CN106640233B - 一种涡轮承力机匣隔热流道及具有其的发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涡轮承力机匣隔热流道及具有其的发动机，涉及发动机技术领域。所述涡轮承力机匣隔热流道包含第一隔热板、第二隔热板、第三隔热板及承力机匣；所述承力机匣在其轴向设置有第一安装边和第二安装边；所述第一隔热板的一端与所述第一安装边固定连接；所述第二隔热板的一端与所述第一隔热板的另一端搭接；所述第三隔热板的一端与所述第二隔热板的另一端固定连接，第三隔热板的另一端与所述第二安装边固定连接；所述第一隔热板、第二隔热板及第二隔热板与所述承力机匣在径向形成冷却空腔。本发明的优点在于：第一隔热板与第二隔热板之间搭接，可以满足在机匣轴向的热协调性，实现了承力机匣的冷却，有助于提高承力机匣的寿命。

Description

一种涡轮承力机匣隔热流道及具有其的发动机

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体涉及一种涡轮承力机匣隔热流道及具有其的发动机。

背景技术

航空发动机涡轮承力机匣内环、外环与连接支板多为一体化铸造结构，同时承受热应力与机动载荷的承力机匣是发动机薄弱结构之一。由于流道平顺性、热变形协调、可装配性及结构尺寸的限制，承力机匣内环、外环隔热流道与机匣安装边的连接处以及内环、外环隔热流道与支板隔热罩的连接处多为搭接结构，且多采用周向分段结构，无法构造支板冷却腔，导致冷却式承力机匣结构无法实现，其使用寿命有限。

发明内容

本发明的目的是提供一种涡轮承力机匣隔热流道及具有其的发动机，以解决或至少减轻背景技术中所存在的至少一处的问题。

本发明采用的技术方案是：提供一种涡轮承力机匣隔热流道，其特征在于：包含第一隔热板、第二隔热板、第三隔热板及承力机匣；

所述承力机匣在其轴向设置有第一安装边和第二安装边；

所述第一隔热板为环形结构，第一隔热板的轴向一端与所述第一安装边固定连接；

所述第二隔热板为环形结构，第二隔热板的轴向一端与所述第一隔热板的轴向另一端搭接；

所述第三隔热板为环形结构，第三隔热板的轴向一端与所述第二隔热板的另一端固定连接，第三隔热板的轴向另一端与所述第二安装边固定连接；

所述第一隔热板、第二隔热板及第三隔热板与所述承力机匣在径向形成冷却空腔。

优选地，所述涡轮承力机匣隔热流道还包含密封圈及压紧环，所述压紧环在其轴向一端设置为环形平板，另一端设置为内凹弧形槽，所述环形平板与所述第一隔热板靠近所述第二隔热板的一端固定连接，所述内凹弧形槽与所述第一隔热板相对形成密封槽；所述密封圈安装在所述密封槽内，并与所述第二隔热板的端部相抵触。

优选地，所述密封圈为金属密封圈，包含外层金属包被和内层非金属填充物，所述金属密封圈具有压缩性。

优选地，所述第二隔热板与所述第一隔热板搭接的一端设置有翻边钩，所述翻边钩向所述第二隔热板的环形结构外部翻边。

优选地，所述承力机匣包含支板，所述支板的外部设置有支板整流罩，所述第二隔热板与所述第三隔热板在所述支板整流罩的两侧通过紧固件固定连接，所述两侧是指支板整流罩在所述承力机匣的圆周方向。

优选地，所述第二隔热板与所述支板整流罩的外侧面之间设置有第一密封件，所述第三隔热板与所述支板整流罩的外侧面之间设置有第二密封件。

优选地，所述涡轮承力机匣隔热流道还包含第一压紧条和第二压紧条，所述第一压紧条与所述第二隔热板固定连接形成第一半密封槽，所述第二压紧条与所述第三隔热板固定连接形成第二半密封槽，所述第一半密封槽与所述第二半密封槽配合形成完整的支板密封槽，所述支板密封槽内设置有密封圈。

本发明还提供了一种发动机，所述发动机包含如上所述的涡轮承力机匣隔热流道。

本发明的有益效果在于：本发明通过第一隔热板、第二隔热板、第三隔热板相互连接，并通过第一隔热板及第三隔热板与承力机匣连接，第一隔热板、第二隔热板及第三隔热板与承力机匣之间形成冷却空腔，冷却空腔内可以通入冷却气，冷却承力机匣。第一隔热板与第二隔热板之间搭接，可以满足在机匣轴向的热协调性。

第一隔热板与第二隔热板搭接处设置有密封圈，第二隔热板、第三隔热板与支板整流罩之间设置有密封件，可以满足冷却空腔的密封性要求。

附图说明

图1是本发明一实施例的涡轮承力机匣隔热流道的轴向截面示意图。

图2是图1所示A-A处的剖视图。

其中，1-第一隔热板，2-第二隔热板，3-第三隔热板，4-承力机匣，41-第一安装边，42-第二安装边，5-冷却空腔，6-密封圈，7-压紧环，8-支板，81-支板整流罩。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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保护范围的限制。

如图1、图2所示，图1是本发明一实施例的涡轮承力机匣隔热流道的轴向截面示意图,图2是图1所示A-A处的剖视图,其中图1中的B-B局部视图为图2中的剖视图。一种涡轮承力机匣隔热流道，包含第一隔热板1、第二隔热板2、第三隔热板3及承力机匣4。承力机匣4在其轴向设置有第一安装边41和第二安装边42；第一隔热板1为环形结构，所述环形结构为一锻件机加结构整环，第一隔热板1的轴向一端与第一安装边41固定连接；在本实施例中，第一隔热板1与第一安装边41通过圆周方向的多个销钉以可拆卸方式固定连接，其优点在于，方便安装更换。

第二隔热板2为环形结构，第二隔热板2的轴向一端与第一隔热板1的轴向另一端搭接；第一隔热板1与第二隔热板2在搭接端可以实现轴向相对滑动，以满足由于热变形产生的轴向运动。在本实施例中，第二隔热板2包含前段筒体和后段法兰，后段法兰为锻件机加结构整环，前段筒体与后段法兰通过焊接连为一体。

第三隔热板3为环形结构，第三隔热板3的轴向一端与第二隔热板2的另一端固定连接，第三隔热板3的轴向另一端与第二安装边42固定连接；在本实施例中，第三隔热板3与第二安装边42通过圆周方向的多个销钉以可拆卸方式固定连接，其优点在于，方便安装更换。第三隔热板3包含前后两个法兰及中间筒体，所述前后是指承力机匣4的轴向，在图1中对用左右方向，中间筒体的两端分别与两个法兰焊接成一体，前端法兰与第二隔热板2上的后段法兰配合固定连接，并设置有止口定位，法兰之间通过螺栓与托板螺母固定连接，后端法兰与第二安装边42固定连接。

第一隔热板1、第二隔热板2及第三隔热板3与承力机匣4在径向形成冷却空腔5，所述径向是指承力机匣4的直径方向。

第一隔热板1、第二隔热板2、第三隔热板3相互连接，并通过第一隔热板1及第三隔热板3与承力机匣4连接，第一隔热板1、第二隔热板2及第三隔热板3与承力机匣4之间形成冷却空腔5，冷却空腔5内可以通入冷却气，冷却承力机匣4。第一隔热板1与第二隔热板2之间搭接，并可以实现在承力机匣4轴向的相对滑动，可以满足在机匣轴向的热协调性。

在本实施例中，所述涡轮承力机匣隔热流道还包含密封圈6及压紧环7，压紧环7在其轴向一端设置为环形平板，另一端设置为内凹弧形槽，所述环形平板与第一隔热板1靠近第二隔热板2的一端通过铆钉固定连接，所述内凹弧形槽与第一隔热板1相对形成密封槽；密封圈6安装在所述密封槽内，并与第二隔热板2的端部相抵触。

可以理解的是，所述环形平板与第一隔热板1还可以通过其它方式连接，例如，在一个备选实施例中，所述环形平板与第一隔热板1通过螺钉固定连接，在第一隔热板1的轴向设置有长条孔，通过调节螺钉的位置，可以调整压紧坏7的位置。在另一备选实施例中，压紧环7与第一隔热板1在承力机匣4的轴向通过压缩弹簧连接，其优点在于，通过压缩弹簧的弹力，可以保证密封圈6与第二隔热板2保持接触。

在本实施例中，密封圈6为金属密封圈，包含外层金属包被和内层非金属填充物，所述金属密封圈具有压缩性。其优点在于，通过压缩密封圈6，可以满足轴向热协调性，保证第一隔热板1与第二隔热板2之间可以相对移动。

在本实施例中，第二隔热板2与第一隔热板1搭接的一端设置有翻边钩，所述翻边钩向第二隔热板2的环形结构外部翻边。其优点在于，可以减小第二隔热板2的径向厚度，同时保证第二隔热板2与密封圈6具有较大的接触面积，以保证冷却空腔5的密封性。同时，翻边处理后，第二隔热板2与密封圈6以面接触，避免第二隔热板2的端部棱边与密封圈6接触，有利于保护密封圈6不受损害。

在本实施例中，承力机匣4包含支板8，支板8的外部设置有支板整流罩81，第二隔热板2与第三隔热板3在支板整流罩81的两侧通过紧固件固定连接，所述两侧是指支板整流罩81在承力机匣4的圆周方向。

在本实施例中，第二隔热板2根据支板整流罩81的数量及配合位置型面加工与之相配的弧形豁口，第三隔热板3根据支板整流罩81的数量及配合位置型面加工与之相配的弧形豁口。第二隔热板2与支板整流罩81的外侧面之间设置有第一密封件，第三隔热板3与支板整流罩81的外侧面之间设置有第二密封件。

在本实施例中，所述涡轮承力机匣隔热流道还包含第一压紧条和第二压紧条，所述第一压紧条与第二隔热板2固定连接形成第一半密封槽，所述第二压紧条与第三隔热板3固定连接形成第二半密封槽，所述第一半密封槽与所述第二半密封槽配合形成完整的支板密封槽，所述支板密封槽内设置有密封圈。实现了冷却空腔与支板整流罩的密封。

隔热流道采用由后至前的装配顺序，首先将第三隔热板3通过螺钉与第二安装边42连接，再将第二隔热板2通过螺栓与第三隔热板3连接，最后将第一隔热板1与第二隔热板2轴向抵紧，通过螺钉与第一安装边41相连。

本发明还提供了一种发动机，所述发动机包含如上所述的涡轮承力机匣隔热流道，实现了冷却式承力机匣结构设计，有效缓解热应力对于高推重比、长寿命发动机设计的影响。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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行修改，或者对其中部分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发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种涡轮承力机匣隔热流道，其特征在于：包含第一隔热板(1)、第二隔热板(2)、第三隔热板(3)及承力机匣(4)；

所述承力机匣(4)在其轴向设置有第一安装边(41)和第二安装边(42)；

所述第一隔热板(1)为环形结构，第一隔热板(1)的轴向一端与所述第一安装边(41)固定连接；

所述第二隔热板(2)为环形结构，第二隔热板(2)的轴向一端与所述第一隔热板(1)的轴向另一端搭接；

所述第三隔热板(3)为环形结构，第三隔热板(3)的轴向一端与所述第二隔热板(2)的另一端固定连接，第三隔热板(3)的轴向另一端与所述第二安装边(42)固定连接；

所述第一隔热板(1)、第二隔热板(2)及第三隔热板(3)与所述承力机匣(4)在径向形成冷却空腔(5)。

2.如权利要求1所述的涡轮承力机匣隔热流道，其特征在于：所述涡轮承力机匣隔热流道还包含密封圈(6)及压紧环(7)，所述压紧环(7)在其轴向一端设置为环形平板，另一端设置为内凹弧形槽，所述环形平板与所述第一隔热板(1)靠近所述第二隔热板(2)的一端固定连接，所述内凹弧形槽与所述第一隔热板(1)相对形成密封槽；所述密封圈(6)安装在所述密封槽内，并与所述第二隔热板(2)的端部相抵触。

3.如权利要求2所述的涡轮承力机匣隔热流道，其特征在于：所述密封圈(6)为金属密封圈，包含外层金属包被和内层非金属填充物，所述金属密封圈具有压缩性。

4.如权利要求3所述的涡轮承力机匣隔热流道，其特征在于：所述第二隔热板(2)与所述第一隔热板(1)搭接的一端设置有翻边钩，所述翻边钩向所述第二隔热板(2)的环形结构外部翻边。

5.如权利要求4所述的涡轮承力机匣隔热流道，其特征在于：所述承力机匣(4)包含支板(8)，所述支板(8)的外部设置有支板整流罩(81)，所述第二隔热板(2)与所述第三隔热板(3)在所述支板整流罩(81)的两侧通过紧固件固定连接，所述两侧是指支板整流罩(81)在所述承力机匣(4)的圆周方向。

6.如权利要求5所述的涡轮承力机匣隔热流道，其特征在于：所述第二隔热板(2)与所述支板整流罩(81)的外侧面之间设置有第一密封件，所述第三隔热板(3)与所述支板整流罩(81)的外侧面之间设置有第二密封件。

7.如权利要求6所述的涡轮承力机匣隔热流道，其特征在于：所述涡轮承力机匣隔热流道还包含第一压紧条和第二压紧条，所述第一压紧条与所述第二隔热板(2)固定连接形成第一半密封槽，所述第二压紧条与所述第三隔热板(3)固定连接形成第二半密封槽，所述第一半密封槽与所述第二半密封槽配合形成完整的支板密封槽，所述支板密封槽内设置有密封圈。

8.一种发动机，其特征在于：所述发动机包含如权利要求1至7任一项所述的涡轮承力机匣隔热流道。