CN107408803B - 用于将电线束传递进涡轮发动机中的组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于将电线束穿过壁(28)的组件,该组件包括穿透壁(28)并容纳电线束的管状金属尾端件(34),由热收缩材料制成的套管(38,64,66)环绕所述管状尾端件(34)的端部件(40,50)和电线束延伸。所述组件包括用于从管状尾端件提取热量的装置(42,44,46,76),这些提取热量的装置设置在被热缩套管(38,64,66)所围绕的尾端件(34)的一侧上。
Description
本发明涉及一种用于将电线束穿过壁的组件,特别涉及一种用于将电线束穿过涡轮发动机中间壳体中的壁的组件。本发明还涉及一种壳体以及包括这种壳体或这种组件的涡轮发动机。
众所周知,涡轮发动机包括设置在上游低压压缩机和下游高压压缩机之间的中间壳体。该中间壳体包括多个与旋转的同心壁结合的径向臂,该旋转的同心壁形成在内部与外部划界主气流和次级气流的表面。该径向臂留出服务件(services)(例如电线束)的通道,特别地,该服务件从涡轮发动机的内部穿过至由涡轮发动机的机舱承载的附件箱,并且被径向地设置在次级气流的外面。
电线束通常包括包含:外部电绝缘层的电缆,这些电缆特别地被织物护套包覆以限制在绝缘层上的磨损;和然后,在织物护套外部的用于保护电信号不受周围机电干扰的金属护套。这种金属护套通常被热缩套管包覆以减少在金属护套上的磨损。
为了使电缆穿过旋转壁,所述电线束被插入金属尾端件中,该金属尾端件整合在所述中间壳体的旋转壁中的孔洞中。由热收缩材料制成的套管被用在壁两侧的任一侧上。第一套管包覆金属尾端件的一端和金属护套轴向长度的一部分。同样,在壁的另一侧,第二套管包覆金属尾端件的一端和金属护套轴向长度的一部分。
在操作中,位于次级风道内壳臂中的空气温度低于管道之间(在初级环形管道和次级环形管道之间)空间的空气温度,因此可以使用由耐温性比用在管道之间空间的热收缩材料的耐温性低的热收缩材料制成的套管。
然而,已经发现金属尾端件中的热传导现象可能导致用在次级管道壳臂中的热缩套管的温度大幅升高,而这可能引发其自燃。
本发明的目的特别是为上文描述的现有技术问题提供一种简单,有效且经济的解决方案。
为此,提出了一种用于将电线束穿过壁的组件,该组件包括穿透壁并容纳电线束的管状金属尾端件,以及由热收缩材料制成的套管,该套管环绕管状尾端件的端部件和电线束延伸,其特征在于所述组件包括从所述管状尾端件提取热量的装置,该提取热量的装置设置在被热缩套管所围绕的尾端件的一侧上。
本发明提出在尾端件处集成热提取装置,以便限制热量传到至热缩套管从而防止操作中出现自燃。
优先地,管状尾端件包括应用在壁上并被布置在壁与热提取装置之间的环形圈。该环形圈在壁上形成结合时确定了尾端件在壁中孔洞内的位置。
根据本发明的另一特征,所述热提取装置包括包覆金属护套,该包覆金属护套完全包围热缩套管并通过夹持在管状尾端件上固定位于壁的侧面上的第一端。
使用金属护套使得向围绕热缩套管的金属护套进行热传导而不是向热缩套管进行热传导成为可能。此外,该金属护套通过限制与套管接触的氧气量实现了对热缩套管的约束,从而使得进一步降低套管自燃的风险成为可能。
根据本发明的另一特征,包覆金属护套的所述第一端其自身沿径向向内被折叠并被第一构件所夹持,所述第一构件径向插入在第一弯曲端和包覆金属护套的其余部分之间。
第二夹持构件可以被用在包覆金属护套的与第一端相对的第二端上,第一端与热缩套管接触。
根据本发明的又一特征,所述金属护套由导热率高于管状尾端件的导热率的材料制成。
金属护套可以是金属编织物。
在本发明的一种实施方式中,所述热提取装置包括环形槽,该环形槽沿着尾端件的轴线延伸并与所述尾端件上的环形肋交替布置。
本发明还公开了一种壳体,特别是涡轮发动机的中间壳体,所述壳体包括上文所述类型的组件,其中所述壁为划界了气流的径向内流动表面的大致圆柱形壁。
本发明还公开了一种涡轮发动机,例如涡轮喷气发动机,其特征在于所述涡轮发动机包括上文所述组件或在前一段中所述的壳体。
通过参考附图阅读以非限制性实施例给出的以下描述,将更好地理解本发明,并且本发明的其它细节,优点,以及特征将显现,其中:
—图1是根据现有技术的旁路涡轮发动机的轴向截面的示意图。
—图2是涡轮发动机中间壳体的臂的示意图。
—图3是根据本发明第一种实施方式的组件的横截面的示意图。
—图4是根据本发明第二种实施方式的轴向截面的示意图。
—图5和图6是所述第二种实施方式的两种变体实施方式的示意图。
首先参照图1,图1示出了涡轮发动机10,它从上游至下游包括风扇12,低压压缩机14,中间壳体16,高压压缩机18,燃烧室20,高压涡轮21和低压涡轮22。进入涡轮发动机的空气被分成主气流(箭头A)和次级气流(箭头B);所述主气流在低压压缩机14和高压压缩机18内侧流动至燃烧室20,然后通过高压涡轮21和低压涡轮22;所述次级气流绕行压缩机14,18,燃烧室20以及涡轮21,22。
中间壳体16包括径向向外延伸的结构臂24。中间壳体16包括内部旋转壁26以及和外部旋转壁28;在内部旋转壁26的外部划界主气流的流动管道,在外部旋转壁28的内部划界次级气流的流动管道。
有些径向臂24,例如设置成手表表盘三点钟刻度的角度的径向臂,当从上游观察涡轮发动机时,它包括用于传递电缆的电线束30(图2)。如图1所示,这些线束30从装置的部件中穿过至附件盒32。
每个电线束30都包括一组由织物护套包覆的电缆,该织物护套本身由内部金属护套包覆,然后被套管包覆。
所述电缆穿过管状尾端件34中的外部旋转壁28中的孔洞,管状尾端件34优选采用金属制成,例如由不锈钢制成,管状尾端件轴线为35。所述壁28制成为两个半片,优选采用铝合金制成,并以轴线35的方向纵向地锁住了尾端件34。为此,该两个半片可以包括具有与所述尾端件的窄横截面形状互补的切口。在这样的实施方式中,并不需要制造外部螺纹尾端件34,并且也不需要通过将螺母旋紧到尾端件的螺纹上将尾端件34相对于壁28固定。
根据本发明,提供了一种热提取装置。因此,在图3所示的本发明的第一种实施方式中,管状尾端件34包括被用在外部旋转壁28外表面上的环形圈36。整合在管状尾端件34中的电线束30被由热缩材料制成的套管38包覆,热缩材料优选采用含氟弹性材料,套管38还包覆位于相对于壁28与圈36同侧的尾端件34的第一端部件40。尾端件34还包括相对于壁28与圈36对侧的第二端部件41。端部件40和41被连接在一起。尾端件34沿轴线35至少相对于壁28平移锁定。它可以被焊接到壁28上或者被安装成相对于壁28围绕轴线35自由旋转。
热提取装置沿套筒轴线被设置在环形圈36和包覆尾端件34的端部件40的套筒端部之间。这些热提取装置包括尾端件上的环形槽42和环形肋44。槽42沿尾端件34的轴线35与环形肋44交替布置,从而形成热交换装置。肋44优选与第一端部件40为单件。有利地,圈36被布置在壁与肋44之间。
因此,在操作中,当热量通过热传导在尾端件34中流动时,该尾端件34优选为金属的,槽42和肋44提供了与外部周围空气之间的热交换,限制了流入热缩套管38的热量。
根据图4所示的第二种实施方式,热提取装置包括外包覆金属护套46,例如由镀镍铜制所造,外包覆金属护套46包覆热缩套管38并依靠圈48通过夹持在管状金属尾端件上固定位于壁28的侧面的外包覆金属护套46的端部。
更具体地,图5和图6展示了第二种实施方式的两种变体。
类似于前文所描述的方式,所述尾端件34包括环形圈36。设置在相对于所述壁28与圈36同侧上的尾端件34的端部件50,包括圆柱形末端部分52和两个环形肋54,56;两个环形肋从端部件50径向向外布置并沿轴线35轴向彼此隔开,并且设置在圆柱形部分52和环形圈36之间。如前文所示,所述电缆由织物护套58在外部围绕,并被插进了管状尾端件34中。内部金属护套60围绕着织物护套58以限制上面的磨损,并为电缆提供机电保护。内部金属护套60的端部围绕尾端件34的圆柱形部分的末端部分52,并且通过例如夹圈62被夹持在圆柱形部分52上。
热缩套管64,66通过以下方式固定:将热缩套管64,66的第一端68,70通过粘合剂粘合到位于两个环形槽54,56之间的所述管状尾端件34的端部件50上,将将热缩套管64,66的第二相对端72粘合到防热护套74的自由端上,所述防热护套74在外部围绕内部金属护套60。所述护套74例如由镀镍铜制所造。
在图5和图6所示的本发明的两种变体中,所述热提取装置包括包覆护套76,该包覆护套76被设置在相对于壁28与所述环36同侧其并完全围绕套管64、66。所述包覆金属护套76包括位于环形圈36附近的第一端78以及位于对面的第二端80,也就是说距离圈较远的端。
包覆护套76的第一端78其自身沿径向被折叠或弯曲并向内呈180度同时通过第一夹紧件82固定,第一夹紧件82例如为套管64,66的第一端68,70上的圈。所述第一夹紧件82因此被插入在护套76第一被折叠端78和其剩余部分之间。没有被折叠的包覆护套76的第二端80借助圈84的夹持被固定,例如被固定在外部围绕内部金属护套60的防热护套74的第二自由端80上。
因此,根据本发明,包覆金属护套76提供了对热缩套管64,66的约束,限制了使得热缩套管64,66发生自燃所需要的氧气供用。外部金属护套76还允许径向向外的热的有效扩散,限制了优选是金属的管状金属尾端件的热量在套管64,66以及壁28上的聚集。虽然管状尾端件34的端部件50和金属护套76之间没有接触,但是套管64,66提供了向护套76的热扩散,这向外发散热量。
在一种变体中,可以将包覆金属护套76直接固定到尾端件34的端部件50上,以便实现更好的热传导。
在图5和图6中的实施方式有着本质上的区别,这是基于以下事实,在图5中的实施方式的情况下,套管64在外部邻接于夹圈62上;然而在图6中的实施方式的情况下,套管66位于距离圈62一定距离处,这使得在圈62上的套管66避免磨损成为可能。图5中的实施方式的套管64因此包括图6中的实施方式中不存在的环形凸起86。采用图5中的实施方式实现线束层的堆叠比采用图6中的实施方式更简单。在图6中,套筒66的第一端70的尖端在图6中的实施方式的情况下沿径向向内延伸,而在图5的情况下圆柱地延伸。此外,在后一实施方式中,夹圈62与套管66没有接触,限制了圈62上套管的摩擦并因此限制了套管66上的磨损。
在上文描述中,包覆金属护套76和管状尾端件34材料的选择为所述包覆金属护套由热传导率大于所述尾端件的热传导率的材料制成。
包覆金属套76优选是由镀镍铜金属编织型材料或铜基合金材料制成,而所述管状尾端件由不锈钢制成。
因此,在操作中,当热通过热传导在尾端件34中流动时,推动了尾端件到包覆金属护套76的热提取。通过与外部环境空气的热交换,流向热缩套管64,66的热量基本上得到了限制。
Claims (10)
1.一种用于将电线束穿过壁的组件,该组件包括穿过壁中孔并容纳电线束的管状金属尾端件;由热收缩材料制成的且环绕管状金属尾端件的端部件和电线束的端部件延伸的热收缩套管;以及用于从管状金属尾端件提取热量的装置,该提取热量的装置相对于壁设置在被热缩套管所围绕的管状金属尾端件的一侧上,其中,该提取热量的装置包括金属护套,该金属护套完全围绕热缩套管,并且其中,管状金属尾端件包括环形圈,该环形圈用在壁上并设置在壁和所述提取热量的装置之间。
2.根据权利要求1所述的组件,其特征在于,金属护套通过夹持在管状金属尾端件上被固定到位于壁的侧面的第一端。
3.根据权利要求2所述的组件,其特征在于,金属护套的所述第一端自身沿径向向内折叠并由第一构件夹持,该第一构件被径向地插入第一端和金属护套的剩余部分之间。
4.根据权利要求3所述的组件,其特征在于,第二夹紧件被用于金属护套的与第一端相对的第二端上,第一端与热缩套管接触。
5.根据权利要求2所述的组件,其特征在于,所述金属护套由热传导率高于管状金属尾端件的热传导率的材料所制造。
6.根据权利要求2所述的组件,其特征在于,金属护套为金属编织物。
7.根据权利要求1所述的组件,其特征在于,提取热量的装置包括环形槽,该环形槽沿着管状金属尾端件的轴线与管状金属尾端件的环形肋交替布置。
8.一种用于涡轮发动机的中间壳体,该中间壳体包括根据权利要求1至权利要求7中任意一项所述的组件,其中所述壁为划界了气流的径向内流动表面的大致圆柱形的壁。
9.一种涡轮发动机,其特征在于,该涡轮发动机包括根据权利要求1至权利要求7中任意一项所述的组件。
10.一种用于将电线束穿过壁的组件,该组件包括穿过壁中孔并容纳电线束的管状金属尾端件;由热收缩材料制成的且环绕管状金属尾端件的端部件和电线束的端部件延伸的热收缩套管;以及用于从管状金属尾端件提取热量的装置,该提取热量的装置相对于壁设置在被热缩套管所围绕的管状金属尾端件的一侧上,其中,该提取热量的装置包括金属护套,该金属护套完全围绕热缩套管。
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