CN111750380B - 一种火焰筒出口连接装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种火焰筒出口连接装置，包括密封环和密封片以及定位组件，其中密封环包括前挡板、后挡板及前挡板和后挡板之间的密封槽；密封片包括连接部和弯折部；密封片通过定位组件可拆装地连接于密封环，连接部的高度大于前挡板的高度，且弯折部的宽度大于前挡板的厚度，以使弯折部伸出密封环并搭接于火焰筒出口的密封面。密封片通过定位组件可拆装地连接于密封环；其中定位组件与密封片的连接处具有配合间隙，以使密封片在密封环的轴向上具有可调节的自由度。该火焰筒出口连接装置利用气密封的方式控制漏气量，结构简单、拆装方便且具有良好的可靠性。

Description

一种火焰筒出口连接装置
技术领域
本公开涉及航空发动机领域，具体涉及一种火焰筒出口连接装置。
背景技术
常规的中小型航空发动机燃烧室火焰筒出口连接结构大多采用搭接的形式，这种出口连接结构通过控制配合间隙来控制火焰筒二股通道的漏气量。这种搭接结构对配合间隙要求高，相应的加工精度和加工成本也高。对于大直径火焰筒而言，要保证中小发燃烧室火焰筒出口配合间隙，加工成本需成倍增加，并且加工精度也难以保证。
因此需要设计一种结构简单，拆装方便、可靠性高、经济性好的火焰筒出口连接结构，用于解决常规搭接形式与大直径火焰筒出口连接结构要求之间的矛盾。
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，提供一种利用气密封的方式控制漏气量的火焰筒出口连接装置。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
本公开的一个方面提供一种火焰筒出口连接装置，包括：密封环和密封片以及定位组件，其中密封环包括前挡板、后挡板及前挡板和后挡板之间的密封槽；密封片包括连接部和弯折部，连接部的一端垂直连接于弯折部，另一端设置于靠近前挡板一侧的密封槽内，密封片的厚度小于密封槽的槽宽，使密封片与后挡板之间具有间隙；密封片通过定位组件可拆装地连接于密封环，连接部的高度大于前挡板的高度，且弯折部的宽度大于前挡板的厚度，以使弯折部伸出密封环并搭接于火焰筒出口的密封面；定位组件与所述密封片的连接处具有配合间隙，以使所述密封片在所述密封环的轴向上具有可调节的自由度。
根据本公开的一个实施方式，密封片包括：多个第一密封片和多个第二密封片，其中每个第一密封片具有第一连接部和第一弯折部，第一连接部的一端垂直连接于第一弯折部，另一端设置于靠近前挡板一侧的密封槽内，且多个第一密封片中任意相邻的两个之间具有第一间隔；每个第二密封片具有第二连接部和第二弯折部，第二连接部的一端垂直连接于第二弯折部，另一端设置于密封槽内，多个第二密封片中任意相邻的两个之间具有第二间隔，且第二密封片相对于第一密封片靠近后挡板一侧；其中第二弯折部扣设于第一弯折部上，且多个第二密封片交错叠合于多个第一密封片，以使第一间隔至少被第二连接部覆盖，第二间隔至少被第一连接部覆盖，形成密封片。
根据本公开的一个实施方式，第一间隔为6mm～6.5mm，第二间隔为6mm～6.5mm。
根据本公开的一个实施方式，第一密封片的厚度为0.2mm～0.6mm，第二密封片的厚度为0.2mm～0.6mm。
根据本公开的一个实施方式，第一密封片与第二密封片的数量相同。
根据本公开的一个实施方式，第一密封片的数量为20～30个；第二密封片的数量为20～30个。
根据本公开的一个实施方式，第一密封片和第二密封片均开设有定位孔，定位组件包括：
定位销，定位销穿设于定位孔，所述定位孔与所述定位销之间具有所述配合间隙；
固定件，固定件设于后挡板上与定位销相对的位置，以与定位销配合连接，限制第一密封片和第二密封片沿密封环的周向移动。
根据本公开的一个实施方式，定位销的直径为2.2mm～2.5mm。
根据本公开的一个实施方式，配合间隙为0.1mm～0.2mm。
根据本公开的一个实施方式，定位销的数量为第一密封片或第二密封片数量的两倍。
由上述技术方案可知，本公开提出的火焰筒出口连接装置的优点和积极效果在于：
本公开提出的火焰筒出口连接装置，通过采用气密封的方式控制漏气量，避免了现有技术只能通过增加搭接结构的加工精度和成本来控制漏气量，该火焰筒出口连接的结构简单，拆装方便，在节约了制造成本的同时，也具有良好的可靠性和维修性。
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示例性的示出了一种传统火焰筒出口连接结构的示意图；
图2是根据本公开一示例性实施方式示出的一种火焰筒出口连接装置的正面结构示意图；
图3是图2示出的火焰筒出口连接装置的背面结构示意图；
图4是根据本公开一示例性实施方式示出的火焰筒出口连接装置与火焰筒连接关系的剖面示意图；
图5是图4示出的火焰筒出口连接装置工作状态的示意图。
其中，附图标记说明如下：
100：火焰筒出口；
101：二股通道；
102：搭接结构；
A：配合间隙
200：密封环；
201：前挡板；
202：密封槽；
203：后挡板；
301：第一密封片；
3011：第一弯折部；
3012：第一连接部；
302：第二密封片；
3021：第二弯折部；
3022：第二连接部；
401：定位销；
402：固定件；
403：定位孔；
d1：第一间隔
d2：第二间隔
500：密封面
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。
图1示例性的示出了一种传统火焰筒出口连接结构的示意图。如图1所示，示出一火焰筒出口100，二股通道101以及一搭接结构102，该搭接结构102通过控制配合间隙A来控制火焰筒二股通道101的漏气量。这种传统的连接结构主要通过减小配合间隙A来控制漏气量。但由于火焰筒的工作环境恶劣，长期处于高温状态下，火焰筒出口搭接结构在设计时需要将零件的热态变形量考虑进去。如果配合间隙太小容易发生卡死，并且加工成本也高，配合间隙A太大，火焰筒出口漏气量增大，将会影响到燃烧室的性能。此外，由于采用整环连接结构，发生损坏时，需随整环零件更换，增加了维修的成本和时间。
为此，本公开提出了一种新的火焰筒出口连接装置。参阅图2和图3，其中图2代表性地示出了本公开一示例性实施方式的火焰筒出口连接装置的正面结构示意图；图3是图2示出的火焰筒出口连接装置的背面结构示意图；本公开提出的火焰筒出口连接装置是以应用于燃气涡轮发动机的燃烧室为例进行说明的。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发动机中，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火焰筒出口连接装置的原理的范围内。
如图2和图3所示，在本实施方式中，本公开提出的火焰筒出口连接装置主要包括密封环、密封片和定位组件。配合参阅图4至图5所示，图4是根据本公开一示例性实施方式示出的火焰筒出口连接装置与火焰筒连接关系的剖面示意图；图5是图4示出的火焰筒出口连接装置工作状态的示意图。下面将结合上述附图，对本公开提出的火焰筒出口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。
结合图2和图3所示，在本实施方式中，该火焰筒出口连接装置包括密封环200、密封片和定位组件。其中密封环200包括前挡板201、后挡板203及前挡板201和后挡板203之间的密封槽202。
密封片包括连接部和弯折部。具体地，密封片可以包括多个第一密封片301和多个第二密封片302，其中每个第一密封片301具有第一弯折部3011和第一连接部3012，第一连接部3012的一端垂直连接于第一弯折部3011，另一端设置于靠近前挡板201一侧的密封槽202内，且多个第一密封片301中任意相邻的两个之间具有第一间隔d1；每个第二密封片302具有第二弯折部3021和第二连接部3022，第二连接部3022的一端垂直连接于第二弯折部3021，另一端设置于密封槽202内，多个第二密封片302中任意相邻的两个之间具有第二间隔d2，且第二密封片302相对于第一密封片301靠近后挡板一侧；其中第二弯折部3021扣设于第一弯折部3011上，且多个第二密封片302交错叠合于多个第一密封片301，以使第一间隔d1至少被第二连接部3022覆盖，第二间隔d2至少被第一连接部3012覆盖，形成前述的密封片。
考虑到燃烧室火焰筒工作时材料受到热膨胀的影响会变形，本公开在前述的多个第一密封片301的任意相邻的两个之间设有上述第一间隔d1，及在多个第二密封片302的任意相邻的两个之间设有上述第二间隔d2。优选地，前述的第一间隔d1为6mm～6.5mm，第二间隔d2为6mm～6.5mm。但不限于此。将第一密封片301和第二密封片302交错叠合则可以有效控制第一间隔d1和第二间隔d2的漏气量。
进一步地，第一密封片301和第二密封片302可通过定位组件可拆装地连接于密封环200，且第一连接部3012和第二连接部3022的高度均大于前挡板201的高度，且第一弯折部3011和第二弯折部3021的宽度大于前挡板201的厚度，以使第一弯折部3011和第二弯折部3021可伸出密封环302并搭接于火焰筒出口的密封面500(如图4所示)。
结合图2-图4所示，在本实施方式中，定位组件包括定位销401、定位孔403和固定件402，其中定位销401穿设于定位孔403中，定位孔403开设于第一密封片301和第二密封片302上；固定件402设于后挡板203上与定位销401相对的位置，以与定位销401配合连接，限制第一密封片301和第二密封片302沿密封环200的周向移动。其中定位销优选为棒状，直径为2.2mm～2.5mm，但不限于此。固定件优选为卡箍，但不限于此。
定位孔403与定位销401之间具有配合间隙(未图示)，通过该配合间隙以使第一密封片301和第二密封片302在密封环200的轴向具有可调节的自由度，即当受到外力时，由于密封槽202的宽度大于第一密封片301和第二密封片302的总厚度，使得第一密封片301和第二密封片302可沿轴向移动，且第一密封片301还可倾斜变形而紧贴密封面500(如图5所示)。优选地，定位孔403与定位销401之间的配合间隙为0.1mm～0.2mm，但不限于此。
需要说明的是，前述的定位销401的直径可以为2.2mm～2.5mm。第一密封片与第二密封片的数量优选为相同。第一密封片的厚度优选为0.2～0.6mm，第二密封片的厚度优选为0.2～0.6mm。在一些实施方式中，第一密封片的数量优选为20～30个，第二密封片的数量优选为20～30个。定位销的数量优选为第一密封片或第二密封片数量的两倍，也即一个第一密封片或一个第二密封片上优选固定两个定位销。定位销与固定件配合使用，因此固定件的数量也优选为第一密封片或第二密封片数量的两倍。但本公开的实施方式不限于上述。
本公开的火焰筒出口连接装置通过上述的设计，可采用气密封的方式控制火焰筒出口的漏气量。下面具体结合图4和图5说明本公开的火焰筒出口连接装置的工作方式。
如图4所示，火焰筒未工作时，第一密封片301与火焰筒出口的密封面500之间具有一定的间隙。如图5所示，当火焰筒工作时，燃烧室二股通道内的压力高于火焰筒出口压力，由于第一密封片和第二密封片较薄，在火焰筒内外压差的作用下，第一密封片301可倾斜变形而紧贴密封面500，第二密封片302紧贴第一密封片301。从而通过火焰筒内外压差的作用，起到密封火焰筒的作用。
本公开提供了一种新的火焰筒出口连接装置，该装置采用气密封-即利用二股通道与火焰筒出口的气体压力差的方式来控制漏气量，避免了传统的搭接结构只能通过增加加工精度和成本来控制漏气量。该火焰筒出口连接装置的结构简单、拆装方便，在节约了制造成本的同时，也具有良好的可靠性和维修性。
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 (9)

1.一种火焰筒出口连接装置，其特征在于，包括：
密封环，所述密封环包括前挡板、后挡板及所述前挡板和后挡板之间的密封槽；
密封片，所述密封片包括连接部和弯折部，所述连接部的一端垂直连接于所述弯折部，另一端设置于靠近所述前挡板一侧的所述密封槽内，所述密封片的厚度小于所述密封槽的槽宽，使所述密封片与所述后挡板之间具有间隙；
定位组件，所述密封片通过定位组件可拆装地连接于所述密封环；
其中，所述连接部的高度大于前挡板的高度，且所述弯折部的宽度大于前挡板的厚度，以使所述弯折部伸出密封环并搭接于火焰筒出口的密封面；所述定位组件与所述密封片的连接处具有配合间隙，以使所述密封片在所述密封环的轴向上具有可调节的自由度；
所述密封片包括：
多个第一密封片，每个所述第一密封片具有第一连接部和第一弯折部，所述第一连接部的一端垂直连接于所述第一弯折部，另一端设置于靠近所述前挡板一侧的密封槽内，且所述多个第一密封片中任意相邻的两个之间具有第一间隔；
多个第二密封片，每个所述第二密封片具有第二连接部和第二弯折部，所述第二连接部的一端垂直连接于所述第二弯折部，另一端设置于所述密封槽内，所述多个第二密封片中任意相邻的两个之间具有第二间隔，且所述第二密封片相对于所述第一密封片靠近所述后挡板一侧；
其中所述第二弯折部扣设于所述第一弯折部上，且所述多个第二密封片交错叠合于所述多个第一密封片，以使所述第一间隔至少被所述第二连接部覆盖，所述第二间隔至少被所述第一连接部覆盖，形成所述密封片。
2.根据权利要求1所述的火焰筒出口连接装置，其特征在于，所述第一间隔为6mm～6.5mm，所述第二间隔为6mm～6.5mm。
3.根据权利要求1所述的火焰筒出口连接装置，其特征在于，所述第一密封片的厚度为0.2mm～0.6mm，所述第二密封片的厚度为0.2mm～0.6mm。
4.根据权利要求1所述的火焰筒出口连接装置，其特征在于，所述第一密封片与所述第二密封片的数量相同。
5.根据权利要求1所述的火焰筒出口连接装置，其特征在于，所述第一密封片的数量为20～30个，所述第二密封片的数量为20～30个。
6.根据权利要求1所述的火焰筒出口连接装置，其特征在于，所述第一密封片和第二密封片均开设有定位孔，所述定位组件包括：
定位销，所述定位销穿设于所述定位孔，所述定位孔与所述定位销之间具有所述配合间隙；
固定件，所述固定件设于所述后挡板上与所述定位销相对的位置，以与所述定位销配合连接，限制所述第一密封片和所述第二密封片沿所述密封环的周向移动。
7.根据权利要求6所述的火焰筒出口连接装置，其特征在于，所述定位销的直径为2.2mm～2.5mm。
8.根据权利要求6所述的火焰筒出口连接装置，其特征在于，所述配合间隙为0.1mm～0.2mm。
9.根据权利要求6所述的火焰筒出口连接装置，其特征在于，所述定位销的数量为所述第一密封片或所述第二密封片数量的两倍。
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