CN105299342B - 一种用于大型航空发动机的燃油供油总管 - Google Patents

一种用于大型航空发动机的燃油供油总管 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于大型航空发动机的燃油供油总管，由双通路的主供油总管和副供油总管构成，主供油总管和副供油总管均分别由若干节可变形软体管段通过若干个金属结构三通管接头的两直通路接口和一个金属结构四通管接头的两直通路接口连接构成环形管，所述三通管接头另一通路接口连接燃油喷嘴，所述四通管接头的另两个通路接口，一个连接进油口，一个连接燃油喷嘴，所述可变形软体管段由聚四氟乙烯材质内衬管和套置在内衬管外的金属丝编织外套管构成。本发明公开的燃油供油总管，较之现有技术钢结构的燃油供油总管，结构简单，生产成本大幅度降低，安装维修方便。

Description

一种用于大型航空发动机的燃油供油总管
技术领域
本发明涉及为航空发动机燃烧室提供燃油的供油导管，特别涉及大型航空发动机的燃油供油总管。
背景技术
为航空发动机燃烧室提供燃油的供油导管是航空发动机一个非常重要的部件。现有技术的航空发动机燃油供油总管，是由满足发动机于各种工作运行状态下燃油需要的起动主燃油总管、副燃油总管及其多条与进油喷嘴连接的燃油支管构成，通过多个固定组件固定在发动机壳体上。所述燃油总管及其燃油支管，均为全钢结构。由于航空发动机运行时壳体温度很高，为了避免因工作温度变化带来的附加载荷，不得不将副燃油总管和主燃油总管及其燃油支管都设计成“Ω”形的曲弯结构，以便于热膨胀或收缩时弯曲变形，减少结构热应力。除此之外，供油总管还需要考虑增设消除振动而采取的固定等措施。因此，现有技术为航空发动机燃烧室提供燃油的供油总管，结构形状均较复杂，如图1所示。图1为某型航空发动机燃油总管，其所使用到的零件种类高达107项，零件数量高达417件。现有技术的发动机供油总管由于结构形状复杂，除存在安装与维修十分不方便，生产成本很高外，还具有故障频发等缺陷。
发明内容
针对现有技术的航空发动机燃油供油总管的不足，本发明旨在提供一种新型结构的航空发动机燃油供油总管，以克服现有技术的航空发动机燃油供油总管存在的结构形状复杂，零件种类多数量大，安装维修不方便，生产成本、维护费用高和故障频发等问题。
本发明提供的用于大型航空发动机的燃油供油总管，主要由发动机双通路的主供油总管和副供油总管构成，主供油总管和副供油总管均分别由若干节可变形软体管段通过若干个金属结构三通管接头的两直通路接口和一个金属结构四通管接头的两直通路接口连接构成环形管，所述三通管接头另一通路接口连接燃油喷嘴，所述四通管接头的另两个通路接口，一个连接进油口，一个连接燃油喷嘴，所述可变形软体管段由聚四氟乙烯材质内衬管和套置在内衬管外固定为一体的金属丝编织外套管构成。
在本发明的上述技术方案中，可变形软体管段优先采取通过金属结构的管接头组件、压环套与四通管接头的两直通路接口固定连接。所述管接头组件可设计成由外套螺母和扩口管接头构成；所述外套螺母，开口端设计有与四通管接头相配合的螺纹，另一端为带孔法兰结构，即孔底设计有与扩口管接头的扩口限位端头相配合装配孔，带孔法兰与扩口管接头的扩口限位端头形成一个限位旋转运动副。可变形软体管段通过金属结构的压环套塑性变形压紧固定在扩口管接头的另一端。所述扩口管接头可考虑设计有供压环套端部压入固定可变形软体管段的环形槽。可变形软体管段与四通管接头两直通路接口通过管接头组件螺纹连接，可通过旋紧或旋松构成管接头组件的外套螺母，实现可变形软体管段与四通管接头两直通路接口连接，或从四通管接头两直通路接口拆下，安装与维修十分方便。
所述四通管接头设计有将其固定在发动机壳体上的球体结构，通过与其相配的连接卡箍将主供油总管和副供油总管固定在发动机上，可通过旋转球体结构改变燃油总管位置，有利于减少发动机工作过程中环境载荷变化产生的附加载荷。
在本发明的上述技术方案中，所述可变形软体管段与三通管接头的两直通路接口固定连接，也是通过套置在可变形软体管段外的金属结构的压环套塑性变形产生的强大的收紧力，将可变形软体管段固定在三通管接头的两直通路接口上。所述三通管接头的两直通路管接口上最好设计有供压环套端部压入固定可变形软体管段的环形槽。所述三通管接头的另一通路优先采取通过收紧管接头连接燃油喷嘴。
在本发明的上述技术方案中，所述金属丝编织外套管优先选用不锈钢丝编织外套管。不锈钢丝编织外套管的编丝方向与外套管轴线的夹角一般在(50～60)°范围，以保证不锈钢丝编织外套管有更好的力学性能。
本发明提供的用于大型航空发动机的燃油供油总管，总管软体部分由聚四氟乙烯材质的内衬管和金属丝编织外套管构成，软体部分分别与四通管接头和三通管头连接形成的环形管(参见图2)，由于可变形柔软管体可自由弯曲，可通过改变其弯曲半径实现其伸长或缩短，以适应不同工作环境温度。再就是，燃油供油总管在工作温度范围内，因曲率变化而引起的附加弯矩，由于聚四氟乙烯的弹性模量约为钢结构的弹性模量的200分之一，因此可大大降低燃油供油总管软体部分弯曲带来的附加弯矩载荷，进而可大大降低燃油供油总管固定结构的强度要求，实现简化燃油供油总管的结构的目的。本发明的燃油供油总管，所使用的零件种类只有22项，零件数量只有170件，较之现有技术的某型航空发动机的燃油供油总管使用107项各类零件，零件数量高达417件，本发明使用的零件项目仅为现有技术的1/5，零件的数量不到现有技术的1/2，生产成本大幅度降低。
本发明提供的用于大型航空发动机的燃油供油总管，采用聚四氟乙烯管作为燃油供油总管的内衬管，采用金属丝编织套管作为燃油供油总管的主要受力和保护结构管，采用金属结构压环套塑性变形收紧产生的足够预紧压应力，将钢丝编织套管与聚四氟乙烯套管构成的可变形软体管段与带环槽的管接头固定在一起，保证在发动机允许使用环境下的任何工作状态，燃油供油总管无燃油泄漏，使燃油喷嘴能够稳定正常工作。本发明提供的用于大型航空发动机的燃油供油总管，燃油供油总管本体部分为可变形的软体管，不仅总管结构简单，安装维修方便，且燃油供油总管本体管的柔软性，使得其具备长度补偿和减振的作用，提高了供油总管的使用安全可靠性。
本发明提供的航空发动机燃油供油总管，较之现有技术钢结构的航空发动机燃油供油总管，具有结构简单，安全可靠，安装维修方便，生产成本和维护费用低等突出的优点。
附图说明
图1是现有技术钢结构的某型航空发动机燃油供油总管的整体结构示意图。
图2是本发明的航空发动机燃油供油总管的整体结构示意图。
图3是图2中C向部分结构示意图。
图4是图2中Ⅰ部分的放大结构示意图。
图5是图4中A-A向截面结构示意图。
上述附图中各图示标号标识的对象分别为：1-钢结构主燃油总管的支管；2-钢结构副燃油总管的支管；3-固定组件；4-钢结构主燃油总管的进油口；5-钢结构副燃油总管的进油口；6-燃油喷嘴；7-主供油总管；8-副供油总管；9-主供油总管进油口；10-副供油总管进油口；11-压环套；12-外套螺母；13-三通管接头；14-收紧管接头；15-金属丝编织外套管；16-聚四氟乙烯材质内衬管；17-扩口管接头；18-收紧压环套塑性变形的工装。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明的实施例，并通过实施例对本发明作进一步的详细说明。有必要指出的是，实施例只用于对本发明做进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟悉人员根据上述发明内容，对本发明做出一些非本质的改进和调整进行具体实施，是容易做到的，因此，这样的改进与调整应仍属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例的燃油供油总管为用于某型号航空发动机的燃油供油总管，其结构如附图2、3、4、5所示，主要由在发动机起动与运行都提供燃油的主供油总管7和仅在发动机运行时提供燃油的副供油总管8构成，主供油总管和副供油总管均分别由12节可变形软体管段，通过11个钢结构三通管接头13的两直通路接口和一个钢结构四通管接头的两直通路接口连接构成环形管。所述三通管接头13，其两直通路管接口上设计有环形槽，可变形软体管段套接在管接口上之后，套置在可变形软体管段端头上的钢结构压环套11，由工装18将压环套端部压入环形槽，通过压环套塑性变形将可变形软体管段紧密固定在管接口上；其另一通路通过金属结构的收紧管接头14连接燃油喷嘴6。所述四通管接头，其两直通路接口与可变形软体管段通过管接头组件连接；所述管接头组件由与四通管接头中的直通路接口通过螺纹连接的外套螺母12和扩口管接头17构成，所述外套螺母的另一端为带孔法兰，与扩口管接头的扩口限位端头形成一个限位旋转运动副；扩口管接头另一端管接口上设计有环形槽，可变形软体管段套接在管接口上之后，由工装18将套置在可变形软体管段端头上的压环套11端部压入环形槽，通过压环套塑性变形将可变形软体管段紧密固定在管接口上；四通管接头另两路通路一个连接进油口，一个连接燃油喷嘴6。可变形软体管段与四通管接头两直通路接口通过旋紧或旋松构成管接头组件的外套螺母，实现变形软体管段与四通管接头两直通路接口装配连接，或从四通管接头两直通路接口拆下。所述可变形软体管段由固定为一体的聚四氟乙烯材质内衬管16和套置在内衬管外的不锈钢丝编织外套管15构成，不锈钢丝编织外套管的编丝方向与外套管轴线的夹角为56°，以保证不锈钢丝编织外套管有更好的力学性能。

Claims (3)

1.一种用于大型航空发动机的燃油供油总管，其特征在于，由发动机双通路的主供油总管(7)和副供油总管(8)构成，主供油总管和副供油总管均分别由若干节可变形软体管段通过若干个金属结构三通管接头(13)的两直通路接口和一个金属结构四通管接头的两直通路接口连接构成环形管，所述三通管接头(13)另一通路接口连接燃油喷嘴(6)，所述四通管接头的另两个通路接口，一个连接进油口，一个连接燃油喷嘴(6)，所述可变形软体管段由聚四氟乙烯材质内衬管(16)和套置在内衬管外固定为一体的金属丝编织外套管(15)构成；可变形软体管段分别通过金属结构的管接头组件、压环套(11)与四通管接头的两直通路管接口固定连接，通过金属结构的压环套(11)与三通管接头(13)的两直通路管接口固定连接；所述管接头组件由与四通管接头螺纹连接的外套螺母(12)和扩口管接头(17)构成，外套螺母的一端为带孔法兰，与扩口管接头的扩口限位端头形成一个限位旋转运动副；三通管接头的两直通路管接口和管接头组件中的扩口管接头(17)的管接口上设计有一个止推环形槽和若干个密封环形槽；所述压环套(11)，其前端设计有与所述管接口上止推环形槽相匹配的带止推环结构的止推法兰，其内腔与软体管连接的区域后部设计有螺纹压环槽及扩口结构，可变形软体管段通过金属结构的压环套塑性变形压紧固定在管接口上，压环套上的止推法兰嵌入所述管接口上止推环形槽内；所述金属丝编织外套管为编丝方向与套管轴线夹角为(50～60)°的不锈钢丝编织外套管。
2.根据权利要求1所述的用于大型航空发动机的燃油供油总管，其特征在于，所述四通管接头设计有将其固定在发动机壳体上的球体结构，通过与其相配的连接卡箍将主供油总管和副供油总管固定在发动机上。
3.根据权利要求1或2所述的用于大型航空发动机的燃油供油总管，其特征在于，所述三通管接头的另一通路通过收紧管接头(14)连接燃油喷嘴(6)。
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