CN110886667A - 一种采用弹簧动力密封的二元可调喷管 - Google Patents

Abstract

本发明公公开了一种采用弹簧动力密封的二元可调喷管，属于可调喷管技术领域，包括：固定段、侧壁、下板、调节板、弹性组件和密封条；所述固定段为二元可调喷管的进气口；两个侧壁分别与固定段的两个相对侧边固定连接；下板固定在两个侧壁的底部，并与固定段的底边固定对接；调节板的主体为矩形平板，矩形平板的两相对侧边上分别加工有通槽；调节板销接在固定段的顶边，所述下板、两个侧壁及调节板组成二元可调喷管；密封条为截面为L型的长条状结构，两个密封条的水平部分分别对应安装在调节板的通槽内，本发明能够保证二元可调喷管调节板与侧壁之间的密封性，有效控制燃气泄露，提高发动机性能和工作可靠性。

Description

一种采用弹簧动力密封的二元可调喷管

技术领域

本发明属于可调喷管技术领域，具体涉及一种采用弹簧动力密封的二元可调喷管。

背景技术

可调喷管是先进航空发动机和冲压发动机的重要组件，通过调节喷管的喉道或出口面积来控制发动机的工作状态，是发动机最主要的控制变量之一。根据流道截面的不同，可调喷管大致可分为轴对称可调喷管和二元可调喷管两大类，其中轴对称可调喷管得到了广泛的应用，二元可调喷管由于技术难度大，增重明显等原因目前只有美国的F-119发动机在用。但是随着组合发动机技术的发展，二元可调喷管技术再次得到了重视。

二元可调喷管结构如图1所示，高温燃气由固定段出口(燃烧室出口)喷出，再通过由侧壁、下板和调节板构成的内流通道喷射到大气中。调节板可绕销轴转动，从而改变内流通道的喉道面积(或出口面积)。由于侧壁、下板与固定段之间都是固定连接，因此不存在高温燃气泄露问题，但设计时调节板与侧壁之间不能固定，必须留有一定的缝隙来保证调节板能够转动，因此调节板与侧壁之间存在高温燃气泄露的问题。

在发动机工作时如果发生高温燃气泄露首先会影响发动机的推力性能，其次是高温燃气对其它电子元器件和部分常温材料零件造成损坏，从而对发动机的安全性、可靠性产生不利影响，因此需要对调节板和侧壁之间的缝隙进行有效密封。

二元可调喷管调节板与侧壁之间的密封问题是二元可调喷管诸多技术难点之一。由于调节板运动过程和静止状态下都需要密封，因此不适合采用静密封；由于调节板运动时速度并不高，因此也不能采用常规意义上的动密封；此外，喷管位于发动机的尾部，其内流燃气温度高，热负荷大，很难找到合适的密封元器件。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种采用弹簧动力密封的二元可调喷管，能够保证二元可调喷管调节板与侧壁之间的密封性，有效控制燃气泄露，提高发动机性能和工作可靠性。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种采用弹簧动力密封的二元可调喷管，包括：固定段、侧壁、下板、调节板、弹性组件和密封条；

所述固定段为二元可调喷管的进气口；

两个侧壁分别与固定段的两个相对侧边固定连接；

所述下板固定在两个侧壁的底部，并与固定段的底边固定对接；

所述调节板的主体为矩形平板，矩形平板的两相对侧边上分别加工有用于安装密封条的通槽；矩形平板的上表面加工有两个平行的条状凸台，且条状凸台与所述通槽平行，且两个条状凸台距离其所在侧侧边的距离相同，且条状凸台上加工有两个以上用于安装弹性组件的安装孔；调节板未设有通槽的一个侧边销接在固定段的顶边，调节板可绕销接处的销轴转动，所述下板、两个侧壁及调节板组成二元可调喷管；

所述密封条为截面为L型的长条状结构，两个密封条的水平部分分别对应安装在调节板的通槽内，其竖直部分分别通过弹性组件与调节板上的条状凸台连接；所述弹性组件用于推动密封条的竖直部分压紧在对应的侧壁上。

进一步的，所述弹性组件包括：导轨、隔热套、弹簧、隔热垫片及压块；

所述隔热套的轴向截面为T形；

所述隔热套套装在导轨的外部，压块安装在隔热套的T形的竖直部分末端，弹簧套装在隔热套的竖直部分外部，其一端与隔热套的水平部分相抵触，另一端通过隔热垫片抵触在压块上；

在调节板的条状凸台的每个安装孔内通过导轨安装一个弹性组件，使弹簧处于压缩状态，弹性组件的压块在弹簧的作用下压紧在密封条的竖直部分上，进而使密封条压紧在侧壁上。

进一步的，所述弹簧的材料采用耐高温合金。

进一步的，所述隔热垫片为环形垫片。

进一步的，所述导轨为圆柱杆。

进一步的，所述固定段的顶边设有与调节板连接的连接耳；

所述调节板的侧边设有安装耳，调节板通过该安装耳与固定段的连接耳销接。

有益效果：本发明采用导轨、弹簧、隔热套、隔热垫片及压块等组成一个独立于调节板和侧壁的弹性组件，用该弹性组件推动密封条运动，来对调节板和侧壁之间的缝隙进行密封，调节板在运动和静止状态下均可实现与侧壁之间的密封，对保证发动机推力性能和提高发动机安全性、可靠性有重要帮助。

附图说明

图1为背景技术中的二元可调喷管的结构示意图；

图2为本发明的整体结构示意图；

图3为本发明的弹性组件的剖视图；

图4为固定段结构示意图；

图5为侧壁结构示意图；

图6为下板结构示意图；

图7为调节板结构示意图。

图8为导轨结构示意图；

图9为隔热套结构示意图；

图10为弹簧结构示意图；

图11为隔热垫片结构示意图；

图12为压块结构示意图；

图13为密封条结构示意图；

其中，1-固定段，2-侧壁，3-下板，4-调节板，5-导轨，6-隔热套，7-弹簧，8-隔热垫片，9-压块，10-密封条。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供了一种采用弹簧动力密封的二元可调喷管，参见附图2，包括：固定段1、侧壁2、下板3、调节板4、弹性组件及密封条10；

参见附图4，所述固定段1为矩形框架，其顶边设有与调节板4连接的连接耳，固定段1用于连通燃烧室和喷管，固定段1的矩形中空部分即为二元可调喷管的进气口；

参见附图5，所述侧壁2为四边形或其它多边形的平板，两个侧壁2的侧面分别与固定段1的两个相对侧边通过螺栓固定连接；两个侧壁的2即为二元可调喷管的两侧面；

参见附图6，所述下板3为矩形平板或矩形多边形，通过螺栓固定在两个侧壁2的底部，并与固定段1的底边对接，为二元可调喷管的底面；

参见附图7，所述调节板4的主体为矩形平板，令其一个侧边为侧边A，矩形平板的侧边A设有安装耳，调节板4通过该安装耳与固定段1的连接耳销接，调节板4可绕销接处的销轴转动，进而调节二元可调喷管喉道(或出口)面积；令所述侧边A的两相邻侧边分别为相对的侧边B和侧边C，侧边B和侧边C上沿其长度方向分别加工有用于安装密封条10的通槽；矩形平板的上表面加工有两个平行的条状凸台，且条状凸台与所述通槽平行，且两个条状凸台距离其所在侧的侧边的距离相同，且条状凸台上加工有两个以上用于安装弹性组件的安装孔；调节板4即为二元可调喷管的顶面；即所述下板3、两个侧壁2及调节板4组成二元可调喷管；

参见附图13，所述密封条10为截面为L型的长条状结构，两个密封条10的水平部分分别对应安装在调节板4的两个通槽内，其竖直部分分别通过弹性组件与调节板4上的两个条状凸台连接；

参见附图3，所述弹性组件包括：导轨5、隔热套6、弹簧7、隔热垫片8及压块9；

参见附图8，所述导轨5为圆柱杆；参见附图9，所述隔热套6为轴向截面为T形的薄壁状结构；参见附图10，所述弹簧7为压缩弹簧，材料采用耐高温合金；参见附图11，所述隔热垫片8为环形垫片；参见附图12，所述压块9设有中心通孔；

所述隔热套6同轴套装在导轨5的外部，压块9套装在隔热套6的T形的竖直部分末端，弹簧7套装在隔热套6的竖直部分外部，其一端与隔热套6的水平部分相抵触，另一端通过隔热垫片8抵触在压块9上；其中，隔热垫片8套装在隔热套6外部，用于阻断压块9与弹簧7之间的热交换；

两个以上弹性组件通过导轨5固定在调节板4的条状凸台的安装孔内(即每个安装孔对应一个弹性组件)，使得导轨5的一段伸出条状凸台的安装孔，套装有隔热套6的一端位于压块9的中心孔内；弹簧7始终处于压缩状态，弹性组件的压块9在弹簧7的作用下压紧在密封条10的竖直部分上，进而使得无论调节板4处于静止状态或是运动状态，密封条10始终压紧在侧壁2上，实现侧壁2与调节板4的密封；其中，所述隔热套6用于阻断弹簧7与调节板4之间的热传导，保护弹簧7的温度处于许用温度范围内。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种采用弹簧动力密封的二元可调喷管，包括：固定段(1)、侧壁(2)、下板(3)及调节板(4)，所述固定段(1)为二元可调喷管的进气口；

两个侧壁(2)分别与固定段(1)的两个相对侧边固定连接；

所述下板(3)固定在两个侧壁(2)的底部，并与固定段(1)的底边固定对接；

其特征在于，还包括弹性组件和密封条(10)；

所述调节板(4)的主体为矩形平板，矩形平板的两相对侧边上分别加工有用于安装密封条(10)的通槽；矩形平板的上表面加工有两个平行的条状凸台，且条状凸台与所述通槽平行，且两个条状凸台距离其所在侧侧边的距离相同，且条状凸台上加工有两个以上用于安装弹性组件的安装孔；调节板(4)未设有通槽的一个侧边销接在固定段(1)的顶边，调节板(4)可绕销接处的销轴转动，所述下板(3)、两个侧壁(2)及调节板(4)组成二元可调喷管；

所述密封条(10)为截面为L型的长条状结构，两个密封条(10)的水平部分分别对应安装在调节板(4)的通槽内，其竖直部分分别通过弹性组件与调节板(4)上的条状凸台连接；所述弹性组件用于推动密封条(10)的竖直部分压紧在对应的侧壁(2)上。

2.如权利要求(1)所述的一种采用弹簧动力密封的二元可调喷管，其特征在于，所述弹性组件包括：导轨(5)、隔热套(6)、弹簧(7)、隔热垫片(8)及压块(9)；

所述隔热套(6)的轴向截面为T形；

所述隔热套(6)套装在导轨(5)的外部，压块(9)安装在隔热套(6)的T形的竖直部分末端，弹簧(7)套装在隔热套(6)的竖直部分外部，其一端与隔热套(6)的水平部分相抵触，另一端通过隔热垫片(8)抵触在压块(9)上；

在调节板(4)的条状凸台的每个安装孔内通过导轨(5)安装一个弹性组件，使弹簧(7)处于压缩状态，弹性组件的压块(9)在弹簧(7)的作用下压紧在密封条(10)的竖直部分上，进而使密封条(10)压紧在侧壁(2)上。

3.如权利要求2所述的一种采用弹簧动力密封的二元可调喷管，其特征在于，所述弹簧(7)的材料采用耐高温合金。

4.如权利要求2所述的一种采用弹簧动力密封的二元可调喷管，其特征在于，所述隔热垫片(8)为环形垫片。

5.如权利要求2所述的一种采用弹簧动力密封的二元可调喷管，其特征在于，所述导轨(5)为圆柱杆。

6.如权利要求1所述的一种采用弹簧动力密封的二元可调喷管，其特征在于，所述固定段(1)的顶边设有与调节板(3)连接的连接耳；

所述调节板(4)的侧边设有安装耳，调节板(4)通过该安装耳与固定段(1)的连接耳销接。

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