CN113464282A - 一种预防涡轮间机匣处滑油结焦及泄漏爆燃的结构 - Google Patents

一种预防涡轮间机匣处滑油结焦及泄漏爆燃的结构 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种预防涡轮间机匣处滑油结焦及泄漏爆燃的结构，包括：高压涡轮和低压涡轮，两者之间流通有主流道燃气；在高压涡轮和低压涡轮之间设置有涡轮间外机匣和涡轮间内机匣，在两者之间有设置有整流叶片，整流叶片内流通有主流道封严气；穿过主流道内整流叶片而与涡轮间外机匣和涡轮间内机匣相连接的隔离式组合管接头，隔离式组合管接头具有用于流通滑油的内侧供油管和用于流通轴承腔封严气的外侧封严引气管，外侧封严引气管位于内侧供油管外层，从而使外侧封严引气管内流通的轴承腔封严气将整流叶片内的主流道封严气与内侧供油管内的滑油形成隔热状态；以及与内侧供油管连接的轴承腔供油管接头和与外侧封严引气管连接的出口分流接头。

Description

一种预防涡轮间机匣处滑油结焦及泄漏爆燃的结构
技术领域
本申请属于航空发动机技术领域，特别涉及一种预防涡轮间机匣处滑油结焦及泄漏爆燃的结构。
背景技术
在航空发动机工作过程中，高、低压转子均需要采用轴承与静子机匣互相传递载荷，而多数轴承在工作中均需要滑油进行润滑，而滑油却在遭遇高温环境时容易结焦，且泄漏的滑油直接接触高温燃气时，滑油会有爆燃的风险，严重结焦以及爆燃均会对航空发动机的安全运行造成威胁。
与此同时，多数航空发动机会在高、低压涡轮之间布置涡轮间机匣，为了抑制涡轮间机匣的传力支板的热变形不协调问题，一般会在传力支板外面布置整流导叶以隔离主流道的热燃气，同时引一路气体以冷却整流导叶，由于该路气体需要同时兼顾密封主流道，因此其压力和温度仍然较高。
而为了克服轴承润滑问题，现有技术中通常是从涡轮间机匣的外机匣向内机匣直接插入一根供油管，供油管布置在整流导叶内的这股高温气体环境中，易发生滑油结焦导致的密封密封圈失效、滑油泄漏及爆燃等问题。
发明内容
本申请的目的是提供了一种预防涡轮间机匣处滑油结焦及泄漏爆燃的结构，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。
本申请的技术方案是：一种预防涡轮间机匣处滑油结焦及泄漏爆燃的结构，包括：
高压涡轮和低压涡轮，所述高压涡轮和低压涡轮之间流通有主流道燃气；
在高压涡轮和低压涡轮之间设置有涡轮间外机匣和涡轮间内机匣，在所述涡轮间外机匣和涡轮间内机匣之间有设置有整流叶片，所述整流叶片内流通有压力高于主流道燃气而温度低于主流道燃气的主流道封严气；
穿过主流道内整流叶片而与所述涡轮间外机匣和涡轮间内机匣相连接的隔离式组合管接头，所述隔离式组合管接头具有用于流通滑油的内侧供油管和用于流通轴承腔封严气的外侧封严引气管，所述外侧封严引气管位于内侧供油管外层，从而使外侧封严引气管内流通的轴承腔封严气将整流叶片内的主流道封严气与内侧供油管内的滑油形成隔热状态；以及
与所述内侧供油管连接的轴承腔供油管接头和与所述外侧封严引气管连接的出口分流接头。
进一步的，所述内侧滑油管和外侧封严引气管通过焊接形成整体式结构。
进一步的，所述隔离式组合管接头通过外机匣螺钉而固定在所述涡轮间外机匣上。
进一步的，所述外侧封严引气管与涡轮间内机匣连接的一端外表面具有引气管球形面，所述引气管球形面插入所述涡轮间内机匣内设置的接口内并通过弹性密封环与涡轮间内机匣形成非固定密封。
进一步的，所述出口分流接头与涡轮间内机匣连接的一端外表面具有接头球形面，通过所述接头球形面插入所述涡轮间内机匣上设置的接口内并通过弹性密封环与涡轮间内机匣形成非固定密封。
进一步的，所述内侧滑油管与所述轴承腔供油接头之间设有密封圈。
进一步的，所述密封圈至少两道。
进一步的，所述密封圈采用橡胶材质制成。
进一步的，所述内侧供油管的进油端和外侧封严气管的进气端具有平行于主流道燃气的传输管接头，通过传输管接头，所述内侧供油管的进油端和外侧封严气管的进气端分别与滑油外部管路和封严气外部管路连接。
进一步的，所述内侧供油管的出油端连接的轴承腔供油管接头平行于主流道燃气，且轴承腔供油管接头的出口方向与所述传输管接头的进口方向一致。
本申请所提供的结构能够杜绝在滑油流经涡轮间机匣段时，滑油过热结焦问题以及因滑油泄漏导致的爆燃事故。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请的涡轮间机匣处预防滑油结焦及泄漏爆燃风险的结构示意图。
图2为本申请的隔离式组合管接头示意图。
图3为本申请的结构中滑油与轴承腔封严气分流结构示意图。
附图标记：
1-高压涡轮；
2-低压涡轮；
3-整流导叶；
4-涡轮间外机匣；
41-外机匣螺钉；
5-涡轮间内机匣；
6-隔离式组合管接头
61-内侧供油管；
62-外侧封严引气管；
63-引气管球形面；
64-弹性密封环；
65-密封圈；
7-轴承腔供油管接头；
8-出口分流接头；
81-接头球形面
91-滑油外部管路；
92-封严气外部管路；
Q1-主流道封严气；
Q2-轴承腔封严气；
Q3-滑油；
Q4-主流道燃气。
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。
如图1至图3所示，本申请所提供的预防涡轮间机匣处滑油结焦及泄露爆燃的结构主要是通过使用双层结构的隔离式组合管接头6来实现的具体的，该结构主要包括：
高压涡轮1和低压涡轮2，在高压涡轮1和低压涡轮2之间流通着超高温的主流道燃气Q4；
在高压涡轮1和低压涡轮2之间的位置设置涡轮间机匣，即涡轮间外机匣4和涡轮间内机匣5，整流导叶3布置在涡轮间外机匣4和涡轮间内机匣5之间，且在整流导叶3的内部流通有压力高于主流道燃气Q4而温度低于主流道燃气Q4的主流道封严气Q1，主流道封严气Q1用于实现对整流导叶的冷却；
隔离式组合管接头6穿过高压涡轮1和低压涡轮2之间的整流导叶3内部，从而不与主流道燃气Q4进行接触，隔离式组合管接头6的外部环境为主流道封严气Q1；其中，隔离式组合管接头6具有用于流通滑油Q3的内侧供油管61和用于流通轴承腔封严气Q2的外侧封严引气管62，外侧封严引气管62位于内侧供油管61外层，从而使外侧封严引气管62内流通的轴承腔封严气Q2将内侧供油管61进行包裹，从而实现将整流叶片3内的主流道封严气Q1与内侧供油管61内的滑油Q3形成隔热状态；
轴承腔供油管接头7与内侧供油管61连接，出口分流接头8与外侧封严引气管62连接，从而将轴承腔封严气Q2和滑油Q3分开传输至不同部位，且实现滑油Q3传输中及滑油泄漏时不会接触整流导叶3的冷却用主流道封严气Q1，提高安全性。
如图2所示，在本申请的优选实施例中，隔离式组合管接头6为独立的整体式零件，例如，内侧供油管61和外侧封严引气管62可以通过焊接的方式形成一个整体。
结合图3所示，本申请的隔离式组合管接头6的外侧具有轴向延伸的两个凸耳，通过外机匣螺钉41穿过凸耳而将隔离式管接头6固定在涡轮间外机匣4上，隔离式组合管接头6的外侧封严引气管62穿过整流导叶3并插接在涡轮间内机匣5上设置的插口内，且在涡轮间内机匣5插口内布置有弹性密封环64，从而隔离式组合管接头6在轴承间机匣内形成了一端固定、一端活动的结构，在防止轴承腔封严气Q2泄露的同时，防止振动损坏。
同样的，在出口分流接头8也插入到涡轮间内机匣5相应侧的插口内，其与涡轮间内机匣5之间也布置有弹性密封环64。
在本申请优选实施例中，外侧封严引气管62和出口分流接头8与涡轮间内机匣5连接的一侧分别设有引气管球形面63和接头球形面81，当外侧封严引气管62和出口分流接头8分别插接在涡轮间内机匣5上时，可以防止因热变形不协调而导致的结构破环等问题。
继续参见图3，隔离式组合管接头6的内侧供油管61插接在轴承腔供油管接头上，两者之间布置有密封圈65以防止内测供油管61内流通的滑油Q3泄漏，最终实现滑油Q3由轴承腔供油管接头7引出，且全程未接触高温气体(包括主流道燃气Q4和主流道封严气Q1)，避免了滑油结焦及滑油泄漏导致的爆燃事故。在本申请优选实施例中，该密封圈65可以设置有两道或多道。在本申请一些实施例中，密封圈65可以为橡胶材质的密封圈。
在本申请中，内侧供油管61的进油端和外侧封严气管62的进气端具有平行于主流道燃气Q4的传输管接头，通过传输管接头，内侧供油管61的进油端和外侧封严气管62的进气端分别与滑油外部管路91和封严气外部管路92连接。在本申请进一步实施例中，内侧供油管61的出油端连接的轴承腔供油管接头7平行于主流道燃气Q4，且轴承腔供油管接头7的出口方向与传输管接头的进口方向一致。
在本申请提供的预防涡轮间机匣处滑油结焦及泄露爆燃的结构中，滑油供油管61在穿越涡轮间机匣的整流导叶3时，始终包裹在较低温度的轴承腔封严气Q2环境中，即使滑油供油管61在管接头松动且滑油泄漏出来后，滑油仍可以随着较低温度的轴承腔封严气Q2吹向低温腔室，随后或进入轴承腔或通过漏油装置排除，杜绝泄漏的滑油接触高温气体。
在滑油Q3不可直接触到整流导叶冷却及主流道封严气Q1的局面下，本申请通过将封严气外部管路92输送过来的轴承腔封严气Q2连通至隔离式组合管接头的外侧封严引气管62，通过滑油外部管路91将滑油Q3连通至隔离式组合管接头的内侧供油管61，滑油Q3流通在内侧供油管61中，内侧供油管61与外侧封严引气管62之间则为温度较低的轴承腔封严气Q2，从而保障滑油Q3在穿越涡轮间机匣整流导叶3时不会接触到主流道封严气Q1，正常工作不会产生滑油结焦的问题，滑油Q3泄漏时不会因接触整流导叶冷却及主流道封严气Q1而产生爆燃。
本申请的结构与现有技术方案相比，能够杜绝在滑油流经涡轮间机匣段时，滑油过热结焦问题以及因滑油泄漏导致的爆燃事故。本申请的结构简洁高效，在实现滑油流通及整流叶片冷却两个功能集成的同时，极大的减少了对涡轮间机匣功能通道的需求，有利于改善涡轮间机匣传力支板和整流导叶的布局，对降低涡轮间机匣重量、提高涡轮间机匣主流道段总压恢复系数、降低空气系统容积以提升其密封可靠性等具有有益改善。
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 (10)

1.一种预防涡轮间机匣处滑油结焦及泄漏爆燃的结构，其特征在于，包括：
高压涡轮(1)和低压涡轮(2)，所述高压涡轮(1)和低压涡轮(2)之间流通有主流道燃气(Q4)；
在高压涡轮(1)和低压涡轮(2)之间设置有涡轮间外机匣(4)和涡轮间内机匣(5)，在所述涡轮间外机匣(4)和涡轮间内机匣(5)之间有设置有整流叶片(3)，所述整流叶片(3)内流通有压力高于主流道燃气(Q4)而温度低于主流道燃气(Q4)的主流道封严气(Q1)；
穿过主流道内整流叶片(3)而与所述涡轮间外机匣(4)和涡轮间内机匣(5)相连接的隔离式组合管接头(6)，所述隔离式组合管接头(6)具有用于流通滑油(Q3)的内侧供油管(61)和用于流通轴承腔封严气(Q2)的外侧封严引气管(62)，所述外侧封严引气管(62)位于内侧供油管(61)外层，从而使外侧封严引气管(62)内流通的轴承腔封严气(Q2)将整流叶片(3)内的主流道封严气(Q1)与内侧供油管(61)内的滑油(Q3)形成隔热状态；以及
与所述内侧供油管(61)连接的轴承腔供油管接头(7)和与所述外侧封严引气管(62)连接的出口分流接头(8)。
2.如权利要求1所述的预防涡轮间机匣处滑油结焦及泄漏爆燃的结构，其特征在于，所述内侧滑油管(61)和外侧封严引气管(62)通过焊接形成整体式结构。
3.如权利要求1或2所述的预防涡轮间机匣处滑油结焦及泄漏爆燃的结构，其特征在于，所述隔离式组合管接头(6)通过外机匣螺钉(41)而固定在所述涡轮间外机匣(4)上。
4.如权利要求3所述的预防涡轮间机匣处滑油结焦及泄漏爆燃的结构，其特征在于，所述外侧封严引气管(62)与涡轮间内机匣(5)连接的一端外表面具有引气管球形面(63)，所述引气管球形面(63)插入所述涡轮间内机匣(5)内设置的接口内并通过弹性密封环(64)与涡轮间内机匣(5)形成非固定密封。
5.如权利要求3所述的预防涡轮间机匣处滑油结焦及泄漏爆燃的结构，其特征在于，所述出口分流接头(8)与涡轮间内机匣(5)连接的一端外表面具有接头球形面(81)，通过所述接头球形面(63)插入所述涡轮间内机匣(5)上设置的接口内并通过弹性密封环(64)与涡轮间内机匣(5)形成非固定密封。
6.如权利要求3所述的预防涡轮间机匣处滑油结焦及泄漏爆燃的结构，其特征在于，所述内侧滑油管(61)与所述轴承腔供油接头(7)之间设有密封圈(65)。
7.如权利要求6所述的预防涡轮间机匣处滑油结焦及泄漏爆燃的结构，其特征在于，所述密封圈(65)至少两道。
8.如权利要求6或7所述的预防涡轮间机匣处滑油结焦及泄漏爆燃的结构，其特征在于，所述密封圈(65)采用橡胶材质制成。
9.如权利要求1所述的预防涡轮间机匣处滑油结焦及泄漏爆燃的结构，其特征在于，所述内侧供油管(61)的进油端和外侧封严气管(62)的进气端具有平行于主流道燃气(Q4)的传输管接头，通过传输管接头，所述内侧供油管(61)的进油端和外侧封严气管(62)的进气端分别与滑油外部管路(91)和封严气外部管路(92)连接。
10.如权利要求9所述的预防涡轮间机匣处滑油结焦及泄漏爆燃的结构，其特征在于，所述内侧供油管(61)的出油端连接的轴承腔供油管接头(7)平行于主流道燃气(Q4)，且轴承腔供油管接头(7)的出口方向与所述传输管接头的进口方向一致。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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CB03 Change of inventor or designer information
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Inventor after: Li Yongfan

Inventor after: Huai Shiwei

Inventor after: Jin Hai

Inventor after: Zhou Jianchao

Inventor after: Zhou Weipeng

Inventor before: Huai Shiwei

Inventor before: Jin Hai

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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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