CN112228168B - 一种静子叶片内腔冷却用集气引流结构 - Google Patents

一种静子叶片内腔冷却用集气引流结构 Download PDF

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Abstract

本申请属于航空发动机静子叶片领域，特别涉及一种静子叶片内腔冷却用集气引流结构。包括：机匣、引气管、后挡环、集气环以及静子叶片，机匣筒体上开设有安装孔，机匣的前安装边上安装有前挂钩；引气管安装在机匣的安装孔上；后挡环安装在后安装边上；集气环套设在机匣的内侧，集气环的前端通过第一密封环与前挂钩连接，后端通过第二密封环与后挡环连接，集气环上开设有第一引气口；静子叶片套设在集气环的内侧，静子叶片的上缘板的前端与前挂钩连接，后端与后挡环连接，静子叶片的上缘板上开设有第二引气口，第二引气口与第一引气口通过冷气接嘴连通；其中，在机匣与静子叶片的上缘板之间形成集气腔。本申请结构密闭性、结构协调性好。

Description

一种静子叶片内腔冷却用集气引流结构
技术领域
本申请属于航空发动机静子叶片领域，特别涉及一种静子叶片内腔冷却用集气引流结构。
背景技术
航空发动机的涡轮静子叶片，处在高温燃气中，为保证其安全工作，需要对进行冷却，为保证其冷却可靠，需要保证供气的稳定，一般采用叶片缘板与机匣之间形成集气腔。
目前现有的导向叶片集气结构主要有两种，一种是直接利用叶片缘板和机匣之间形成腔室，集气后对静子叶片供气，由于叶片采用周向分段设计，在周向分段处虽然设有封严片，但仍然存在封严不好，存在漏气的问题，同时叶片缘板温度较高，离机匣比较近，机匣易受到叶片缘板的辐射热影响，温度较高，同时热量的损失，也不利于发动机的性能。另一种是利用双层机匣，这种虽然能够很好解决漏气问题，但其结构空间占用较大，成本较高，同时内外层机匣温差较大，内外机匣存在大的热应力和变形不协调的问题。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本申请的目的是提供了一种静子叶片内腔冷却用集气引流结构，以解决现有技术存在的至少一个问题。
本申请的技术方案是：
一种静子叶片内腔冷却用集气引流结构，包括：
机匣，所述机匣筒体上开设有安装孔，所述机匣上设置有前安装边以及后安装边，所述前安装边上安装有前挂钩；
引气管，所述引气管安装在所述机匣的安装孔上；
后挡环，所述后挡环安装在所述后安装边上；
集气环，所述集气环套设在所述机匣的内侧，所述集气环的前端通过第一密封环与所述前挂钩连接，后端通过第二密封环与所述后挡环连接，所述集气环上开设有第一引气口；
静子叶片，所述静子叶片套设在所述集气环的内侧，所述静子叶片的上缘板的前端与所述前挂钩连接，后端与所述后挡环连接，所述静子叶片的上缘板上开设有第二引气口，所述第二引气口与所述第一引气口通过冷气接嘴连通；
其中，在所述机匣与所述静子叶片的上缘板之间形成由所述机匣、所述前挂钩、所述后挡环以及所述集气环形成的集气腔。
可选地，所述前挂钩上开设有引气孔。
可选地，所述引气管焊接在所述机匣的安装孔上。
可选地，所述机匣的安装孔上设置有安装座，所述引气管通过螺钉压紧安装在所述安装座上。
可选地，所述后挡环通过螺栓安装在所述后安装边上。
可选地，所述第一密封环以及所述第二密封环均为W型金属密封环。
可选地，所述第一引气口沿所述集气环的周向开设n个，n等于所述静子叶片的数量。
可选地，所述冷气接嘴为双球面冷气接嘴，包括第一球面部、第二球面部以及连接所述第一球面部与所述第二球面部的连接部，所述第一球面部与所述第一引气口连接，所述第二球面部与所述第二引气口连接。
可选地，所述第一引气口上设置有凸台，所述凸台上设置有卡圈，用于防止所述第一球面受到振动串出。
发明至少存在以下有益技术效果：
本申请的静子叶片内腔冷却用集气引流结构，利用在机匣和静子叶片上缘板之间设置的环形件，形成密闭环形集气腔，将机匣外引入的冷气收集，再通过接嘴实现对每个叶片的冷却供气，本申请结构密闭性、结构协调性好。
附图说明
图1是本申请一个实施方式的静子叶片内腔冷却用集气引流结构整体示意图；
图2是本申请一个实施方式的静子叶片内腔冷却用集气引流结构的机匣示意图；
图3是本申请一个实施方式的静子叶片内腔冷却用集气引流结构的引气管安装示意图；
图4是本申请一个实施方式的静子叶片内腔冷却用集气引流结构的冷气接嘴安装示意图；
图5是本申请一个实施方式的静子叶片内腔冷却用集气引流结构的冷气接嘴示意图；
图6是本申请一个实施方式的静子叶片内腔冷却用集气引流结构的凸台示意图。
其中：
1-机匣；11-前安装边；12-后安装边；13-前挂钩；14-引气孔；2-引气管；3-后挡环；4-集气环；41-第一密封环；42-第二密封环；5-静子叶片；6-冷气接嘴；61-第一球面部；62-第二球面部；63-连接部；7-凸台；8-卡圈。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
下面结合附图1至图6对本申请做进一步详细说明。
本申请提供了一种静子叶片内腔冷却用集气引流结构，包括：机匣1、引气管2、后挡环3、集气环4以及静子叶片5。
为满足静子叶片引气、集气的需求，同时使结构能够适应内外温差较大的环境差异，本申请的静子叶片内腔冷却用集气引流结构，如图1所示，在机匣1筒体上开设有安装孔，机匣1上设置有前安装边11以及后安装边12，前安装边11上安装有前挂钩13；引气管2安装在机匣1筒体的安装孔上，用于实现外部管路引气，该引气管2可以在机匣1筒体上设置一个或多个；后挡环3安装在后安装边12上；集气环4套设在机匣1的内侧，集气环4的前端通过第一密封环41与前挂钩13连接，后端通过第二密封环42与后挡环3连接，集气环4上开设有第一引气口；静子叶片5套设在集气环4的内侧，静子叶片5的上缘板的前端与前挂钩13连接，后端与后挡环3连接，静子叶片5的上缘板上开设有第二引气口，第二引气口与第一引气口通过冷气接嘴6连通。
本申请的静子叶片内腔冷却用集气引流结构中，机匣1通过前挂钩13与集气环4以及静子叶片5的上缘板连接，通过后挡环3与集气环4以及静子叶片5的上缘板连接，从而在机匣1与静子叶片5的上缘板之间形成由机匣1、前挂钩13、后挡环3以及集气环4形成的集气腔，冷却气体从引气管2引入到静子叶片5上方的集气腔进行收集，然后再经过冷气接嘴6进入静子叶片5内腔实现对静子叶片5的冷却。
在本申请的一个实施方式中，前挂钩13上开设有引气孔14，能够用于前腔引气，实现通过外部管路和前腔共同引气。
在本申请的一个实施方式中，如图2至图3所示，机匣1上开设有安装孔，引气管2可以通过焊接直接安装在机匣1的安装孔上。在本申请的另一个实施方式中，可以在机匣1的安装孔上设置有安装座，引气管2通过螺钉压紧安装在安装座上。
在本申请的一个实施方式中，机匣1的后安装边12沿周向均匀开设有多个安装孔，后挡环3通过螺栓安装在后安装边12上。
有利的是，本实施例中，机匣1和静子叶片5上缘板之间形成的冷却供气的集气腔，为避免气体泄漏，同时考虑集气环4与机匣1工作环境不同，造成其轴向变形的不协调，在集气环4的前端和后端设置的第一密封环41以及第二密封环42分别采用W型金属密封圈，其具有一定的吸收轴向变形的能力，可有效解决密封和变形协调。
本申请的静子叶片内腔冷却用集气引流结构，在集气环4的周向与静子叶片5的第二引气口对应位置设置n个第一引气口，n根据静子叶片5的数量确定。
在本申请的一个实施方式中，如图4至图6所示，为使集气腔中气体准确进入冷却静子叶片5，冷气接嘴6设置为双球面冷气接嘴，包括第一球面部61、第二球面部62以及连接第一球面部61与第二球面部62的连接部63，第一球面部61与第一引气口连接，第二球面部62与第二引气口连接。本实施例中，第一引气口上设置有凸台7，凸台7与双球面冷气接嘴相连，为避免双球面冷却接嘴受到振动串出凸台孔，在凸台端面设有卡圈8，这样既可以给静子叶片5精准供气，又可以保证工作状态下匹配集气环4与静子叶片5上缘板之间的微小相对移动。
本申请的静子叶片内腔冷却用集气引流结构，利用W型金属密封圈密封的集气环4结构，实现静子叶片的稳定供气，由于W型金属密封圈能够吸收一定的轴向变形，能够解决集气环4和机匣1之间的变形不协调问题；利用集气环4上设置的凸台7以及双球面冷气接嘴，实现对静子叶片5的精准供气。本申请的静子叶片内腔冷却用集气引流结构，利用在机匣和静子叶片上缘板之间设置的环形件，形成密闭环形集气腔，将机匣外引入的冷气收集，再通过接嘴实现对每个叶片的冷却供气，本申请结构密闭性、结构协调性好。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种静子叶片内腔冷却用集气引流结构，其特征在于，包括：
机匣(1)，所述机匣(1)筒体上开设有安装孔，所述机匣(1)上设置有前安装边(11)以及后安装边(12)，所述前安装边(11)上安装有前挂钩(13)；
引气管(2)，所述引气管(2)安装在所述机匣(1)的安装孔上；
后挡环(3)，所述后挡环(3)安装在所述后安装边(12)上；
集气环(4)，所述集气环(4)套设在所述机匣(1)的内侧，所述集气环(4)的前端通过第一密封环(41)与所述前挂钩(13)连接，后端通过第二密封环(42)与所述后挡环(3)连接，所述集气环(4)上开设有第一引气口；
所述第一密封环(41)以及所述第二密封环(42)均为W型金属密封环；
静子叶片(5)，所述静子叶片(5)套设在所述集气环(4)的内侧，所述静子叶片(5)的上缘板的前端与所述前挂钩(13)连接，后端与所述后挡环(3)连接，所述静子叶片(5)的上缘板上开设有第二引气口，所述第二引气口与所述第一引气口通过冷气接嘴(6)连通；
其中，在所述机匣(1)与所述静子叶片(5)的上缘板之间形成由所述机匣(1)、所述前挂钩(13)、所述后挡环(3)以及所述集气环(4)形成的集气腔。
2.根据权利要求1所述的静子叶片内腔冷却用集气引流结构，其特征在于，所述前挂钩(13)上开设有引气孔(14)。
3.根据权利要求1所述的静子叶片内腔冷却用集气引流结构，其特征在于，所述引气管(2)焊接在所述机匣(1)的安装孔上。
4.根据权利要求1所述的静子叶片内腔冷却用集气引流结构，其特征在于，所述机匣(1)的安装孔上设置有安装座，所述引气管(2)通过螺钉压紧安装在所述安装座上。
5.根据权利要求1所述的静子叶片内腔冷却用集气引流结构，其特征在于，所述后挡环(3)通过螺栓安装在所述后安装边(12)上。
6.根据权利要求1所述的静子叶片内腔冷却用集气引流结构，其特征在于，所述第一引气口沿所述集气环(4)的周向开设n个，n等于所述静子叶片(5)的数量。
7.根据权利要求6所述的静子叶片内腔冷却用集气引流结构，其特征在于，所述冷气接嘴(6)为双球面冷气接嘴，包括第一球面部(61)、第二球面部(62)以及连接所述第一球面部(61)与所述第二球面部(62)的连接部(63)，所述第一球面部(61)与所述第一引气口连接，所述第二球面部(62)与所述第二引气口连接。
8.根据权利要求7所述的静子叶片内腔冷却用集气引流结构，其特征在于，所述第一引气口上设置有凸台(7)，所述凸台(7)上设置有卡圈(8)，用于防止所述第一球面受到振动串出。
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