CN109869552A - 一种空气管路连接装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种空气管路连接装置，包括：套筒和两个柔性密封圈，其中套筒包括筒壁和中空的通道，两个柔性密封圈分别套接于所述筒壁的两个端口，每个柔性密封圈包括外壳和弹性元件，其中该外壳呈环状闭合结构且外壳内部具有空腔，该弹性元件设置于该空腔内，以弹性支撑该外壳。该空气管路连接装置，相比传统的刚性连接方式，其装拆方便、便于维护、密封效果好且使用寿命长，可以有效降低管路的装配应力和振动应力，进而提高航空发动机和航空辅助动力装置的整机可靠性和维修性。

Description

一种空气管路连接装置

技术领域

本公开涉及航空发动机领域，具体涉及一种空气管路连接装置。

背景技术

航空管路的作用是给飞机的液压系统、燃油系统、滑油系统及环控系统等传输流体或动力，管路连接件设计的关键是密封和连接形式。管路系统的“跑冒滴漏”会严重影响飞机的系统功能的实现，进而影响到飞机的整体性能，甚至会导致飞机坠毁。因此，开发新型可靠的航空管路密封技术及管路连接结构，是各国都致力于研究的课题。现代飞机对发动机、辅助动力装置的引气需求不断提高，导致发动机、辅助动力装置引气管路的管径不断增大。发动机、辅助动力装置的大管径空气管路的传统连接方式主要有：法兰边通过螺栓、螺母连接，快卸卡箍连接，接头与接嘴连接等刚性连接。

然而，这种传统的刚性连接方式通常装配补偿能力不强，不便于拆装，安装过程中会产生较大装配应力，叠加工作过程中承受的机动过载、振动应力、冷热变形产生的交变应力、高压气体的膨胀应力等，长时间工作后，空气管路连接结构会产生塑性变形以及裂纹。

因此，亟需一种的新的空气管路连接装置，以解决现有技术的问题。

需注意的是，前述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种柔性空气管路连接装置，以提升航空发动机和航空辅助动力装置空气管路连接的可靠性。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开提供一种空气管路连接装置，包括：套筒和两个柔性密封圈，其中套筒包括筒壁和中空的通道，两个柔性密封圈分别套接于所述筒壁的两个端口，每个柔性密封圈包括外壳和弹性元件，其中该外壳呈环状闭合结构且外壳内部具有空腔，该弹性元件设置于该空腔内，以弹性支撑该外壳。

根据本公开的一个实施方式，弹性元件为弹性带，弹性带贴合于空腔的腔壁，且呈螺旋形环绕设置，弹性带的螺旋轴线与空腔的中心轴线重合。

根据本公开的一个实施方式，弹性带的每两圈相邻螺旋结构具有缠绕间距。

根据本公开的一个实施方式，缠绕间距大于零小于弹性带的单圈螺旋结构的宽度。

根据本公开的一个实施方式，弹性带的每两圈相邻螺旋结构相邻接。

根据本公开的一个实施方式，弹性带的每两圈相邻螺旋结构部分重叠。

根据本公开的一个实施方式，弹性带的螺旋结构与相邻的另一螺旋结构的重叠部分的宽度，小于单圈螺旋结构的宽度且大于零。

根据本公开的一个实施方式，弹性带经螺旋形环绕设置后，首尾两端通过焊接的方式接合。

根据本公开的一个实施方式，弹性带的材质为金属或合金，优选为钢。

根据本公开的一个实施方式，外壳的材质为柔性高分子材料，优选为聚四氟乙烯。

由上述技术方案可知，本公开提出的空气管路连接装置的优点和积极效果在于：

本公开提出了一种新型空气管路连接装置，可用于航空发动机、航空辅助动力装置等的空气管路连接，该管路连接装置与空气管路的密封连接处采用柔性连接的方式，且密封圈内设置有弹性元件支撑，可有效增强密封性能和抗变形能力。相比传统的刚性连接方式，其装拆方便、便于维护、密封效果好且使用寿命长，可以有效降低管路的装配应力和振动应力，进而提高航空发动机和航空辅助动力装置的整机可靠性和维修性。

附图说明

为了让本公开实施例能更容易理解，以下配合所附附图作详细说明。应该注意，根据工业上的标准范例，各个部件未必按照比例绘制，且仅用于图示说明的目的。实际上，为了让讨论清晰易懂，各个部件的尺寸可以被任意放大或缩小。

图1是根据一示例性实施方式示出的一种空气管路连接装置的剖视图；

图2是图1示出的柔性密封圈的剖视图；

图3代表性地示出了柔性密封圈的部分结构示意图；

图4代表性地示出了柔性密封圈的整体结构俯视图。

其中，附图标记说明如下：

100：筒壁；

200：柔性密封圈；

201：外壳；

202：空腔；

300：弹性带；

A-A’：螺旋轴线

具体实施方式

体现本公开特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本公开能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本公开的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本公开。

在对本公开的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本公开的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本公开的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本公开范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之间”、“之内”等来描述本公开的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本公开的范围内。

参阅图1，其代表性地示出了本公开提出的一示例性实施方式的空气管路连接装置的剖视图。本公开提出的空气管路连接装置是以应用于航空发动机或航空辅助动力装置为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本公开的相关设计应用于其他类型的动力装置或其他装置中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本公开提出的空气管路连接装置的原理的范围内。

如图1所示，在本实施方式中，本公开提出的空气管路连接装置主要包括套筒和柔性密封圈，其中柔性密封圈中设有弹性元件。配合参阅图2至图4所示，图2是图1示出的柔性密封圈的剖视图；图3代表性地示出了柔性密封圈的部分结构示意图；图4代表性地示出了柔性密封圈的整体结构俯视图。下面将结合上述附图，对本公开提出的空气管路连接装置的一示例性实施方式的各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行详细说明。

如图1所示，在本实施方式中，本公开的空气管路连接装置包括套筒和柔性密封圈200，其中套筒包括筒壁100和由该筒壁100围成的中空通道，气体可从该中空通道中进入和流出。柔性密封圈200设置有两个，分别套接于筒壁100的两个端口。如图2所示，其中每个柔性密封圈200具有一外壳201，该外壳201呈环状闭合结构，且外壳201内部具有空腔202。通过采用这种套筒加柔性密封圈的方式进行空气管路的连接，相比于传统连接方式，具有较强的装配补偿能力，便于拆装，避免安装过程中产生较大的装配应力，另外，也省去了螺栓、螺母、快卸卡箍等连接件，减少零件数量，提高了连接的可靠性和维修性。工作过程中，当高压气体进入该连接装置时，压力的作用会使柔性密封圈200变形，进而使柔性密封圈200与管路压得更紧，增强密封圈的密封性能。

结合图3和图4所示，该空腔202内还设有弹性元件，可用以给外壳201提供弹性支撑作用，弹性元件可以为弹性带300。该弹性带300贴合于空腔202的腔壁，且呈螺旋形环绕设置后，弹性带300的首尾两端接合，例如可通过点焊等焊接方式接合，形成一环状的弹性带，且弹性带的螺旋轴线A-A’与该空腔202的中心轴线重合。通过这样的设计，使得弹性带300可对外壳201提供一定的支撑作用，并增强柔性密封圈200的密封性能和抗变形能力，同时给外壳201提供永久弹力，并能弥补外壳201的磨损及配合零件的偏移或偏心，保证外壳201无论在高温高压还是低压下都能长时间工作，而不易变形失效。另外，采用弹性带300的这种弹性支撑形式，可以降低空气管路的振动响应，相比于传统的刚性管路连接方式，可靠性更高。

具体来说，本公开还可以对弹性带300螺旋缠绕的紧密程度进行调节，以使该空气管路连接装置适用于不同密封性及压力承受的需求，满足不同的作业需要。例如：

在一些实施方式中，弹性带300可以设置为每两圈相邻螺旋结构之间具有缠绕间距。该缠绕间距大于零，并小于弹性带的单圈螺旋结构的宽度。也即，该弹性带300可疏松缠绕，且螺旋缠绕的间距不能超过该弹性带自身的宽度。

在一些实施方式中，弹性带300还可以紧密缠绕，即弹性带300的每两圈相邻螺旋结构邻接，即无缠绕间距。

在一些实施方式中，弹性带300还可以重叠缠绕，即弹性带300的每两圈相邻螺旋结构部分重叠。弹性带300的螺旋结构与相邻的另一螺旋结构的重叠部分的宽度，小于单圈螺旋结构的宽度且大于零。也即重叠的部分最多不超过该弹性带自身的宽度。

需要说明的是，本公开的弹性元件并不限于前述的弹性带300。本公开弹性带300的材质包括但不限于金属或合金，优选为钢，例如钢带。本公开的外壳201的材质为柔性高分子材料，优选为聚四氟乙烯。采用上述材料可更适用于航空发动机或航空辅助动力装置的空气管路连接的作业需要，但本公开不限于此。

本公开提供了一种新的空气管路连接装置，该空气管路连接装置相对于传统刚性的连接方式，结构设计新颖、集成功能多、密封效果好、使用寿命长且装拆方便、零件数量少、便于维护，可以有效降低管路的装配应力和振动应力，进而提高航空发动机和航空辅助动力装置的整机可靠性和维修性。经验证，本公开的空气管路连接装置使用在装运输机的辅助动力装置上，随辅助动力装置整机地面试验8000余小时以及近万小时的试飞后，使用安全可靠。

本领域技术人员应当注意的是，本公开所描述的实施方式仅仅是示范性的，可在本公开的范围内作出各种其他替换、改变和改进。因而，本公开不限于上述实施方式，而仅由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种空气管路连接装置，其特征在于，包括：

套筒，包括筒壁和中空的通道；以及

两个柔性密封圈，分别套接于所述筒壁的两个端口，每个所述柔性密封圈包括：

外壳，呈环状闭合结构，所述外壳内部具有空腔；及

弹性元件，设置于所述空腔内，以弹性支撑所述外壳。

2.根据权利要求1所述的空气管路连接装置，其特征在于，所述弹性元件为弹性带，所述弹性带贴合于所述空腔的腔壁，且呈螺旋形环绕设置，所述弹性带的螺旋轴线与所述空腔的中心轴线重合。

3.根据权利要求2所述的空气管路连接装置，其特征在于，所述弹性带的每两圈相邻螺旋结构具有缠绕间距。

4.根据权利要求3所述的空气管路连接装置，其特征在于，所述缠绕间距大于零小于所述弹性带的单圈螺旋结构的宽度。

5.根据权利要求2所述的空气管路连接装置，其特征在于，所述弹性带的每两圈相邻螺旋结构相邻接。

6.根据权利要求2所述的空气管路连接装置，其特征在于，所述弹性带的每两圈相邻螺旋结构部分重叠。

7.根据权利要求6所述的空气管路连接装置，其特征在于，所述弹性带的螺旋结构与相邻的另一螺旋结构的重叠部分的宽度，小于单圈螺旋结构的宽度且大于零。

8.根据权利要求2所述的空气管路连接装置，其特征在于，所述弹性带经所述螺旋形环绕设置后，首尾两端通过焊接的方式接合。

9.根据权利要求2所述的空气管路连接装置，其特征在于，所述弹性带的材质为金属或合金，优选为钢。

10.根据权利要求1所述的空气管路连接装置，其特征在于，所述外壳的材质为柔性高分子材料，优选为聚四氟乙烯。