CN109209676A - 一种反推力装置阻流门密封机构 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种反推力装置阻流门密封机构，用于对相邻的第一阻流门和第二阻流门进行密封，所述反推力装置阻流门密封机构包括密封装置，所述密封装置跨设在相邻的两扇所述阻流门之间；所述密封装置包括用于密封所述第一阻流门和所述第二阻流门之间间隙的密封件，所述密封件设置成与所述第二阻流门相对固定并且接触密封，且所述密封件还设置成与所述第一阻流门可滑动地接触密封。由于密封件与第一阻流门之间为可滑动地接触密封，因此，在反推力装置的阻流门打开的过程中，两扇阻流门之间形成的三角形缺角缝隙能够始终被密封装置覆盖，从而能够有效地防止外涵气体泄漏。

Description

一种反推力装置阻流门密封机构

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，具体涉及一种反推力装置阻流门密封机构。

背景技术

反推力装置是大型运输机和大型客机短舱的重要组成部件，如图1所示，大型客机的短舱包括进气道101、风扇罩102、反推力装置103和排气装置104。反推力装置103的主要功能是通过改变发动机排气流动方向来获得反向推力，使飞机高效可靠地减速，显著缩短飞机的着陆滑跑距离，在潮湿和结冰的跑道上的作用尤为突出(见图2)降低飞机对机场的要求，提高机场的使用效率，同时还可以应用于飞机的中断起飞，提高飞机工作的安全性。

典型的反推力装置103包括叶栅1、扭矩盒2、移动外罩3、核心机舱罩4、阻流门5与牵引杆6等结构，见图3。阻流门5结构通常为近似扇形结构，阻流门5在发动机正推力状态形成外涵流道型面，在发动机反推力状态堵塞外涵气流进行反向折流。为保证阻流门5在开合过程中不发生干涉，阻流门5打开后，其前缘501为三角形缺角结构，两扇阻流门5之间形成了三角形缺角缝隙7，见图4。在反推力装置103打开过程中及完全打开后，大量外涵气体会从三角形缺角缝隙7泄漏出去，使得经阻流门5折流后并经叶栅1排出的反向气流量减少，降低了反推力装置103反向排气效率。

本领域需要一种反推力装置阻流门密封机构，能够减少外涵气体泄漏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种反推力装置阻流门密封机构，所述反推力装置阻流门密封机构能够在反推开合过程中及反推完全打开后始终压缩在三角形缺角缝隙两侧的阻流门上，起到密封效果。

为实现所述目的的反推力装置阻流门密封机构，用于对相邻的第一阻流门和第二阻流门进行密封，所述反推力装置阻流门密封机构包括密封装置，所述密封装置跨设在所述第一阻流门和所述第二阻流门之间；所述密封装置包括用于密封所述第一阻流门和所述第二阻流门之间间隙的密封件，所述密封件设置成与所述第二阻流门相对固定并且接触密封，且所述密封件还设置成与所述第一阻流门可滑动地接触密封。

所述的反推力装置阻流门密封机构，其进一步的特点是，所述反推力装置阻流门密封机构还包括用于压紧所述密封装置的压紧机构，所述压紧机构包括弹性元件，所述弹性元件产生使所述密封装置压紧所述第一阻流门和第二阻流门的弹力。

所述的反推力装置阻流门密封机构，其进一步的特点是，所述压紧机构包括弹性连杆机构，所述弹性连杆机构包括弹性连杆、第一支座和第二支座，所述弹性连杆包括第一杆部、第二杆部和所述弹性元件，所述弹性元件的两端分别与所述第一杆部和所述第二杆部连接；

所述第二支座固定设置在所述第二阻流门上，所述第一支座固定设置在所述密封装置上，所述第一杆部与所述第一支座铰连接，所述第二杆部与所述第二支座铰连接；

所述弹性元件产生挤压所述第一杆部的所述弹力，所述弹力产生使所述密封装置进行翻转的力矩，从而使所述密封装置压紧所述第一阻流门和第二阻流门。

所述的反推力装置阻流门密封机构，其进一步的特点是，所述第一杆部与所述第一支座球铰连接，所述第二杆部与所述第二支座球铰连接。

所述的反推力装置阻流门密封机构，其进一步的特点是，所述第一杆部包括具有开口的套状本体和第一弹簧座，所述第二杆部包括杆状本体和第二弹簧座，所述弹性元件为压缩弹簧；

所述套状本体的一端与所述第一支座铰连接，所述套状本体的另一端具有所述开口，所述杆状本体的一端从所述开口伸入所述套状本体，所述杆状本体的另一端与所述第二支座铰连接；

所述压缩弹簧套设在所述套状本体和所述杆状本体的周侧，并且一端与所述第二弹簧座抵靠，另一端与所述第一弹簧座抵靠；

所述压缩弹簧处于被压缩的状态，以产生所述弹力。

所述的反推力装置阻流门密封机构，其进一步的特点是，所述压紧机构还包括固定连杆机构，所述固定连杆机构包括固定连杆和第三支座；

所述第三支座固定设置在所述密封装置上，所述固定连杆一端固定设置在所述第二阻流门上，另一端与所述第三支座铰连接。

所述的反推力装置阻流门密封机构，其进一步的特点是，所述第一杆部与所述第一支座之间的铰连接的转动轴线、所述第二杆部与所述第二支座之间的铰连接的转动轴线以及所述固定连杆与所述第三支座之间的铰连接的转动轴线均平行设置。

所述的反推力装置阻流门密封机构，其进一步的特点是，固定连杆机构的数量为两个，分别设置于所述弹性连杆机构的两侧，并相对于所述弹性连杆机构对称设置，两个所述固定连杆机构的固定连杆与第三支座的铰连接共轴设置。

所述的反推力装置阻流门密封机构，其进一步的特点是，所述第一支座相较于所述第三支座远离所述第二支座的转动轴线设置。

所述的反推力装置阻流门密封机构，其进一步的特点是，所述密封装置包括压板和所述密封件，所述密封件固定在所述压板的一侧，所述第一支座和所述第三支座固定设置于所述压板的另一侧。

所述的反推力装置阻流门密封机构，其进一步的特点是，所述密封件为可压缩的橡胶件。

本发明的积极进步效果在于：本发明提供的反推力装置阻流门密封机构，用于对相邻的第一阻流门和第二阻流门进行密封，所述反推力装置阻流门密封机构包括密封装置，所述密封装置跨设在相邻的两扇所述阻流门之间；所述密封装置包括用于密封所述第一阻流门和所述第二阻流门之间间隙的密封件，所述密封件设置成与所述第二阻流门相对固定并且接触密封，且所述密封件还设置成与所述第一阻流门可滑动地接触密封。由于密封件与第一阻流门之间为可滑动地接触密封，因此，在反推力装置的阻流门打开的过程中，两扇阻流门之间形成的三角形缺角缝隙能够始终被密封装置覆盖，从而能够有效地防止外涵气体泄漏。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1为现有技术中短舱部件的示意图；

图2为飞机着陆滑跑距离对比图；

图3为现有技术中反推力装置的示意图；

图4为三角形缺角缝隙的示意图；

图5为本发明中反推力装置阻流门密封机构的示意图；

图6为本发明中反推力装置阻流门密封机构的放大图；

图7为本发明中弹性连杆与第一支座球铰连接的剖面图；

图8为本发明中固定连杆与第三支座铰连接的剖面图；

图9为本发明中弹性连杆机构的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

需要注意的是，图1至图9均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。本发明中，“前”与“后”标识在图5中，短舱内气流流动的方向为从前向后。

如图1所示，大型客机的短舱包括进气道101、风扇罩102、反推力装置103和排气装置104，气流从进气道101进入，再从排气装置104向后排出。反推力装置103的主要功能是通过改变发动机排气流动方向来获得反向推力，如图2所示，在反推力装置103的作用下，飞机高效可靠地减速，显著缩短了飞机的着陆滑跑距离，在潮湿和结冰的跑道上的作用尤为突出，降低飞机对机场的要求，提高机场的使用效率，同时还可以应用于飞机的中断起飞，提高飞机工作的安全性。

图3示出了反推力装置103的结构，包括叶栅1、扭矩盒2、移动外罩3、核心机舱罩4、阻流门5与牵引杆6等结构。阻流门5的结构通常为近似扇形结构，具有前缘501和后缘502。在图3中，反推力装置103处于打开状态。闭合状态的反推力装置103及反推力装置103的打开过程可以参考《航空动力学报》2010年6月25卷第6期的文章《叶栅式反推力装置阻流门运动规律对气动性能的影响》。

参考图5和图3，在闭合状态时，多扇阻流门5组合成半圆筒状，多扇阻流门5的背风面设置在移动外罩3的内侧，牵引杆6一端铰接在多扇阻流门5的迎风面上，另一端铰接在核心机舱罩4的外壁上。当移动外罩3做轴向运动使叶栅1露出时，多扇阻流门5也做轴向运动，在牵引杆6的作用下，在某一个特定的点处，阻流门5的后缘502开始向前转动，同时前缘501向后转动，导致图5中的呈半圆筒状的多扇阻流门5打开，形成图4中显示的扇形结构。前缘501设计为三角形缺角结构，当多扇阻流门5打开时，相邻阻流门5之间发生相对运动，两扇阻流门5的前缘501之间形成了三角形缺角缝隙7；当多扇阻流门5闭合时，相邻阻流门5之间能够很好地配合，阻流门5的前缘501与其它结构一起堵塞三角形缺角缝隙7，从而形成外涵流道型面。

由于大量外涵气体会从三角形缺角缝隙7泄漏出去，使得经阻流门5折流后并经叶栅1排出的反向气流量减少，降低了反推力装置103反向排气效率。

为解决上述技术问题，本发明提供如图5、6所示的反推力装置阻流门密封机构10。反推力装置阻流门密封机构10包括密封装置9，密封装置9跨设在相邻的两扇阻流门5上，以对三角形缺角缝隙7或者即将形成的三角形缺角缝隙7进行密封遮挡。密封装置9包括用于密封第一阻流门5a和第二阻流门5b之间间隙的密封件9b，密封件9b设置成与第二阻流门5b相对固定并且接触密封，且密封件9b还设置成与第一阻流门5a可滑动地接触密封。由上文描述可知，当多扇阻流门5打开时，相邻阻流门5，即第一阻流门5a与第二阻流门5b之间会产生相对运动，以第二阻流门5b为参照物，第一阻流门5a的边缘会远离第二阻流门5b的相邻边缘，从而形成三角形缺角缝隙7，三角形缺角缝隙7的面积也是从小变到大。在第一阻流门5a远离第二阻流门5b的过程中，第一阻流门5a的侧边缘处始终被密封装置9压紧，并且还能相对于密封装置9滑动，从而能够实现可滑动地接触密封。

可选地，密封装置9包括压板9a和密封件9b，密封件9b固定在压板9a的一侧，密封件9b为可压缩的橡胶件。可选地，如图6所示，反推力装置阻流门密封机构10设置在阻流门5的背风面上。

在本发明的一些实施例中，密封件9b可以通过紧固件固定在第二阻流门5b上，并且压板9a可以被设置成具有一定弹性，例如采用弹性钢板制作。紧固件可以是铆钉、螺钉、螺栓等等。

为保证装置阻流门密封机构10的可靠性及自适应性，在一个优选的实施例中，反推力装置阻流门密封机构还包括一个压紧机构8来对密封装置9进行固定和压紧。压紧机构8包括弹性元件810c，弹性元件810c产生使密封装置9压紧第一阻流门5a和第二阻流门5b的弹力。当第一阻流门5a远离第二阻流门5b时，对密封装置9会产生作用力，该作用力可被弹性元件810c的弹力抵消，即弹性元件810c会产生相应的形变来抵消该作用力。由于该作用力会随阻流门5的打开而变化，弹性元件810c的形变也会相应变化，从而能够自适应该变化。

继续参考图6，压紧机构8包括弹性连杆机构81，弹性连杆机构81包括弹性连杆810、第一支座811和第二支座812，弹性连杆810包括第一杆部810a、第二杆部810b和弹性元件810c，弹性元件810c的两端分别与第一杆部810a和第二杆部810b连接；第二支座812固定设置在第二阻流门5b上，第一支座811固定设置在密封装置9上，第一杆部810a与第一支座811铰连接，第二杆部810b与第二支座812铰连接，此时密封装置9围绕第一杆部810a与第一支座811的铰连接转动；弹性元件810c产生挤压第一杆部810a的弹力，弹力产生使密封装置9进行翻转的力矩，从而使密封装置9压紧第一阻流门5a和第二阻流门5b。这样设计的好处在于，当阻流门5打开时，第一阻流门5a作用在密封装置9上的推力也能够产生使密封装置9进行翻转的反向的力矩，使得弹性元件810c被压缩，并且使得密封装置9与第二阻流门5b接触密封的部分能够更紧地压在第二阻流门5b上。

可选地，第一杆部810a与第一支座811球铰连接，第二杆部810b与第二支座812球铰连接。这样的设计能够进一步增加反推力装置阻流门密封机构的自适应性。当阻流门5打开时，第一阻流门5a作用在密封装置9上的推力的大小和方向都在持续变化，球铰连接能够更好地适应这一变化。

弹性连杆机构81的具体结构见图9，第一杆部810a包括具有开口的套状本体和第一弹簧座，第二杆部810b包括杆状本体和第二弹簧座，弹性元件810c为压缩弹簧；套状本体的一端与第一支座811铰连接，套状本体的另一端具有开口，杆状本体的一端从开口伸入套状本体，杆状本体的另一端与第二支座812铰连接；压缩弹簧套设在套状本体和杆状本体的周侧，并且一端与第二弹簧座抵靠，另一端与第一弹簧座抵靠；压缩弹簧处于被压缩的状态，以产生弹力。

当密封装置9受到挤压时，压板9a上的第一支座811会通过螺栓13、球衬套17等结构挤压套状本体并与套状本体发生相对转动，套状本体挤压弹性元件810c，使得杆状本体进一步伸入套状本体，弹性连杆810缩短并与第二支座812通过螺栓13、球衬套17等结构发生相对转动。弹性元件810c的压缩对带有该弹性元件810c的弹性连杆810的作用力使得密封装置9紧密压紧在第一阻流门5a和第二阻流门5b上。通过设计弹性元件810c的弹力，密封装置9由于压紧在阻流门5上而自身产生的形变量能够自适应调整。

为提高反推力装置阻流门密封机构10的稳定性，压紧机构8还包括固定连杆机构82，固定连杆机构82包括固定连杆820和第三支座821；第三支座821固定设置在密封装置9上，固定连杆820一端固定设置在第二阻流门5b上，另一端与第三支座821铰连接，以提供密封装置9的转动支撑，此时密封装置9围绕固定连杆820与第三支座821的铰连接转动。密封件9b固定在压板9a的一侧，第一支座811和第三支座821固定设置于压板90的另一侧。

压板9a与第一支座811和第三支座821可以为一体机加成型结构，压板9a与可压缩的密封件9b可以通过液体胶进行粘接，压板9a上的第三支座821与固定连杆820通过圆柱形衬套等结构进行连接，弹性连杆810与第一支座811及第二支座812通过球形衬套等结构进行连接。密封件9b由具有密封作用的橡胶材料制成。

结合图6、7、8、9，弹性连杆810与第一支座811和第二支座812的球铰连接的方式以及固定连杆820与第三支座821的可转动地连接方式描述如下：

如图7所示，弹性连杆810与第一支座811之间的球铰连接结构包括螺栓13、自锁螺母14、两个端面衬套15、两个止端衬套16及球衬套17。其中端面衬套15与第一支座811为过盈配合，球衬套17与螺栓13及弹性连杆810之间为间隙配合，球衬套17与螺栓13之间的间隙大于球衬套17与弹性连杆810之间的间隙；止端衬套16与端面衬套15及止端衬套16与螺栓13之间均为间隙配合。当自锁螺母14拧紧时，球衬套17两端的止端衬套16挤压球衬套17，第一支座811与弹性连杆810会发生相对转动。

如图8所示，固定连杆820与第三支座821之间的连接结构包括螺栓18、自锁螺母19、衬套20、垫圈21与衬套12。垫圈21数量可选，保证第三支座821及固定连杆82之间沿螺栓18方向能够紧密贴合。衬套20与第三支座821之间并且衬套12与固定连杆82之间为过盈配合，衬套20及衬套12与螺栓18之间均为间隙配合，以保证第三支座821及固定连杆82之间能够相互转动。反推力装置103在打开过程中，第一阻流门5a挤压密封件9b及压板9a，压板9a压缩弹性连杆810，并绕着固定连杆820与第三支座821之间的圆柱形衬套等结构转动，使得可压缩密封件9b能够在反推开合过程中及反推完全打开后始终压缩在三角形缺角缝隙7两侧的第一阻流门5a和第二阻流门5b上，起到密封效果。

如图9所示，弹性连杆810与第二支座812之间的球铰连接结构与弹性连杆810与第一支座811之间的球铰连接结构相同。

可选地，固定连杆820的数量为两个，分别设置于弹性连杆810的两侧，并相对于弹性连杆810对称设置，两个固定连杆机构82的固定连杆820与第三支座821的铰连接共轴设置。第一支座811相较于第三支座821远离第二支座812的转动轴线设置，这样的设计有助于转动力矩的产生。

本发明的积极进步效果在于：本发明提供的反推力装置阻流门密封机构，用于对相邻的第一阻流门和第二阻流门进行密封，反推力装置阻流门密封机构包括密封装置，密封装置跨设在相邻的两扇阻流门之间；密封装置包括用于密封第一阻流门和第二阻流门之间间隙的密封件，密封件设置成与第二阻流门相对固定并且接触密封，且密封件还设置成与第一阻流门可滑动地接触密封。由于密封件与第一阻流门之间为可滑动地接触密封，因此，在反推力装置的阻流门打开的过程中，两扇阻流门之间形成的三角形缺角缝隙能够始终被密封装置覆盖，从而能够有效地防止外涵气体泄漏。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种反推力装置阻流门密封机构，用于对相邻的第一阻流门(5a)和第二阻流门(5b)进行密封，其特征在于，所述反推力装置阻流门密封机构(10)包括密封装置(9)，所述密封装置(9)跨设在所述第一阻流门(5a)和所述第二阻流门(5b)之间；所述密封装置(9)包括用于密封所述第一阻流门(5a)和所述第二阻流门(5b)之间间隙的密封件(9b)，所述密封件(9b)设置成与所述第二阻流门(5b)相对固定并且接触密封，且所述密封件(9b)还设置成与所述第一阻流门(5a)可滑动地接触密封。

2.如权利要求1所述的反推力装置阻流门密封机构，其特征在于，所述反推力装置阻流门密封机构(10)还包括用于压紧所述密封装置(9)的压紧机构(8)，所述压紧机构(8)包括弹性元件(810c)，所述弹性元件(810c)产生使所述密封装置(9)压紧所述第一阻流门(5a)和第二阻流门(5b)的弹力。

3.如权利要求2所述的反推力装置阻流门密封机构，其特征在于，所述压紧机构(8)包括弹性连杆机构(81)，所述弹性连杆机构(81)包括弹性连杆(810)、第一支座(811)和第二支座(812)，所述弹性连杆(810)包括第一杆部(810a)、第二杆部(810b)和所述弹性元件(810c)，所述弹性元件(810c)的两端分别与所述第一杆部(810a)和所述第二杆部(810b)连接；

所述第二支座(812)固定设置在所述第二阻流门(5b)上，所述第一支座(811)固定设置在所述密封装置(9)上，所述第一杆部(810a)与所述第一支座(811)铰连接，所述第二杆部(810b)与所述第二支座(812)铰连接；

所述弹性元件(810c)产生挤压所述第一杆部(810a)的所述弹力，所述弹力产生使所述密封装置(9)进行翻转的力矩，从而使所述密封装置(9)压紧所述第一阻流门(5a)和第二阻流门(5b)。

4.如权利要求3所述的反推力装置阻流门密封机构，其特征在于，所述第一杆部(810a)与所述第一支座(811)球铰连接，所述第二杆部(810b)与所述第二支座(812)球铰连接。

5.如权利要求3所述的反推力装置阻流门密封机构，其特征在于，所述第一杆部(810a)包括具有开口的套状本体和第一弹簧座，所述第二杆部(810b)包括杆状本体和第二弹簧座，所述弹性元件(810c)为压缩弹簧；

所述套状本体的一端与所述第一支座(811)铰连接，所述套状本体的另一端具有所述开口，所述杆状本体的一端从所述开口伸入所述套状本体，所述杆状本体的另一端与所述第二支座(812)铰连接；

所述压缩弹簧套设在所述套状本体和所述杆状本体的周侧，并且一端与所述第二弹簧座抵靠，另一端与所述第一弹簧座抵靠；

所述压缩弹簧处于被压缩的状态，以产生所述弹力。

6.如权利要求4所述的反推力装置阻流门密封机构，其特征在于，所述压紧机构(8)还包括固定连杆机构(82)，所述固定连杆机构(82)包括固定连杆(820)和第三支座(821)；

所述第三支座(821)固定设置在所述密封装置(9)上，所述固定连杆(820)一端固定设置在所述第二阻流门(5b)上，另一端与所述第三支座(821)铰连接。

7.如权利要求6所述的反推力装置阻流门密封机构，其特征在于，固定连杆机构(82)的数量为两个，分别设置于所述弹性连杆机构(81)的两侧，并相对于所述弹性连杆机构(81)对称设置，两个所述固定连杆机构(82)的固定连杆(820)与所述第三支座(821)的铰连接共轴设置。

8.如权利要求7所述的反推力装置阻流门密封机构，其特征在于，所述第一支座(811)相较于所述第三支座(821)远离所述第二支座(812)的转动轴线设置。

9.如权利要求6所述的反推力装置阻流门密封机构，其特征在于，所述密封装置(9)包括压板(9a)和所述密封件(9b)，所述密封件(9b)固定在所述压板(9a)的一侧，所述第一支座(811)和所述第三支座(821)固定设置于所述压板(9a)的另一侧。

10.如权利要求9所述的反推力装置阻流门密封机构，其特征在于，所述密封件(9b)为可压缩的橡胶件。