组件有多个，多个所述嵌合组件沿所述转子本体的周向间隔分布在所述转动叶轮和所述转子本体的连接面上。
7.根据权利要求2所述的转子，其特征在于，所述连接杆包括连接杆本体和设置在所述连接杆外壁面上的至少一个第一凸起，所述第一凸起位于所述安装通孔中的所述连接杆本体上；
所述安装通孔的内径大于所述连接杆本体的外径，所述安装通孔和所述连接杆本体之间具有间隙，所述第一凸起的端部抵接所述安装通孔的内壁面。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的转子，其特征在于，所述转动叶轮靠近所述导流罩的一端与所述连接杆之间设置有第二紧固件，所述转动叶轮靠近所述导流罩的一端设置有安装台阶，所述安装台阶具有朝向所述导流罩一侧的安装面；
所述第二紧固件与所述连接杆转动连接，且所述第二紧固件远离所述导流罩一侧的端部抵接所述安装面。
9.根据权利要求2-4中任一项所述的转子，其特征在于，所述导流罩内开设有避让腔，所述避让腔沿所述连接杆的延伸方向延伸，且所述避让腔在延伸方向上具有延伸长度；
所述连接杆的第二端位于所述避让腔中，且与所述避让腔的内壁具有间距。
10.一种叶轮机械，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的转子。
技术总结