CN107438703B - 用于涡轮发动机的油喷射器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于涡轮发动机的油喷射器(10),所述油喷射器包括一主体(16),所述主体包括循环管(18),所述循环管(18)用于加压流体的流动。喷射器(10)的主体(16)包括第一零件(24)和第二零件(26),可弹性变形的膜(52)被插入所述第一零件(24)和第二零件(26)之间,所述膜能够在其阻止流体在管(18)中的循环的密封位置与其允许流体在管(18)中循环的位置之间变形。第二零件(26)包括轴承设备,所述轴承设备构造成在沿着与流体的循环相对的方向而被定位的膜(52)上施加力,以便在阻挡位置上对膜施加预载荷。
Description
技术领域
本发明涉及一种油喷射器以及配备有这种油喷射器的涡轮发动机。
背景技术
在现有技术中,涡轮发动机包括多个油回路,所述油回路用于润滑诸如滚柱轴承或齿轮齿之类的设备或用于冷却诸如发电机的设备。因此,油回路包括油喷射器,所述油喷射器供应各个机械部件,这些喷射器沿着油回路设置。
当启动涡轮发动机时,在油到达设备之前经过一段时间,这意味着在此期间该设备未被润滑。因为润滑油回路长而占用大的空间,因此这段时间均较长。
实际上,这段时间对应于完全填充油回路所需的时间。事实上,在发动机停止的阶段期间,油回路通过油喷射器的出口开口由重力清空其油。因此,只要油回路中的空气没有被清除,油回路中的油压力就保持在极低的水平,该水平不允许油喷射器充分地供应设备。
因此,其对例如流体动力轴承的动力传动设备特别有害。此外,启动阶段被证明是传输转矩最高的一个阶段。
发明内容
本发明更特别地旨在为该问题提供简单、有效和成本效益好的解决方案。
为此,提出了一种喷射器,特别是一种用于涡轮发动机的油喷射器,其包括主体,该主体包括循环管,所述循环管用于经加压的流体的流动,其特征在于,该主体包括第一零件和第二零件,可弹性变形的膜插入所述第一零件和所述第二零件之间,所述膜能够在其阻止流体在管中循环的密封位置与其允许流体在管中循环的一位置之间变形,第二零件包括轴承设备,所述轴承设备被构造为在沿着与流体的循环相反的方向定位的膜上施加力,以便在密封位置对膜施加预载荷。
因此,本发明提出了增加一种膜,所述膜当压力低于由通过轴承设备施加到膜的预载荷所预定的值时阻止流体的循环。因此,当涡轮发动机停止时,膜处于密封位置,这使用静压轴承设备阻止了流体的循环,使得流体不再能够流动并且因此保持在喷射器及其被连接的管中。因此,当涡轮发动机启动时,需要流体的设备几乎可以立即被供应,因为管充满了流体,这有利于管的加压。
根据本发明的另一个特征,轴承设备包括凸出的凸起件,所述凸起件承靠在膜的中心部分上。
使用凸出的凸起件允许在该凸起件与膜之间建立接触区域,无论膜上的承受力如何,可以获得该接触区域,而均无任何突出点。有利地,通过凸出的凸起件,承载面随着承受力的增加而逐渐增加。
根据本发明的一种可能性,凸出的凸起件由至少两个臂连接,所述两个臂基本上横向于流体的流动方向而延伸到第二零件的内壁,以限定至少一个凹部或开口,所述凹部或开口用于流体在凸起件与内壁之间通过。
更具体地,在实际的实施例中,膜覆盖第一零件的下游端,所述第一零件的下游端插入到第二零件的上游端,第一零件的所述下游端包括在下游突出的螺柱,所述螺柱沿着基本上垂直于流体的流动方向的方向与膜的边缘相对定位。
突出的螺柱允许弹性膜的位移在垂直于流体流动的方向上受到限制,这将导致流体在阻止流体循环的位置中通过。
喷射器可以包括至少三个螺柱,所述螺柱规则地分布在第一零件的下游端上。在这种构造中,第一零件和第二零件的油通道的内部部分可以是圆形的,并且膜具有圆盘形状。
在实践中,膜可以是一片材,所述片材优选地由钢制成并且厚度小于0.5mm,优选在0.15和0.3mm之间。
本发明还涉及一种组件,所述组件包括例如涡轮发动机壳体的壳体,壳体包括外壳,所述外壳容纳所述的喷射器,其中第一零件被应用靠在外壳的底壁,夹紧设备被应用靠在第二零件,以便将第二零件夹靠在第一零件。
该夹紧设备可以包括螺母,所述螺母螺合到外壳的内表面,所述螺母的一端被应用于第二零件。
此外,本发明涉及一种涡轮发动机,例如涡轮喷气发动机或涡轮螺旋桨飞机,其特征在于,所述涡轮发动机包括至少一种下述类型的喷射器或如上所述的组件。
附图说明
通过阅读通过非限制性示例和参考附图给出的以下描述,将更好地理解本发明以及本发明的其它细节、特征和优点将显而易见,其中:
-图1是由涡轮发动机壳体承载的根据本发明的油喷射器的示意性截面图,仅示出了壳体的一部分;
-图2是沿着图1中的截面A-A截取的示意性立体图;
-图3是沿图1的截面A-A截取的示意图;以及
-图4是沿图3中的截面B-B截取的示意图。
具体实施方式
我们首先参考图1,图1示出了通过夹紧螺母14由涡轮发动机的壳体12承载的油喷射器10。与根据本发明的喷射器10连接的夹紧螺母14的优点将在其余描述中更显而易见。
油喷射器10包括管体16,所述管体因此容纳油循环管18。喷射器的管18与形成在壳体12中的上游供油通道20连通。油通过下游喷射孔22流出,以供应需要它的多个机械元件(图2)。
主体16包括两个结构上独立的零件,第一零件24位于第二零件26的上方。第一零件24和第二零件26被设计成相对于彼此固定地安装。因此,管18延伸穿过第一零件24和第二零件26。
第一零件24具有基本上管状的形状,并且包括第一下游端部分28和第二上游端部分30。第一零件的第一下游端部分28具有内径和外径,所述内径和外径分别大于第一零件24的第二上游端部分30的内径和外径。径向肩部32在第一零件24的第一部分28和第二部分30的接合部处在外部被形成。类似地,第二零件26具有基本上为管状的形状,并且包括第一下游端部分34和第二上游端部分36。第二零件26的第一下游端部分34具有内径和外径,所述内径和外径分别小于第二零件26的第二上游端部分36的内径和外径。径向肩部38在第二零件26的第一部分34和第二部分36的接合部处在外部被形成。
第一零件24的第一部分28包括圆柱形壁40,所述圆柱形壁40插入第二零件26的第二部分36中。第一零件24的第一部分28包括径向肩部42,所述径向肩部42在圆柱形壁的上游端,第二零件26的第二部分36的自由边缘可以承靠所述径向肩部42。密封件43安装在第一零件24的第一部分28的圆柱形壁40的外环形槽44中(图2和图3)。
第二零件26的第二部分36包括圆柱形壁47,所述圆柱形壁47围绕第一零件24的第一部分28的圆柱形壁40接合。在圆柱形壁48内部形成凸出的凸起件46,使得凸起件的凸出表面转向第一零件28。
这个具有大致半球形外表面的凸出的凸起件46在其底部连接有两个臂48,所述臂48基本上垂直于流体流延伸,这些臂48连接到第二零件26的第二部分36的圆柱形壁47的内表面(特别是图2和图4)。因此,两个各具有半环形状的开口50由臂48、凸出的凸起件的底部和圆柱形壁48的内表面所限定。
从图2和图3可以看出,可弹性变形的膜52介于第一零件24的圆柱形壁40的自由端与凸出的凸起件46之间,使得该凸出的凸起件46基本上靠在模52的中心部分上。弹性膜52完全覆盖第一零件24的第一部分28的自由端。该自由端包括几个螺柱54,所述螺柱向下游突出并沿着垂直于油流的方向与膜52的边缘相对设置,以限制膜52在横向方向上的位移(图3和图4)。
因此,图2示出了在一位置中的膜,所述膜阻止或密封油在油喷射孔22的方向上的循环。因此将理解的是,第一零件24插入第二零件26的程度允许控制膜52的变形水平,因此控制施加到膜52的预载荷水平。当油压大于由凸出的凸起件46施加的预载荷时,膜52弹性变形,并且油流过开口50到达喷射器的出口孔22。凸出的凸起件46因此在膜上形成静压轴承设备。
如图1所示,喷射器安装在壳体的空腔中。该空腔包括外第一外壳53和第二外壳55,所述第一外壳53和第二外壳55是圆柱形的。第一外壳53具有比第二外壳55更大的直径。喷射器的第一零件24的第二部分30接合在第二外壳55中。喷射器10的第一零件24的第一部分28和喷射器10的第二零件26的第二部分36安装在第一外壳53中,使得喷射器10的主体16的第一零件24的肩部32与壳体的肩部56接触,所述壳体的肩部56在第一外壳53和第二外壳55的连接处被形成。夹紧螺母14在与第二外壳55相对的端部处被螺合到第一外壳53的内表面上,并且被应用靠在喷射器10的主体16的第二零件26的肩部38,以阻挡第二零件26。在实践中,预载荷由喷射器的第一零件24和第二零件26的尺寸确定。
本发明有助于限制油回路中的油损失,这在涡轮发动机停止时通过阻止油的循环来由重力实施。回路的加压得到极大的促进,润滑油因此可以快速地供应给需要它的各个机械元件。
如果参考附图给出的描述涉及凸出的凸起件,则应当理解,可以使用其它轴承设备来确保可弹性变形的膜的预载荷,以便当涡轮发动机停止时阻止油的流动。
术语“壳体”是指支撑涡轮发动机的低压转子或高压转子的轴承外壳的壳体和支撑设备的附件齿轮箱的壳体。这种附件齿轮箱通常设置在涡轮发动机的机舱中。
这里使用的术语“上游”和“下游”是相对于在油喷射器中流体的流动方向。
Claims (9)
1.一种喷射器(10),其包括主体(16),所述主体包括循环管(18),所述循环管(18)用于经加压的流体的流动,其特征在于,所述主体(16)包括第一零件(24)和第二零件(26),可弹性变形的膜(52)被插入在所述第一零件(24)与所述第二零件(26)之间,所述膜能够在其阻止循环管(18)中的流体循环的密封位置与其允许流体在所述循环管(18)中循环的位置之间变形,所述第二零件(26)包括轴承设备,所述轴承设备被构造成在沿着与所述流体的循环相反的方向被定位的所述膜(52)上施加力,以便在密封位置对所述膜施加预载荷,所述轴承设备包括凸出的凸起件(46),所述凸起件承靠在所述膜(52)的中心部分上,该凸出的凸起件(46)具有半球形外表面。
2.根据权利要求1所述的喷射器,其中所述凸出的凸起件(46)由至少两个臂(48)连接,所述两个臂横向于所述流体的流动方向而延伸到所述第二零件(26)的内壁,以至少限定一个凹部(50),所述凹部用于流体在所述凸起件(46)与所述内壁之间通过。
3.根据权利要求2所述的喷射器,其中所述膜覆盖所述第一零件(24)的下游端,所述第一零件(24)的下游端插入到所述第二零件(26)的上游端中,所述第一零件的下游端包括向下游突出的螺柱,所述螺柱沿着垂直于所述流体的流动方向的方向与所述膜(52)的边缘相对而定位。
4.根据权利要求3所述的喷射器,其中,所述第一零件的下游端包括至少三个螺柱(54),所述螺柱(54)规则地分布在所述第一零件(24)的下游端上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的喷射器,其中所述膜(52)是片材,所述片材由钢制成并且厚度小于0.5mm。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的喷射器,其中所述膜(52)是片材,所述片材由钢制成并且厚度在0.15和0.3mm之间。
7.一种包括涡轮发动机的壳体的组件,所述壳体包括外壳,所述外壳容纳根据权利要求1至6中任一项所述的喷射器(10),其中所述第一零件(24)被应用靠在所述外壳的底壁上,并且夹紧设备(14)被应用靠在所述第二零件(26)上,以将所述第二零件(26)夹靠在所述第一零件(24)上。
8.根据权利要求7所述的包括涡轮发动机的壳体的组件,其中所述夹紧设备包括螺母,所述螺母螺合到所述外壳的内表面,其一端被应用到所述第二零件(26)。
9.一种涡轮发动机,其特征在于,其包括至少一个根据权利要求1至6中任一项所述的喷射器,或者包括根据权利要求7至8中任一项所述的包括涡轮发动机的壳体的组件。
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