CN103140650A - 具有使通过隔板的涡轮螺旋桨发动机风机叶片的螺距控制系统的连杆穿过的护套的密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种密封装置，具有使通过隔板的控制涡轮螺旋桨发动机风机叶片方向的系统的连杆穿过的护套。该装置包括用于紧固到待要被密封的隔板（58）上的管道（60），以及连杆（50a）通过的截头圆锥形护套（62），其中该护套轴向地在管道内滑动，并且该护套在其较宽端具有与管道密封的密封装置，以及在其较窄端具有用于紧固到连杆相应端的密封紧固装置。

Description

具有使通过隔板的涡轮螺旋桨发动机风机叶片的螺距控制系统的连杆穿过的护套的密封装置

发明背景

本发明涉及控制涡轮螺旋桨发动机的风机叶片螺距的一般领域。

本发明的优选应用领域是具有两个螺旋桨的飞机涡轮螺旋桨发动机。

飞机涡轮螺旋桨发动机具有两个螺旋桨，包括带有两个反向旋转的转子的涡轮机，每个都驱动一组无涵道的风机叶片。在这种类型的飞机发动机中，风机叶片的螺距构成用于控制发动机推力的参数之一。

申请人于2010年3月1日提交的法国专利申请号10/51458描述了一种用于控制这样的涡轮螺旋桨发动机的风机叶片的螺距的系统。在该文献中，每个叶片都被耦合到叶片根部支撑体以用于调整其螺距，该叶片根部支撑体经由锥齿轮装置枢转地安装在旋转环上，该齿轮装置的齿轮之一被叶片根部支撑体和带有配重的其他齿轮所支撑。以旋转环的旋转轴线为中心并被限于与涡轮转子一起旋转的致动器经由径向连杆被连接到每个配重上。通过致动该致动器，基于曲柄和连杆的原理，该连杆作用在该配重上，以使叶片根部支撑体以同步的方式枢转。

这样一个控制系统具有许多优点。特别地，它是可靠的并且重量轻，因为它与现有技术的控制系统相比具有相对较少的部件。

该系统的连杆从致动器径向延伸到叶片根部支撑体上。因此，某些连杆特别地需要穿过其中容纳有涡轮螺旋桨发动机的各种滚动轴承的油罩。这特别地适于用来控制上游组叶片的该系统的连杆。

遗憾的是，这种油罩在操作中旋转，因此其中存在的油受到离心力。从而，为了防止油罩内油的任何外漏，有必要密封包装，其中控制系统的连杆穿过油罩的隔板。

发明目的和发明内容

因而，本发明的一个主要目的是通过提出一种装置来满足这种需求，该装置用于密封控制系统的连杆穿过其中的油罩的隔板。

根据本发明，该目的通过一种密封装置来实现，该密封装置包括用于紧固到待被密封的隔板的管道，以及连杆穿过的截头圆锥形护套，该护套能够轴向地在管道内滑动，并在其较宽端具有与管道配合的密封装置，以及在其较窄端具有用于紧固到连杆相应端的密封紧固装置。

穿过隔板的连杆的通道通过在护套的较宽端和管道之间存在的密封装置而被密封。此外，在操作中，控制系统的连杆受到径向运动和侧向运动。从而护套的截头圆锥形形状能使其避免与连杆的侧向运动干涉。此外，护套在管道内的轴向滑动用于补偿连杆的径向运动。

因此，本发明的密封装置使得保证在涡轮螺旋桨发动机内油罩的有效密封成为可能，而不必使用可能潜在地产生可靠性和寿命问题的柔性部件。

本发明的密封装置还用于使“密封”功能与“力传递”功能分离。力传递功能是由连杆执行的，而密封功能是由护套所提供的。这种分离使限制两种功能之间的干涉成为可能，以及从而使它们中每一个更容易实现。特别地，在护套较宽端的密封不受连杆任何可能变形的影响。

最后，该密封装置用于限制连杆的弯曲现象。连杆可能潜在地在长度方向上弯曲，但不在宽度方向上弯曲，因为护套限制了在该方向上的任何弯曲。

护套的较宽端在其周围可具有与管道内侧相配合的垫片，以在护套和管道之间提供密封。

护套的较窄端可以是封闭的，并枢转地绕连杆相应端的枢轴销被安装，以将护套以密封的方式紧固到连杆上。

本发明还提供了一种用于控制涡轮螺旋桨发动机的风机叶片的螺距的系统，具有至少一组可调节螺距的风机叶片，所述组被限于与机械地连接到旋转罩壳上的旋转环一起旋转，该组的每个叶片为了调整其螺距被耦合到通过锥齿轮装置枢转地安装在旋转环上的叶片根部支撑体上，该锥齿轮装置包括第一齿轮和第二齿轮，该第一齿轮被固定到叶片根部支撑体上并以相对于旋转环径向的轴线为中心，该第二齿轮被固定在旋转环上并以相对于所述旋转环切向的轴线为中心，该第二齿轮带有相对于其旋转轴线偏心的配重，该系统进一步包括以旋转环的旋转轴线为中心的致动器，被限于与旋转罩壳一起旋转，并使其连杆通过径向连杆和曲柄连接到每个配重上，对于每个径向连杆，该系统进一步包括如上所定义的密封装置。

本发明还提供了一种具有两个螺旋桨的涡轮螺旋桨发动机，包括具有两个反向旋转的旋转罩壳和两组可调节螺距的风机叶片的涡轮机，该风机叶片被限于与分别连接到旋转罩壳的两个旋转环一起旋转，其中至少一组风机叶片的螺距由上面所定义的系统所控制。

附图说明

从以下参照不具有限制特性的附图的说明书中，本发明的其它特征和优点变得明显。在图中：

·图1是两个螺旋桨的涡轮螺旋桨发动机的示意性纵向剖视图，其具有一个本发明特别适用的螺旋桨叶片螺距控制系统；

·图2是图1的放大视图，示出了本发明密封装置的位置；

·图3A和3B的示意图示出了图1和2的控制系统的运动；

·图4A至4C示出了处于各种不同位置的图2的密封装置；以及

·图5更准确地示出了本发明密封装置的护套在连杆端部的密封紧固。

具体实施方式

图1是一个具有两个螺旋桨类型的飞机涡轮螺旋桨发动机10的实施例的详细示意图。

涡轮螺旋桨发动机10特别地包括纵轴线12和绕纵轴线轴向地布置的环形发动机舱14。从上游至下游，它还包括压气机16，燃烧室18，以及驱动两个旋转罩壳22a和22b旋转（直接地或间接地）的“动力”涡轮机20。

涡轮螺旋桨发动机10还具有可调节螺距的风机叶片26的上游（或前）组24a和下游（或后）组24b。特别地，每组24a，24b内的风机叶片26被安装在环形平台形式的各自的旋转环28a，28b上，该环形平台以涡轮螺旋桨发动机的纵轴线12为中心。

每个旋转罩壳22a，22b带有并驱动旋转各自的一个旋转环28a，28b，旋转环上安装有一组24a，24b的可调节螺距的风机叶片。

涡轮螺旋桨发动机10还具有用于控制上游组24a和下游组24b内的风机叶片螺距的系统。该控制系统在申请人于2010年3月1日提交的法国专利申请号10/51458被描述，其内容通过引用方式并入本文。

如图2所示，该控制系统具有两个圆柱形致动器30a，30b，它们致动用于改变上游组和下游组内的风机叶片的螺距的机构，这些机构特别地由如下所述的连杆所组成。

致动器30a，30b在纵轴线12上与同轴的杆32a，32b对齐，并且它们被限于与驱动下游组24b旋转的旋转罩壳22b的轴一起旋转。

这两个致动器各自的杆32a，32b沿着纵轴线12平移，致动器30a的外杆32a用于调整上游组24a内的风机叶片的螺距，并且致动器30b的内杆32b用于调整下游组24b内风机叶片的螺距。

滚动轴承34被安装在致动器30a的外杆32a与该用于改变上游组内的风机叶片的螺距的机构之间，以从外杆向该机构传递轴向作用力，而使这两个机构在相反方向上自由旋转。

此外，如图3A和3B所示，组24a，24b内的每个叶片26都被耦合到叶片根部支撑体36上，该叶片根部支撑体通过锥齿轮装置38枢转地安装在旋转环28a，28b上。该锥齿轮装置由第一齿轮40和第二齿轮44所组成，该第一齿轮40被固定到叶片根部支撑体上并以相对于旋转环径向的轴线42为中心，，该二齿轮44被固定在旋转环上并以相对于旋转环切向的轴线46为中心，。

第一齿轮40的齿数可被选择为基本等于第二齿轮44的齿数的两倍。因此，将第二齿轮旋转通过90°将导致第一齿轮旋转通过约45°。

在锥齿轮装置中，每个第二齿轮44带有相对于该轮旋转轴线46偏心的配重48。该配重的质量特别地被预定义为风机叶片特征的函数。

每个用于改变风机叶片的螺距的机构还包括将相应致动器30a，30b的杆32a，32b与相应组的风机叶片的配重48连接的多个连接臂。

这些连接臂的功能是将致动器杆的轴向运动转化为相应组的风机叶片的配重相对于它们各自的螺距轴线46的同步旋转。

为此，每个连接臂特别地包括穿过涡轮螺旋桨发动机的罩壳臂52a，52b的径向连杆50a，50b并使该径向连杆50a，50b一端连接到相应的配重块，另一端连接到曲柄54a，54b的一个分支上，该曲柄54a，54b的其他分支连接到相应致动器的杆32a，32b上。

每个连接臂还具有导向连杆（图中未示出），其一端连接到曲柄的两个分支之间的连接上，其另一端作为径向连杆的引导支撑。

与致动器30a，30b相关联，涡轮螺旋桨发动机10还具有油罩56，其中布置有为转子轴提供旋转支撑的各种滚动轴承（特别是滚动轴承34）。

该油罩（其由于转子的旋转而受到离心力的影响）以涡轮螺旋桨发动机的纵轴线12为中心并由固定到驱动上游组24a的转子上的环形隔板58而在外侧被径向地限定。

该隔板58包括双层壁，并且该用于改变上游组的风机叶片的螺距的机构的径向连杆58a穿过其中。

为了避免油罩56内油的任何泄漏，必须在径向连杆50a穿过隔板58的地方提供密封。

为此，本发明提供了为相关联的每个径向连杆提供了密封装置，其特别地包括刚好穿过待被密封和与其固定的（例如，通过焊接或螺钉连接，如果管道是金属制成的）隔板58的长椭圆形或环形形状的空心管道60。

该密封装置还具有能够在管道60内轴向滑动的截头圆锥形护套62，该护套被安装在径向连杆50周围。更准确地，护套的较窄端以密封的方式被紧固到连接到曲柄上的径向连杆的端部（该端部也被称为径向连杆的根部）。

护套的形状从该较窄端扩展到其较宽端，其设置有密封管道的密封装置。例如，护套的较宽端在其周围包括长椭圆形或环形的垫片64，其与管道的内侧相配合以在护套和管道提供密封（见图4A）。

因此，本发明的密封装置使得保证油罩56的有效密封成为可能，该油罩56由隔板58在外侧被径向地确定。

在操作中，该控制系统的径向连杆50受到径向运动（即平行于它自己的轴线）和侧向运动。如图4B所示，护套62的截头圆锥形形状使其能够避免干扰连杆的侧向运动。至于连杆的径向运动，它们被在管道60内滑动的护套所吸收，该管道60被紧固到隔板58用于密封（见图4A和4C）。

应该注意到的是，护套62的较窄端是封闭的且枢转地绕径向连杆50a的根部的枢轴销66被安装。更准确地，如图5所示，径向连杆的根部被安装在球形接头68上，球形接头具有穿过其中的U形销70。该球形接头还有径向连杆的根部被容纳在该端部封闭的护套62内。因此，包含在油罩内的油不能经由护套的该较窄端逃脱。

Claims (5)

1.一种用于使控制涡轮螺旋桨发动机的风机叶片的螺距的系统的连杆通过隔板的密封装置，该装置的特征在于：它包括用于紧固到待被密封的隔板（58）的管道（60），以及连杆（50a）通过的截头圆锥形护套（62），该护套能够轴向地在管道内滑动，并在其较宽端具有与管道配合的密封装置（64），以及在其较窄端具有用于紧固到连杆相应端的密封紧固装置。

2.根据权利要求1所述的装置，其中护套的较宽端在其周围具有与管道内侧相配合的垫片（64），以在护套和管道之间提供密封。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中护套的较窄端是封闭的并枢转地绕连杆相应端的枢轴销（66）被安装，以将护套以密封的方式紧固到连杆上。

4.一种用于控制涡轮螺旋桨发动机的风机叶片的螺距的系统，具有至少一组（24a，24b）可调节螺距的风机叶片（26），所述组被限于与机械地连接到旋转罩壳（22a，22b）上的旋转环（28a，28b）一起旋转，该组的每个叶片为了调整其螺距被耦合到通过锥齿轮装置（38）枢转地安装在旋转环上的叶片根部支撑体（36）上，该锥齿轮装置（38）包括第一齿轮（40）和第二齿轮（44），该第一齿轮（40）被固定到叶片根部支撑体上并以相对于旋转环径向的轴线（42）为中心，该第二齿轮（44）被固定在旋转环上并以相对于所述旋转环切向的轴线（46）为中心，该第二齿轮（44）带有相对于其旋转轴线偏心的配重（48），该系统进一步包括以旋转环的旋转轴线（12）为中心的致动器（30a，30b），被限于与旋转罩壳一起旋转，并使其连杆（32a，32b）通过径向连杆（50a，50b）和曲柄（54a，54b）连接到每个配重上，该系统的特征在于，对于每个径向连杆，其进一步包括根据权利要求1至3中任一权利要求所述的密封装置。

5.一种具有两个螺旋桨的涡轮螺旋桨发动机，包括具有两个反向旋转的旋转罩壳（22a，22b）和两组（24a，24b）可调节螺距的风机叶片（26）的涡轮机，该风机叶片被限于与分别连接到旋转罩壳的两个旋转环（28a，28b）一起旋转，其中至少一组风机叶片的螺距由根据权利要求4所述的系统所控制。

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