CN114526266A - 可变导向叶片组件及其衬套环 - Google Patents

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Abstract

一种可变导向叶片(VGV)组件，具有：围绕中心轴线分布的叶片，所述叶片中的每一个具有在第一柄杆和第二柄杆之间延伸的翼型件，所述叶片能够围绕在所述第一柄杆和所述第二柄杆之间延伸的叶片轴线旋转；以及支撑叶片的第一柄杆的衬套环，所述衬套环限定容纳叶片的第一柄杆的周向分布的凹窝，衬套环具有围绕中心轴线周向延伸的第一环体、围绕中心轴线周向延伸并且可移除地固定到第一环体的第二环体，第二环体限定轴向突出以与第一环体的至少一部分轴向重叠并且在其间限定接触平面的至少一个凸片，以及径向延伸穿过接触平面以可移除地将第一环体和第二环体固定在一起的至少一个锁定构件。

Description

可变导向叶片组件及其衬套环
技术领域
本公开总体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及用于燃气涡轮发动机的压缩机区段的可变导向叶片组件。
背景技术
在燃气涡轮发动机的压缩机内，空气被引导通过周向成排的叶片和轮叶，其分级地加压空气。可变导向叶片(“VGV”或“VGVs”)有时用在压缩机内，且提供可旋转使得它们与进入流限定的攻角可改变的叶片。寻求对这种可变导向叶片组件的改进。
发明内容
在一个方面，提供了一种用于燃气涡轮发动机的可变导向叶片组件(VGV)，包括：围绕中心轴线周向地分布的可变导向叶片，所述可变导向叶片中的每一个具有翼型件，所述翼型件在所述翼型件的相应的第一径向端部和第二径向端部处的第一柄杆和第二柄杆之间延伸，所述可变导向叶片能够围绕在所述第一柄杆和所述第二柄杆之间延伸的相应的叶片轴线旋转；以及支撑可变导向叶片的第一柄杆的衬套环，衬套环限定容纳可变导向叶片的第一柄杆的周向分布的凹窝，衬套环具有围绕中心轴线周向延伸的第一环体、围绕中心轴线周向延伸并且可移除地固定到第一环体的第二环体，第二环体限定轴向突出以轴向重叠第一环体的至少一部分并且在其间限定接触平面的至少一个凸片，以及径向延伸穿过接触平面以可移除地将第一环体和第二环体固定在一起的至少一个锁定构件。
在一些实施例中，所述至少一个锁定构件从所述第二环体的所述至少一个凸片突出并且与限定在所述第一环体中的至少一个对应凹部配合，所述至少一个凹部在相对于所述中心轴线具有径向分量的方向上从限定所述接触平面的所述第一环体的表面延伸。
在一些实施例中，所述衬套环由复合材料制成。
在一些实施例中，凹窝的外围表面与柄杆直接接触。
在一些实施例中，所述至少一个凸片可相对于所述中心轴线在径向方向上弹性偏转，一旦所述至少一个锁定构件与所述第一环体的所述至少一个凹部对准，所述第一环体就以卡扣配合连接接合到所述第二环体，并且其中所述至少一个锁定构件接合到所述至少一个凹部中。
在一些实施例中，所述至少一个锁定构件包括从所述至少一个凸片的多个凸片的远端突出的隆起。
在一些实施例中，第一环体限定出围绕中心轴线周向分布并从第一环体的径向内表面朝向第一环体的径向外表面延伸的凸片容纳凹部，凸片容纳凹部被定尺寸成容纳多个凸片，使得多个凸片的径向内表面与第一环体的径向内表面径向对齐。
在一些实施例中，所述隆起和所述多个突片与所述第二环体是一体的。
在一些实施例中，所述至少一个锁定构件包括销，所述销固定在对准孔口内，所述对准孔口被限定为穿过所述第二环体的所述至少一个凸片并穿过所述第一环体。
在一些实施例中，所述至少一个凸片包括多个凸片，所述第一环体限定从所述第一环体的径向内表面朝向所述第一环体的径向外表面径向延伸的凸片容纳凹部，所述凸片容纳凹部被定尺寸成容纳所述多个凸片，使得所述凸片的径向内表面与所述第一环体的径向内表面径向对齐。
在一些实施例中，第一环体限定出与至少一个锁定构件周向对齐的至少一个孔，该至少一个孔被定尺寸成容纳用于使至少一个锁定构件脱离接合的工具。
在另一方面，提供了一种燃气涡轮发动机，包括：压缩机区段，具有围绕中心轴线延伸的第一壳体和第二壳体，在第一壳体和第二壳体之间的环形气体路径，该压缩机区段具有定子和转子，至少一个定子具有围绕中心轴线周向分布的叶片，并且每个叶片可围绕在叶片柄杆之间延伸的相应叶片轴线枢转，该叶片具有在叶片柄杆之间的环形气体路径上延伸的翼型件，以及固定到第一壳体上的衬套环，该衬套环限定了容纳叶片柄杆的凹窝，该凹窝的外围表面与叶片柄杆直接接触，该衬套环具有围绕中心轴线周向延伸并且彼此轴向重叠的第一和第二环体，以及用于将第一和第二环体固定在一起的装置。
在一些实施例中，所述衬套环由复合材料制成。
在一些实施例中，第二环体限定至少一个凸片，所述至少一个凸片与第一环体轴向重叠。
在一些实施例中，所述至少一个凸片相对于所述中心轴线位于所述第一环体的径向内侧。
在一些实施例中，所述至少一个凸片包括围绕所述中心轴线周向分布的多个凸片，所述第一环体限定凸片容纳凹部，所述凸片容纳凹部围绕所述中心轴线周向分布并且从所述第一环体的径向内表面朝向所述第一环体的径向外表面径向延伸，所述凸片容纳凹部被定尺寸成容纳所述多个凸片，使得所述多个凸片的径向内表面与所述第一环体的径向内表面径向对齐。
在一些实施例中，所述装置包括在具有径向分量的方向上从所述多个凸片突出的隆起，所述多个凸片相对于所述中心轴线在径向方向上弹性地可偏转，一旦所述多个凸片的隆起与所述第一环体的隆起容纳凹部对准，所述第一环体就以卡扣配合连接接合到所述第二环体，并且其中所述隆起接合到所述隆起容纳凹部中。
在一些实施例中，所述装置包括至少一个销，所述至少一个销固定在穿过所述至少一个凸片和所述第一环体两者限定的对准孔口内。
在又一方面，提供了一种用于支撑燃气涡轮发动机的可变导向叶片的衬套环，包括：第一环体，其围绕中心轴线周向延伸；第二环体，所述第二环体围绕中心轴线周向地延伸，所述第一环体和所述第二环体中的一者或两者限定被定尺寸成用于容纳所述叶片的柄杆的凹窝，所述第二环体限定与所述第一环体轴向重叠的至少一个凸片；以及至少一个突起，其固定到所述至少一个凸片且至少径向地延伸超过所述至少一个凸片，所述至少一个突起在具有相对于所述中心轴线的径向分量的方向上从所述至少一个凸片延伸且延伸到由所述第一环体限定的至少一个凹部中。
在一些实施例中，所述至少一个突起对应于：从所述至少一个凸片中的多个凸片突出的隆起，所述多个凸片能够相对于所述中心轴线沿径向方向弹性地偏转，一旦所述隆起与所述第一环体的所述至少一个凹部的多个凹部对准，所述第一环体就以卡扣配合连接接合到所述第二环体，或者销，其被压配合到所述至少一个凹部以及被限定为穿过所述至少一个凸片的孔口。
附图说明
现在参考附图，在附图中：
图1是燃气涡轮发动机的示意性截面图；
图2是图1的一部分的放大图；
图3是根据一个实施例的可变导向叶片(VGV)组件的三维剖视图，该可变导向叶片组件是图1的发动机的一部分；
图4是图3的VGV组件的衬套环的三维视图；
图5是沿图4中的线5-5截取的图4的衬套环的剖视图；以及
图6是根据另一实施例的用于图3的VGV组件的衬套环的剖视图。
具体实施方式
以下公开总体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及包括一个或多个支柱和可变定向导向叶片的组件，如可在燃气涡轮发动机的压缩机区段中存在的那样。在一些实施例中，本文公开的组件和方法可促进燃气涡轮发动机的更好性能，诸如通过改善在一些操作条件下压缩机区段中的流动条件，改善压缩机的可操作范围，减少能量损失和转子上的空气动力负载。
图1示出了这种类型的燃气涡轮发动机10 (在这种情况下，涡轮推进器发动机)，其优选地设置用于亚音速飞行，并且与被描述为推进器12的可旋转负载驱动接合。该燃气涡轮发动机具有处于串联流动连通的用于加压空气的压缩机区段14、其中压缩空气与燃料混合并且被点燃以用于产生热燃烧气体的环形流的燃烧器16、以及用于从燃烧气体提取能量的涡轮区段18。
应注意的是，本文所用的术语“上游”和“下游”是指空气/气体流穿过燃气涡轮发动机10的环形气体路径20的方向。还应注意的是，术语“轴向”、“径向”、“角度的”和“周向的”是相对于气体路径20的中心轴线11使用的，该中心轴线也可以是燃气涡轮发动机10的中心轴线。燃气涡轮发动机10被描绘为逆流式发动机，其中空气在环形气体路径20中从发动机10的后部相对于发动机10的行进方向T流动到发动机10的前部。这与通流发动机相反，在通流发动机中，空气在气体路径内沿与行进方向T相反的方向从发动机的前部朝向发动机10的后部流动。本公开的原理可以应用于逆流和通流发动机以及任何其他燃气涡轮发动机，诸如涡扇发动机和涡轮螺旋桨发动机。
现在参考图2，示出了压缩机区段14的一部分的放大图。压缩机区段14包括多个级，即在所示实施例中为三级，但也可设想多于或少于三级，每一级包括定子22和转子24。转子24可相对于定子22绕中心轴线11旋转。每个定子22包括绕中心轴线11周向分布并延伸到气体路径20中的多个叶片23。每个转子24还包括多个轮叶25，这些叶片围绕中心轴线11周向分布并延伸到气体路径20中，转子24以及因此其轮叶25围绕中心轴线11旋转。如将在下面进一步详细看到的，定子22中的至少一个包括叶片23，其是可变导向叶片(VGV)，并且因此包括如将描述的可变导向叶片组件40。
在所示的实施例中，气体路径20径向地限定在外壁或外壳26和内壁或内壳28之间。叶片23和轮叶25相对于中心轴线11在外壳26和内壳28之间径向地延伸。如本文所用的“径向延伸”并不一定暗示沿着完全垂直于中心轴线11的射线完全径向延伸，而是旨在涵盖具有相对于中心轴线11的径向分量的延伸方向。叶片23可为固定定向的或可变定向的导向叶片(在下文中称为VGV)。转子的示例包括风扇、压缩机转子(例如叶轮)和涡轮转子(例如燃烧室下游的那些转子)。
参考图3，发动机10的定子22的可变导向叶片(VGV)组件的示例以40示出。图2中描绘的压缩机区段14的定子22中的任一者可实施为可变导向叶片40，将了解的是，在一些情况下，VGV组件40可用作发动机10的涡轮区段18的定子，而不脱离本公开的范围。VGV组件40可位于压缩机区段14的最上游位置L1 (图2)。即，VGV组件40可以是可变入口导向叶片组件。
VGV组件40包括多个叶片42，其围绕中心轴线11周向分布并在内壳28和外壳26之间径向延伸。在本实施例中，叶片42在其两端由内壳28和外壳26可旋转地支撑。特别地，每个叶片42具有翼型件42a，该翼型件具有前缘42b和后缘42c，两者都沿翼型件42a的翼展延伸。每个叶片42具有固定到翼型件42a的内端42e的内柄杆42d，也称为内轴部分，和固定到翼型件42a的外端42g的外柄杆42f，也称为外轴部分。
在所示的实施例中，至少内柄杆42d可旋转地接合在衬套环44内。衬套环44绕中心轴线11周向延伸并限定环形气体路径22的气体路径表面22a的一部分。衬套环44轴向位于由内壳28限定的肩部28a和固定到内壳28的密封壳体32的壁32a之间。壁32限定环形气体路径22的气体路径表面22a的另一部分并轴向重叠内壳28的一部分。换句话说，环形气体路径22的气体路径表面22a由内壳28、衬套环44以及密封壳体32的壁32a共同限定。密封构件34位于由内壳28限定的凹槽28b内。密封构件34在密封壳体32的壁32a与内壳28之间被径向偏压。可以使用任何合适的密封构件，诸如O形环。
叶片42的外柄杆42f可由同步环（unison ring）接合，并且同步环可由致动器接合，使得向致动器提供动力导致每个叶片42绕其相应的枢转轴线A旋转，以改变限定在叶片42与环形气体路径22中的流动之间的攻角。使叶片42旋转的系统的示例在2020年5月28日提交的美国专利申请号16/885,846以及2019年8月19日提交的美国专利申请号16/543,897中有描述，这些美国专利申请的全部内容通过引用结合到本文。
在一些情况下，典型的衬套环由作为机加工组的两个钛零件制成。这两个零件使用诸如螺栓的紧固件固定在一起。这种衬套环可能需要使用单独的衬套来容纳叶片内柄杆42d，以限制内柄杆42d和钛制衬套环之间的金属对金属的接触。此外，紧固件和衬套增加了组件的零件数量、重量和总体尺寸。
现在参考图4，本公开的衬套环44可以至少部分地减轻上述缺点。衬套环44将叶片42的内柄杆42d，也称为柄杆，固定在适当的位置。在发动机的一些实施例中，组装约束或可用的有限空间要求衬套环44被制成两个单独的部件，并且在组装期间在发动机中被接合在一起。
在所示的实施例中，衬套环44包括第一环体45和可固定到第一环体45上的第二环体47。在所示的实施例中，第一和第二环体45、47被定尺寸成容纳叶片42的内柄杆42d，并且被定尺寸成轴向地装配在内壳28和密封壳体32之间。特别地，所公开的衬套环44被轴向地容纳在内壳28的压缩机间壳体部分与密封壳体32之间。将了解的是，衬套44可位于任何合适的位置，并且可用于容纳外柄杆42f。
在所示的实施例中，衬套环44包括由第一环体45限定的第一轴向面44a、与第一轴向面44a相对并由第二环体47限定的第二轴向面44b、由第一和第二环体45、47两者限定并朝向中心轴线11定向的径向内表面44c、以及由第一和第二环体45、47两者限定并远离中心轴线11定向的径向外表面44d。衬套环44的径向内表面和径向外表面44c、44d两者都从第一轴向面44a轴向延伸到第二轴向面44b。径向外表面44d具有被构造成桥接内壳28与密封壳体32的壁32a之间的间隙的形状。换言之，径向外表面44d限定发动机10的气体路径22的气体路径表面22a的一部分。
仍然参照图4，衬套环44限定了围绕发动机10的中心轴线11周向分布的多个凹窝44e。这些凹窝44a中的每一个包括具有第一直径D1且从径向外表面44d朝向径向内表面44c延伸的第一凹窝部分44f，以及具有小于第一直径D1的第二直径D2且从第一凹窝部分44f延伸至径向内表面44c的第二凹窝部分44g。第一和第二凹窝部分44f、44g中的每一个被定尺寸成容纳叶片42的内柄杆42d的相应部分。在本实施例中，叶片42的内柄杆42d的外围表面42h与限定凹窝44e的环44的外围表面44h直接接触。凹窝44e的这些外围表面44h中的每一个围绕叶片42的相应叶片枢转轴线A (图3)周向延伸。使用所公开的衬套环44可允许省略设置在叶片42的每个内柄杆42d周围的单独的衬套。这可减少零件数量和重量。
在所示的实施例中，第一和第二环体45、47由压缩模制复合物制成。然后，第一和第二环体45、47可被加工成一组以产生叶片凹窝44e和限定气体路径22的气体路径表面22a的一部分的表面。以该顺序制造衬套环44可确保每组零件具有可接受的公差。此外，使衬套环44由复合物制成，诸如但不限于例如压缩模制复合物，可允许避免使用单独的衬套。应当理解，可以使用任何合适的复合材料，只要其能够承受其将被使用的环境条件。使用复合材料可以消除在金属触点上具有非润滑金属的问题。这可以提高耐久性。
如图4中所示，第一和第二环体45、47的每一个限定了凹窝44e的周向部分的一部分(例如，一半)。也就是说，围绕凹窝44e延伸的外围表面44h由第一环体45和第二环体47共同限定。第一和第二凹窝部分44f、44g中的每一个同时由第一环体45和第二环体47限定。在所示的实施例中，使第一和第二凹窝部分44f、44g同时由第一和第二环体45、47限定允许从叶片42的相对侧将叶片柄杆42夹在第一和第二环体45、47之间。换句话说，在组装过程期间，两个环体45、47位于叶片42的相对侧上，并朝向彼此轴向移动，直到叶片柄杆42d被装入两个环体45、47之间，在它们相应的凹窝44e内。
现在参考图4-图5，图5中示出了沿图4中的线5-5截取的衬套环44的剖视图。两个环体45、47彼此固定。在所示的实施例中，第二环体47限定围绕中心轴线11周向分布的凸片47a。尽管图4-图5中只示出一个凸片47a，但使用一个以上的(例如，在本情况下为两个、三个、四个)凸片47a将两个环体45、47固定在一起。将了解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用任何合适数量的凸片。在特定的实施例中，这些凸片彼此等距离地间隔开并且因此周向等距地间隔开(例如，2个凸片间隔开180度、3个凸片间隔开120度、4个凸片间隔开90度，等等。)在另一特定的实施例中，仅使用了围绕中心轴线11周向地延伸的一个环形凸片，该单个凸片围绕该衬套环的整个周向部分延伸或至少围绕该衬套环的大部分周向部分延伸。每个所述凸片47a可周向地位于两个相邻的凹窝44e之间。将了解的是，本公开中使用的“凸片”可以是允许两个环体45、47之间轴向重叠的任何结构元件。例如，凸片可以是榫头、榫钉或凸缘。另外，从一个所述环体延伸的一个或多个凸片47a可在其径向内侧或径向外侧与环体中的另一个轴向重叠。
第一环体45和第二环体47彼此相互轴向重叠，并因此经由凸片47a彼此径向约束。从第二环体45轴向延伸的凸片47a与第一环体45的至少一部分轴向重叠，或者在所示实施例中与第一环体45的整体轴向重叠。在所示实施例中，第二环体47的凸片47a相对于中心轴线位于第一环体45的径向内侧。替代性地，第二环体47的凸片47a可位于第一环体45的径向外侧。第二环体47的凸片47a和第一环体45的配合凸缘因此在两个环体45、47之间形成接头，当配合在一起时，当从图5和图6中所示的截面观察时，该接头形成搭接接头，该搭接接头至少限定了径向设置在第一和第二环体45、47的外周向延伸表面和内周向延伸表面之间的轴向延伸接触平面P。
在所示的实施例中，一个或多个锁定构件LM提供两个环体45、47的可释放的轴向保持，使得两个环体可以可拆卸地彼此固定。锁定构件LM相对于凸片47a基本上径向地延伸或突出，并因此在相对于中心轴线11具有径向分量的方向上延伸。锁定构件LM因此径向地延伸通过上述接头，并且更具体地，延伸通过在接头处限定的轴向延伸平面P，以便将两个环体可移除地固定(或更精确地，轴向地保持)在一起。锁定构件在本文中也可被称为突起或突出部，并且可与第二环体47的凸片47a或第一环体45的一部分一体地形成，或者锁定构件可替代性地与第一和第二环体分开地形成(诸如下文所述的销147)并且用于将两个环体可释放地紧固在一起。在所示的实施例中，锁定构件LM包括棘爪或隆起或突起47b，在一个特定实施例中，所述棘爪或隆起或突起可以位于凸片47a的远端47c处。然而，在替代性实施例中，突起47b位于更向内的位置，远离凸片47a的远端47c，且因此更靠近凸片47a与第二环体47的其余部分之间的接合部。突起47b远离凸片47a的其余部分朝向第一环体45径向突出。在所描绘的实施例中，隆起47b和凸片47a与第二环体47成一体。
更具体地参照图5，第一环体45限定了围绕中心轴线11周向分布的凸片容纳凹部45a。每个凸片容纳凹部45a被定尺寸成在其中容纳凸片47a中的相应一个。凸片容纳凹部45a从衬套环44的径向内表面44c朝向衬套环44的径向外表面44d延伸。每个隆起47b被定尺寸成容纳在第一环体45的相应一个隆起容纳凹部45b内并与之接合，以将两个环体45、47锁定在一起。在所示的实施例中，隆起容纳凹部45b从凸片容纳凹部45a朝向衬套环44的径向外表面44d延伸。一旦第一和第二环体45、47彼此接合，凸片47a的隆起47b被容纳在第一环体45的隆起容纳凹部45b内并与之接合。在所示的实施例中，凸片容纳凹部45a的径向深度使得凸片47a的径向内表面与衬套环的径向内表面44c径向对齐。换句话说，衬套环44的径向内表面44c的一部分由凸片47a限定。所述凸片容纳凹部可以是孔口、凹槽、槽或榫眼。
锁定构件LM固定到第二环体47的凸片47a并从所述凸片突出。第一环体45经由锁定构件LM接合限定在第一环体45内的隆起容纳凹部45b而固定到第二环体47。如图5中所示，隆起容纳凹部45b从第一环体45的表面沿着相对于中心轴线11具有径向分量的方向延伸。在本情况下，隆起容纳凹部45b从其延伸的表面是限定凸片容纳凹部45a的表面之一。将了解的是，在一些实施例中，可以避免凸片容纳凹部45a。在一些实施例中，仅单个隆起容纳凹部可以围绕中心轴线11周向地延伸，这可以允许以任何合适的相对周向定向固定第一和第二环体45、47。
凸片47a可相对于中心轴线11沿径向方向弹性偏转，以允许两个环体45、47配合。即，将两个环体45、47接合在一起，隆起47b被放置成抵靠第一环体45的底表面45c。底表面45c限定第一环体45的凸片容纳凹部45a的径向边界。然后，两个环体45、47相对于中心轴线11沿轴向方向朝向彼此移动。这具有使凸片47a朝向中心轴线11并远离第一环体45弯曲的效果。当隆起47b变得与隆起容纳凹部45b对准时，隆起47b卡扣就位到隆起容纳凹部45b中。因此，两个环体45、47可经由由凸片47a的隆起47b和第一环体45的隆起容纳凹部45b提供的“卡扣配合”连接彼此固定。如图5中所示，当两个环体45、47经由隆起47b接合到隆起容纳凹部45b中而彼此固定时，第一环体45邻接由第二环体47限定的肩部；凸片47a从肩部轴向突出。
如图5中所示，孔45d由第一环体45限定。孔45d从衬套环44的径向外表面44d沿相对于中心轴线11具有径向分量的方向延伸，并通向隆起容纳凹部45b。孔45d被定尺寸成容纳用于推动隆起47b的工具，以便在需要时使隆起47b与隆起容纳凹部45b脱离接合，从而使两个环体45、47分开。
现在参考图6，衬套环的替代性实施例以144示出。为了简明起见，下面仅描述与图4-图5的衬套环44不同的元件。衬套环144包括第一和第二环体145、147。第二环体147限定与第一环体145轴向重叠的凸片147a。第一环体145限定了呈孔口145d形式的凹部。第二环体147的凸片147a限定孔口147d。当两个环体145、147组装在一起时，第一环体145的孔口145d与通过凸片147a限定的孔口147d对准。将了解的是，在替代性实施例中，第二环体147可限定单个凸片147a。单个凸片147可以是完全环形的。第一环体可限定单个凸片容纳凹部。
在所示的实施例中，锁定构件是径向销146。也就是说，一旦第一环体145的孔口145d与第二环体147的凸片147a的孔口147对准，径向销146就可插入到第一环体145以及第二环体147的凸片147a两者的孔口145d、147d的两者中。径向销146沿相对于中心轴线11具有径向分量的方向插入。在所示实施例中，销146经由衬套环144的径向内表面144c插入。通过凸片147a限定的孔口147d从径向内表面144c沿着具有径向分量的方向延伸，并且延伸通过凸片147a的整个径向厚度。销146可以压配合到第一环体145以及第二环体147的凸片147d的孔口145d、147d中。如图6中所示，径向销146插入足够深，使得它们不会从衬套环144的径向内表面144c径向向内突出。
孔145e由第一环体145限定。孔145e从衬套环144的径向外表面144d沿相对于中心轴线11具有径向分量的方向延伸，并且通向孔口145d。孔145e被定尺寸成容纳用于将径向销146推出孔口145d、147d的工具，以在需要时将两个环体45、47分开。
将了解的是，可使用其他装置将第一环体固定至第二环体。这些装置可以包括例如互锁的榫头和榫眼接头、榫钉、键槽。可以替代性地使用两个环体之间的狗骨或蝴蝶结连接件。狗骨或蝴蝶结可以从内径插入。
参照所有附图，为了组装衬套环44、144，获得了衬套环44、144的第一环体45、145和第二环体47、147；通过将第二环体47、147的凸片47a、147a与第一环体45、145重叠，第一环体45、145与第二环体47、147接合；并且第一环体45、145被固定到第二环体47、147，其中锁定构件LM将凸片47a、147a固定到第一环体45、145。
如图5中所示，通过使凸片47a在远离第一环体45的径向方向上变形，直到隆起47b变得与由第一环体45限定的隆起容纳凹部45b对准并卡入凹部45b中以将隆起47b接合到隆起容纳凹部45b中，从而将第一环体45固定到第二环体47上。隆起47b可以经由凸片47a被偏压到隆起容纳凹部45b中。
如图6中所示，通过将销146插入到通过第一环体145以及第二环体147的凸片147a两者限定的对准孔口145d、147d中，第一环体145被固定到第二环体147上。
本文档中描述的实施例提供了本技术的可能实施方式的非限制性示例。在阅读本公开后，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本技术的范围的情况下，可以对本文描述的实施例进行改变。例如，燃气涡轮发动机的定子(风扇定子、压缩机定子和涡轮定子)中的任一个可使用本文公开的衬套环。鉴于本公开，本领域普通技术人员可以实现进一步的修改，这些修改将在本技术的范围内。

Claims (20)

1.一种用于燃气涡轮发动机的可变导向叶片(VGV)组件，包括：
围绕中心轴线周向地分布的可变导向叶片，所述可变导向叶片中的每一个具有翼型件，所述翼型件在所述翼型件的相应的第一径向端部和第二径向端部处的第一柄杆和第二柄杆之间延伸，所述可变导向叶片能够围绕在所述第一柄杆和所述第二柄杆之间延伸的相应的叶片轴线旋转；以及
衬套环，所述衬套环支撑所述可变导向叶片的所述第一柄杆，所述衬套环限定容纳所述可变导向叶片的所述第一柄杆的周向分布的凹窝，所述衬套环具有：
围绕所述中心轴线周向延伸的第一环体，
第二环体，其围绕所述中心轴线周向延伸并可拆卸地固定到所述第一环体，所述第二环体限定至少一个凸片，所述凸片轴向突出以轴向重叠所述第一环体的至少一部分并在其间限定接触平面，以及
至少一个锁定构件，所述至少一个锁定构件径向延伸穿过所述接触平面以将所述第一环体和所述第二环体可移除地固定在一起。
2.根据权利要求1所述的VGV组件，其中所述至少一个锁定构件从所述第二环体的所述至少一个凸片突出，并且与限定在所述第一环体中的至少一个对应凹部配合，所述至少一个凹部从限定所述接触平面的所述第一环体的表面在相对于所述中心轴线具有径向分量的方向上延伸。
3.根据权利要求1所述的VGV组件，其中，所述衬套环由复合材料制成。
4.根据权利要求1所述的VGV组件，其中，所述凹窝的外围表面与所述柄杆直接接触。
5.根据权利要求2所述的VGV组件，其中，所述至少一个凸片能够相对于所述中心轴线沿径向方向弹性偏转，一旦所述至少一个锁定构件与所述第一环体的所述至少一个凹部对准，所述第一环体就以卡扣配合连接接合到所述第二环体，并且其中所述至少一个锁定构件接合到所述至少一个凹部中。
6.根据权利要求5所述的VGV组件，其中，所述至少一个锁定构件包括从所述至少一个凸片的多个凸片的远端突出的隆起。
7.根据权利要求6所述的VGV组件，其中，所述第一环体限定围绕所述中心轴线周向分布并且从所述第一环体的径向内表面朝向所述第一环体的径向外表面延伸的凸片容纳凹部，所述凸片容纳凹部被定尺寸成容纳所述多个凸片，使得所述多个凸片的径向内表面与所述第一环体的径向内表面径向对齐。
8.根据权利要求6所述的VGV组件，其中，所述隆起和所述多个凸片与所述第二环体成一体。
9.根据权利要求1所述的VGV组件，其中，所述至少一个锁定构件包括销，所述销固定在通过所述第二环体的所述至少一个凸片和通过所述第一环体限定的对准孔口内。
10.根据权利要求9所述的VGV组件，其中，所述至少一个凸片包括多个凸片，所述第一环体限定出从所述第一环体的径向内表面朝向所述第一环体的径向外表面径向延伸的凸片容纳凹部，所述凸片容纳凹部被定尺寸成容纳所述多个凸片，使得所述凸片的径向内表面与所述第一环体的径向内表面径向对齐。
11.根据权利要求1所述的VGV组件，其中，所述第一环体限定与所述至少一个锁定构件周向对齐的至少一个孔，所述至少一个孔被定尺寸成容纳用于使所述至少一个锁定构件脱离接合的工具。
12.一种燃气涡轮发动机，包括：
压缩机区段，其具有围绕中心轴线延伸的第一壳体和第二壳体，在所述第一壳体和所述第二壳体之间的环形气体路径，所述压缩机区段具有定子和转子，所述定子中的至少一个具有：
叶片，其围绕所述中心轴线周向分布，并且每个叶片能够围绕在叶片柄杆之间延伸的相应的叶片轴线枢转，所述叶片具有在所述叶片柄杆之间的环形气体路径上延伸的翼型件，以及
固定到所述第一壳体的衬套环，所述衬套环限定了容纳所述叶片柄杆的凹窝，所述凹窝的外围表面与所述叶片柄杆直接接触，所述衬套环具有围绕所述中心轴线周向延伸并且彼此轴向重叠的第一环体和第二环体，以及用于将所述第一环体和第二环体固定在一起的装置。
13.根据权利要求12所述的燃气涡轮发动机，其中，所述衬套环由复合材料制成。
14.根据权利要求13所述的燃气涡轮发动机，其中，所述第二环体限定至少一个凸片，所述至少一个凸片与所述第一环体轴向重叠。
15.根据权利要求14所述的燃气涡轮发动机，其中，所述至少一个凸片相对于所述中心轴线位于所述第一环体的径向内侧。
16.根据权利要求15所述的燃气涡轮发动机，其中，所述至少一个凸片包括围绕所述中心轴线周向分布的多个凸片，所述第一环体限定凸片容纳凹部，所述凸片容纳凹部围绕所述中心轴线周向分布并且从所述第一环体的径向内表面朝向所述第一环体的径向外表面径向延伸，所述凸片容纳凹部被定尺寸成容纳所述多个凸片，使得所述多个凸片的径向内表面与所述第一环体的径向内表面径向对齐。
17.根据权利要求16所述的燃气涡轮发动机，其中，所述装置包括在具有径向分量的方向上从所述多个凸片突出的隆起，所述多个凸片能够在径向方向上相对于所述中心轴线弹性地偏转，一旦所述多个凸片的所述隆起与所述第一环体的隆起容纳凹部对准，所述第一环体就以卡扣配合连接接合到所述第二环体，并且其中所述隆起接合到所述隆起容纳凹部中。
18.根据权利要求14所述的燃气涡轮发动机，其中，所述装置包括至少一个销，所述至少一个销固定在穿过所述至少一个凸片和所述第一环体两者限定的对准孔口内。
19.一种用于支撑燃气涡轮发动机的可变导向叶片的衬套环，包括：
第一环体，其围绕中心轴线周向延伸；
第二环体，所述第二环体围绕中心轴线周向地延伸，所述第一环体和所述第二环体中的一者或两者限定被定尺寸成用于容纳所述叶片的柄杆的凹窝，所述第二环体限定与所述第一环体轴向重叠的至少一个凸片；以及
至少一个突起，所述至少一个突起固定到所述至少一个凸片并且至少径向地延伸超过所述至少一个凸片，所述至少一个突起在具有相对于所述中心轴线的径向分量的方向上从所述至少一个凸片延伸并且进入由所述第一环体限定的至少一个凹部中。
20. 根据权利要求19所述的衬套环，其中，所述至少一个突起对应于：
从所述至少一个凸片中的多个凸片突出的隆起，所述多个凸片能够相对于所述中心轴线沿径向方向弹性地偏转，一旦所述隆起与所述第一环体的所述至少一个凹部的多个凹部对准，所述第一环体就以卡扣配合连接接合到所述第二环体，或者
销，其压配合到所述至少一个凹部以及穿过所述至少一个凸片限定的孔口中。
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