CN106837557B - 与燃气涡轮发动机一起使用的防火密封件 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种与燃气涡轮发动机一起使用的防火密封件。所述防火密封件包括：主体，其包括第一金属板和与它相邻的第二金属板，每个板具有多个分段指状物，所述第一金属板和所述第二金属板的所述分段指状物重叠以使得一个板上的指状物之间的空间不与另一个板上的所述指状物之间的空间重叠，所述第一板的至少一个指状物中具有至少一个第一流孔并且所述第二板的至少一个指状物具有至少一个第二流孔，一个板的所述流孔与另一个板的所述流孔重叠。网孔材料被配置来覆盖两个所述板的所述至少一个流孔，其中所述网孔材料被配置来允许空气从中穿过。

Description

与燃气涡轮发动机一起使用的防火密封件

技术领域

本文所公开的主题总体上涉及与燃气涡轮发动机结合使用的密封件，并且更具体地，涉及诸如火鸡毛(turkey feather)密封件的防火密封件。

背景技术

针对现代飞机的监管要求需要对动力装置内部的火的围阻。例如，如果环绕燃气涡轮发动机的发动机舱室中有火，那么限定发动机舱室的结构必须满足与耐燃阻火相关的某些标准。为了满足与阻火相关的要求，防火密封件通常用在限定发动机舱室的单独相邻部件之间以在它们之间进行密封并阻止火的蔓延。防火密封件耐受火焰和火的环境，并将通过不允许火焰穿过而将火围阻。

一种已知的防火密封布置叫做“火鸡毛”防火密封件。火鸡毛密封件由两个相邻的薄金属片(通常具有一定程度的柔韧性)组成，其具有彼此重叠的分段指状物。分段指状物有助于允许火鸡毛防火密封件压靠着密封表面。分段指状物还有助于密封件在多个平面中弯曲以将其装配到具有复杂几何结构的位置中。由于这些优点，火鸡毛密封件通常用于推力反向器模块之间，所述推力反向器模块被支撑在飞行器推进系统上并铰接到打开位置。当模块铰接关闭时，安装到推力反向器模块的火鸡毛密封件将与发动机或其他结构上的完全成形表面接触并压靠着它，并且形成有效的防火密封。火鸡毛密封件提供了坚固的屏障使得火焰不能传递至下游位置。

虽然传统的火鸡毛密封件有效地阻止了火焰的通过和火的蔓延，但它也阻挡了密封在中间的两个部件之间的空气流。发动机舱室的空气流是用于冷却目的。在没有穿过密封件的空气流的情况下，密封件附近的空气可能不会如所期望的那样频繁地交换并且可能变得非常热。发动机舱室内的高温会使部件和结构退化。高温甚至可使火鸡毛密封件退化并且使其退火达到所述密封件失去其弹性并密封有效性较低的程度。

发明内容

根据一个实施方案，提供了一种与燃气涡轮发动机一起使用的防火密封件。防火密封件包括：主体，其包括第一金属板和与它相邻的第二金属板，每个板具有多个分段指状物，第一金属板和第二金属板的分段指状物重叠以使得一个板上的指状物之间的空间不与另一个板上的指状物之间的空间重叠，第一板的至少一个指状物中具有至少一个第一流孔并且第二板的至少一个指状物具有至少一个第二流孔，一个板的流孔与另一个板的流孔重叠。网孔材料被配置来覆盖两个板的至少一个流孔，其中网孔材料被配置来允许空气从中穿过。

根据另一个实施方案，提供了防火密封件。防火密封件包括由柔性金属形成的框架，所述框架被配置来附接至第一表面并且网孔材料由所述框架支撑。当抵靠着第二表面推动框架时，网孔材料被配置来允许空气从中穿过并在第一表面与第二表面之间提供密封。

除了本文所述特征的一个或多个之外，或者作为替代方案，防火密封件的其他实施方案可包括：网孔材料是金属筛和金属丝网中的一个。

除了本文所述特征的一个或多个之外，或者作为替代方案，防火密封件的其他实施方案可包括：当第一板附接至第二板时，并且网孔材料保持在第一板与第二板之间。

除了本文所述特征的一个或多个之外，或者作为替代方案，防火密封件的其他实施方案可包括：每个板中的至少一个流孔包括每个板中的多个流孔并且网孔材料被配置来覆盖多个流孔中的每一个。

除了本文所述特征的一个或多个之外，或者作为替代方案，防火密封件的其他实施方案可包括：网孔材料包括多个网孔材料段，其中多个网孔材料段中的每一个都被配置来覆盖多个流孔中的一个。

除了本文所述特征的一个或多个之外，或者作为替代方案，防火密封件的其他实施方案可包括：网孔材料具有与主体相同的形状。

除了本文所述特征的一个或多个之外，或者作为替代方案，防火密封件的其他实施方案可包括：主体限定了框架以使得至少一个流孔是限定在框架内的空间，并且主体被配置来支撑网孔材料使得网孔材料覆盖限定在框架内的整个空间。

除了本文所述特征的一个或多个之外，或者作为替代方案，防火密封件的其他实施方案可包括：从框架的一个部分延伸至框架的另一个部分的一个或多个横向支撑件，其中横向支撑件被配置来向防火密封件提供刚度。

除了本文所述特征的一个或多个之外，或者作为替代方案，防火密封件的其他实施方案可包括：保持器，所述保持器被配置来向主体和网孔材料中的至少一个提供支撑。

除了本文所述特征的一个或多个之外，或者作为替代方案，防火密封件的其他实施方案可包括：第一表面是推力反向器的表面并且第二表面是发动机的表面，以使得当推力反向器被配置来围绕发动机时，网孔材料被配置来允许空气从中穿过并且框架在推力反向器与发动机之间支撑网孔材料。

除了本文所述特征的一个或多个之外，或者作为替代方案，防火密封件的其他实施方案可包括：网孔材料覆盖框架内的空间并且框架被配置来支撑网孔材料以使得网孔材料覆盖限定在框架内的整个空间。

根据本公开的实施方案的技术效果包括一种防火密封件，其被配置来允许空气流从中穿过，同时阻止火焰穿过防火密封件。其他技术效果包括一种防火密封件(诸如火鸡毛密封件)，其被配置来允许空气流从其中穿过，同时阻止火焰穿过火鸡毛密封件。

前述特征和要素可组合成各种组合而不具排他性，除非另外明确地指示。这些特征和元件以及其操作将根据以下描述和附图而变得更显而易见。然而，应理解以下描述和附图意图在本质上是示例性的和说明性的并且是非限制性的。

附图说明

在本说明书结论部分中具体指出并明确要求保护本主题。通过以下结合附图而进行的详细描述，可以清楚了解本公开的前述和其他特征及优点，在附图中：

图1是可使用本公开的实施方案的燃气涡轮发动机的一部分的示意图；

图2A是根据本公开的实施方案的防火密封件的透视示意图；

图2B是图2A中的防火密封件的侧截面示意图；

图2C是图2A中的防火密封件的分解示意图；

图3是根据本公开的防火密封件的替代实施方案的分解示意图；

图4A是根据本公开的防火密封件的替代实施方案的透视示意图；并且

图4B是根据本公开的防火密封件的替代实施方案的透视示意图。

具体实施方式

如本文所示和所述，将会呈现本公开的各种特征。各种实施方案可具有相同或相似的特征并且因此可用相同的参考数字来标记相同或相似的特征，但是在相同的参考数字之前是一个不同的第一位数，其指示了示出所述特征的图。因此，例如，在图X中示出的元件“a”可被标记为“Xa”并且图Z中的相似特征可被标记为“Za”。尽管相似的参考数字可在一般意义上使用，但是如本领域的技术人员将理解的，将描述各种实施方案并且各种特征可包括变化、变更、修正等，无论明确地描述还是以其他方式都将为本领域的技术人员所理解。

如在图1中所示，示出的是燃气涡轮发动机的管道100。管道100可为燃气涡轮发动机的安装有c型管道塔架的推力反向器。管道100可具有内部固定结构102并在所述内部固定结构中限定了区域104。在一些实施方案中，区域104可为燃气涡轮发动机的区3。在一些实施方案中，区域104是在发动机与推力反向器之间的空间。管道100的各种边缘可包括弹性体防火密封件106。然而，管道100的某些位置可在燃气涡轮发动机的操作期间达到高温，并且因此可能不能够使用弹性体防火密封件，所述位置诸如在热区108，并且尤其是在燃气涡轮发动机的空气流或轴向方向上。因此，例如，在上方尾部区段中，在热区108的下游(向前方向在图1中是向右)，火鸡毛密封件110可被定位来提供密封。

火鸡毛密封件110可基本上由具有一定程度柔韧性的两个金属(铝、钛、不锈钢都属于可被利用的可能材料)薄板形成，其包括分段的重叠“指状物”(例如，参见图2A)。两个金属板邻近彼此放置在这样一个位置，在所述位置中，一个板上的相邻指状物之间的空间和边界不与另一个板上的相邻指状物之间的空间和边界对齐。分段指状物允许弯曲和成形，因为指状物中的一个可独立于其他指状物在多个平面中弯曲。如本文所述，将描述根据本公开的实施方案的防火密封件的各种非限制性示例性配置。本领域技术人员将理解本文所述的第一密封件可被固定到推力反向器或发动机中的一个，并且被压缩或保持在它们之间，以使得防火密封件阻止火焰从发动机的一个区段向发动机的另一个区段移动。

现在转到图2A-2C，其示出了根据本公开的实施方案的防火密封件的各种视图。图2A示出了防火密封件210的透视示意图。图2B示出了图2A中的防火密封件210的侧截面示意图。图2C示出了图2A中的防火密封件210的分解图。如本领域的技术人员将理解的，防火密封件210被配置成如下所述的火鸡毛密封件。

参考图2A，防火密封件210在被安装后形成了密封件，从而允许空气流从中穿过(如箭头212所指示)，但却阻止了火焰或微粒穿过防火密封件210。为允许空气流穿过防火密封件210，防火密封件210包括一个或多个流孔214a。流孔214a被配置成使得防火密封件210的结构中存在孔或其他开口。另外，用网孔材料216覆盖每个流孔214a，所述网孔材料被选择为具有一种材料和/或网孔配置，所述材料和/或网孔配置允许空气流从中穿过，但却阻止了火焰穿过网孔材料216。在一些配置中，网孔材料216可为金属筛或金属丝网。

如图所示，防火密封件210包括在它们的主体上的多个指状物218。参考图2B，防火密封件210包括第一主体或板220和第二主体或板222，其中网孔材料216被配置并保持在第一板220与第二板222之间。如本领域的技术人员将理解的，第一板220和第二板222中的每一个都可分别具有指状物218a、218b，并且当第一板220与第二板222对准以使得形成密封件(即，由第一板220和第二板222的指状物218a、218b形成连续表面)时，指状物218a、218b可不对准。然而，将会显而易见的是，由于流孔214a，防火密封件210的表面不是完全连续的。也如图2B中所示，保持器224被提供来支撑第一板220、第二板222并在一些实施方案中支撑网孔材料216。当防火密封件210附接至发动机的一部分时(如上所述)，保持器224还可为其提供结构支撑。

参考图2C，示出了图2A中的防火密封件210的分解图。第一板220可包括多个指状物218a和在多个指状物中的一个或多个流孔214a。第二板222可包括多个指状物218b和在多个指状物中的一个或多个流孔214b。当第一板220附接至第二板222时，两个主体220、222的流孔214a、214b被对准以允许流体从中穿过，并且指状物218a、218b不对准以阻止流体流动。如图所示，网孔材料216具有与第一主体220和第二主体222相同的形状、几何结构和配置。因此，当第一板220连接到第二板222时，网孔材料216可覆盖流孔214a、214b中的每一个。保持器224可被提供来为防火密封件210供应结构支撑。

现在转到图3，其示出了根据本公开的实施方案的防火密封件的替代配置。防火密封件310类似于上文所述的防火密封件来起作用，并且具有与图2A-2C中的防火密封件210类似的配置。

在图3中，示出了防火密封件310的分解图。第一主体320可包括多个指状物318a和在多个指状物中的一个或多个流孔314a。第二主体322可包括多个指状物318b和在多个指状物中的一个或多个流孔314b。当第一主体320附接至第二主体322时，两个主体320、322的流孔314a、314b被对准以允许流体从中穿过，并且指状物318a、318b不对准以阻止流体流动。

图3的实施方案与图2A-2C的实施方案之间的主要差异是网孔材料316的配置。如图所示，网孔材料316由多个网孔材料段形成，每一段具有与第一主体320和第二主体322的对应区段相同的形状、几何结构和配置。因此，当第一主体320连接到第二主体322时，网孔材料316的多个段可覆盖流孔314a、314b中的每一个。保持器324可被提供来为防火密封件310供应结构支撑。尽管示出了网孔材料316的多个段的具体配置，本领域的技术人员将理解：网孔材料的每一段都可采用使得其覆盖第一主体和第二主体的流孔的任何形状或几何结构。例如，在一些实施方案中，网孔材料的多个段可为具有比流孔直径更大的直径的圆形筛或丝网。

在一些非限制性实施方案中，在类似于图2A-2C和图3中所示配置的配置中，可消除主体或板中的一个，以使得只在一个主体或板中具有流孔以及网孔材料部分，所述网孔材料部分被配置在所述主体或板的流孔中的每一个之上或之内。

现在转到图4A和4B，其示出了根据本公开的实施方案的防火密封件的替代配置。在图4A的实施方案中，防火密封件410不具有如上所述的单独主体，而是具有形成为中空框架的主体420。流孔414是在主体420内的整个空间。因此，网孔材料416形成了防火密封件410的除了主体420的框架部分之外的表面。在这样的实施方案中，主体420被配置来向网孔材料416提供结构刚度。如图所示，主体可形成为被配置来围绕网孔材料416的一个或多个框架部分。在一些实施方案中，主体可形成围绕网孔材料的外部边缘的完整框架。另外，在一些实施方案中，如图4B中所示，横向支撑件426可从一个框架部分延伸至另一个框架部分以向网孔材料提供另外的结构支撑。

有利地，本文所公开的实施方案可维持由防火密封件所建立的防火边界，同时允许空气从中穿过。诱导的流动(即，穿过防火密封件的流动)将通过允许在这一位置处停滞的热空气向后溢出而产生流动并降低区的温度来冷却局部区域。结果是这一区域的设备和结构将在大大降低的温度下运行，并且因此延长了发动机和它的部件的寿命。

另外，有利地，本文所公开的实施方案被配置来维持由防火密封件所建立的防火边界，但是允许区3的空气在防火密封件的位置处离开推力反向器。由本文所公开的实施方案所实现的空气流将通过允许通常在这一位置处停滞的热空气向后溢出而产生空气流并降低区的温度来冷却局部区域(例如，热区)。结果是这一区域的设备和结构可在大大降低的温度下运行。因此，可延长设备寿命。

此外，有利地，由本文所公开的实施方案所实现的较冷温度为通过使用较不昂贵的材料和厚度减小的部件来降低设备/发动机的成本和减轻设备/发动机的重量提供了可能。此外，驻留在这一区中的部件可具有更佳的寿命并且更有效地运行，从而实现更加可靠的产品。

虽然仅结合有限数量的实施方案对本公开进行详细描述，但应易于理解，本公开不限于这些公开的实施方案。相反地，本公开可被修改来并入以上未曾描述过但符合本公开的精神和范围的任何数量的变化、改变、替代、组合、子组合或等效布置。另外，虽然已描述了本公开的各种实施方案，但应理解，本公开的方面可仅包括所述实施方案中的一些。

例如，尽管示出和描述了有限数量的配置，但本领域的技术人员将理解，为达示例性和说明性的目的而提供了这些实例，并且涵盖其他配置。例如，如上所述，网孔材料可采用多种配置、形状和/或几何结构。在一些实施方案中，网孔材料可被焊接或以其他方式附连至一个或多个主体区段和/或保持器。另外，尽管示出了具体数量和形状的流孔，但本领域的技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，流孔可采用任何形状、大小和/或数量。

因此，本公开不应被视为受先前描述限制，而是仅受所附权利要求书的范围限制。

Claims (15)

1.一种与燃气涡轮发动机一起使用的防火密封件，所述防火密封件包括：

主体，其包括第一金属板和与它相邻的第二金属板，每个金属板具有多个分段指状物，所述第一金属板和所述第二金属板的所述分段指状物重叠以使得一个金属板上的指状物之间的空间不与另一个金属板上的所述指状物之间的空间重叠，所述第一金属板的至少一个指状物中具有至少一个第一流孔并且所述第二金属板的至少一个指状物具有至少一个第二流孔，所述第一金属板的所述第一流孔与所述第二金属板的所述第二流孔重叠，使得所述第一流孔与所述第二流孔被对准以允许流体从中穿过，并且所述第一金属板的至少一个指状物与所述第二金属板的至少一个指状物不对准以阻止流体流动穿过指状物之间的空间，以及

网孔材料，其被配置来覆盖所述第一金属板的至少一个第一流孔和所述第二金属板的至少一个第二流孔，其中所述网孔材料被配置来允许空气从中穿过且阻止火焰穿过所述网孔材料。

2.如权利要求1所述的防火密封件，其中所述网孔材料是金属筛。

3.如权利要求1所述的防火密封件，其中所述网孔材料是金属丝网。

4.如权利要求1所述的防火密封件，其中当所述第一金属板附接至所述第二金属板时，并且所述网孔材料保持在所述第一金属板与所述第二金属板之间。

5.如权利要求1所述的防火密封件，其中每个金属板中的所述至少一个流孔包括每个金属板中的多个流孔并且所述网孔材料被配置来覆盖所述多个流孔中的每一个。

6.如权利要求5所述的防火密封件，其中所述网孔材料包括多个网孔材料段，其中所述多个网孔材料段中的每一个都被配置来覆盖所述多个流孔中的一个。

7.如权利要求1所述的防火密封件，其中所述网孔材料具有与所述主体相同的形状。

8.如权利要求1所述的防火密封件，其中所述主体限定了框架以使得所述至少一个流孔是限定在所述框架内的空间，并且所述主体被配置来支撑所述网孔材料以使得所述网孔材料覆盖限定在所述框架内的整个所述空间。

9.如权利要求8所述的防火密封件，其还包括从所述框架的一个部分延伸至所述框架的另一个部分的一个或多个横向支撑件，其中所述横向支撑件被配置来向所述防火密封件提供刚度。

10.如权利要求1所述的防火密封件，其还包括保持器，所述保持器被配置来向所述主体和所述网孔材料中的至少一个提供支撑。

11.一种防火密封件，其包括：

主体，所述主体形成为中空框架，其由柔性金属形成，所述框架被配置来附接至第一表面，流孔是在所述主体内的整个空间；

网孔材料，其由所述框架支撑，所述网孔材料被配置来覆盖所述流孔，其中所述网孔材料被配置来允许空气从中穿过且阻止火焰穿过所述网孔材料，

其中，当抵靠着第二表面推动所述框架时，所述防火密封件适形于所述第二表面以在所述第一表面与所述第二表面之间提供密封并允许空气从中穿过。

12.如权利要求11所述的防火密封件，其中所述第一表面是推力反向器的表面并且所述第二表面是发动机的表面，以使得当所述推力反向器被配置来围绕所述发动机时，所述网孔材料被配置来允许空气从中穿过并且所述框架在所述推力反向器与所述发动机之间支撑所述网孔材料。

13.如权利要求11所述的防火密封件，其中所述框架被配置来支撑所述网孔材料以使得所述网孔材料覆盖限定在所述框架内的整个所述空间。

14.如权利要求11所述的防火密封件，其还包括从所述框架的一个部分延伸至所述框架的另一个部分的一个或多个横向支撑件，其中所述横向支撑件被配置来向所述网孔材料提供刚度。

15.如权利要求11所述的防火密封件，其还包括保持器，所述保持器被配置来向所述框架和所述网孔材料中的至少一个提供支撑。

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