CN115013841A - 加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构及后排气系统 - Google Patents

加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构及后排气系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构及后排气系统，加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构包括：间隔设置的圆转方发散板和圆转方冲击板，圆转方发散板上固定设置有连接销钉，圆转方冲击板的对应位置设置有用于连接销钉穿过的安装孔；支架组件，设置在圆转方冲击板的外侧，支架组件设置有贯通的配合孔，连接销钉能够穿过安装孔和配合孔并与螺母配合连接，且支架组件的上端用于连接圆转方机匣的内壁。通过连接销钉将圆转方发散板、圆转方冲击板和支架组件连接在一起，可以便于圆转方发散板和圆转方冲击板的安装，同时为双层浮动密封圆转方隔热屏结构与圆转方机匣的安装提供接口。

Description

加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构及后排气系统
技术领域
本发明涉及航空发动机技术领域，具体涉及一种加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构及后排气系统。
背景技术
随着需求的提高，带二元矢量喷管的加力燃烧室相较于带轴对称矢量喷管的加力燃烧室更有助于提高发动机的隐身能力。为实现二元矢量喷管的安装，加力燃烧室与喷管之间需增加圆转方转接段结构。圆转方转接段内隔热屏处于加力燃烧室出口高温、高速燃气环境，尤其在现代先进发动机内，加力出口燃气温度可达2100K以上，且为提高燃烧温度，冷却气量相较于上一代加力燃烧室有所降低，为降低热壁面红外辐射，保证二元矢量喷管安全工作，圆转方段隔热屏冷却设计难度极大。
针对上述先进发动机加力燃烧室圆转方隔热屏冷却设计的挑战，在隔热屏冷却设计时采用周向分块结构，将圆转方隔热屏沿圆周分为多块，分块之间通过搭接成为整环；在双层壁冲击加发散的冷却结构形式，冲击板开少量的孔，用于沿程冷却气分配，发散板采用常规冷却开孔方式，并考虑适当的轴向分区以更好的控制冷却孔内外的压差，可以很好的解决上述挑战。但这也会带来结构方面的一些问题，比如两层隔热屏较大温度差带来的热匹配问题，两层薄壁件之间的支撑问题，分块双层壁四周的气动密封问题，因此设计一种加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏来解决上述热匹配问题、支撑问题，气动密封问题，值得深入研究。
发明内容
有鉴于此，本说明书实施例提供一种加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构及后排气系统，以解决现有技术中的支撑问题。
本说明书实施例提供以下技术方案：一种加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构，包括：间隔设置的圆转方发散板和圆转方冲击板，圆转方发散板上固定设置有连接销钉，圆转方冲击板的对应位置设置有用于连接销钉穿过的安装孔；支架组件，设置在圆转方冲击板的外侧，支架组件设置有贯通的配合孔，连接销钉能够穿过安装孔和配合孔并与螺母配合连接，且支架组件的上端用于连接圆转方机匣的内壁。
进一步地，支架组件包括：支架，下端安装板处设置有配合孔；拉杆，一端与支架的上端固定连接，拉杆的另一端与圆转方机匣的内壁固定连接。
进一步地，安装孔包括多个定位孔和多个浮动孔，多个定位孔和多个浮动孔沿圆转方冲击板间隔布置，每个定位孔和每个浮动孔中均对应穿设有一个连接销钉。
进一步地，定位孔为圆孔，浮动孔为圆孔或者腰型孔，且浮动孔的尺寸大于定位孔的尺寸。
进一步地，定位孔的数量为2至4个，相邻两个定位孔之间的间距为20～40mm，定位孔与对应的连接销钉之间的配合间隙为0.1～0.2mm。
进一步地，浮动孔的数量为80至120个，浮动孔与对应的连接销钉之间的配合间隙为1～3mm。
进一步地，圆转方发散板上设置有多个发散孔，圆转方冲击板上设置有多个冲击孔。
进一步地，发散孔的形状为直孔或者斜孔，斜孔的倾斜角度为25°～45°。
进一步地，发散孔的中心与连接销钉的中心的距离大于5～7mm。
进一步地，连接销钉上设置有托板结构，托板结构的直径为8mm～13mm，托板结构的上表面与圆转方发散板的上表面之间的距离为1.5～2.5mm。
进一步地，圆转方发散板与圆转方冲击板之间形成空腔，空腔的外周设置有弹性密封片，弹性密封片一侧与圆转方冲击板固定连接，弹性密封片另一侧与圆转方发散板浮动搭接。
进一步地，弹性密封片的厚度为0.3～0.5mm，弹性密封片与圆转方发散板之间的过盈配合量为0.1～0.3mm。
本发明还提供了一种后排气系统，包括上述的加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构。
进一步地，后排气系统包括加力燃烧室，圆转方机匣、多个加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构和喷管，加力燃烧室设置在圆转方机匣的前端，喷管设置在圆转方机匣的后端，多个加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构设置在圆转方机匣的内壁上，且多个加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构能够组合形成与圆转方机匣内壁相配合的回旋体结构。
与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：通过连接销钉将圆转方发散板、圆转方冲击板和支架组件连接在一起，可以便于圆转方发散板和圆转方冲击板的安装，同时为双层浮动密封圆转方隔热屏结构与圆转方机匣的安装提供接口。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例后排气系统的结构示意图；
图2为加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构示意图；
图3为加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构组装示意图；
图4为加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构密封结构示意图；
图5为加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构浮动定位结构示意图；
图中附图标记：11、加力燃烧室；12、圆转方机匣；13、双层浮动密封圆转方隔热屏结构；14、喷管；15、圆转方发散板；16、圆转方冲击板；17、支架；18、拉杆；21、螺栓；22、自锁螺母；23、连接销钉；24、垫片；25、冲击发散冷却通道；26、托板结构；27、弹性密封片；28、冲击孔；29、发散孔；30、定位孔；31、浮动孔。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图2至图4所示，本发明实施例提供了一种加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构，包括圆转方发散板15、圆转方冲击板16和支架组件。圆转方发散板15和圆转方冲击板16间隔设置，圆转方发散板15上固定设置有连接销钉23，圆转方冲击板16的对应位置设置有用于连接销钉23穿过的安装孔；支架组件设置在圆转方冲击板16的外侧，支架组件设置有贯通的配合孔，连接销钉23能够穿过安装孔和配合孔并与螺母配合连接，且支架组件的上端用于连接圆转方机匣12的内壁。
通过连接销钉将圆转方发散板15、圆转方冲击板16和支架组件连接在一起，可以便于圆转方发散板15和圆转方冲击板16的安装，同时为双层浮动密封圆转方隔热屏结构与圆转方机匣的安装提供接口。
具体地，支架组件包括支架17和拉杆18。支架17的下端安装板处设置有配合孔；拉杆18的一端与支架17的上端固定连接，拉杆18的另一端与圆转方机匣12的内壁固定连接。本实施例中拉杆18通过螺栓21与自锁螺母22安装在支架17上，为双层浮动密封圆转方隔热屏结构13与圆转方机匣12的连接提供接口。拉杆18的数量在10～15个之间。
安装孔包括多个定位孔30和多个浮动孔31，多个定位孔30和多个浮动孔31沿圆转方冲击板16间隔布置，每个定位孔30和每个浮动孔31中均对应穿设有一个连接销钉23。
浮动孔31用于圆转方冲击板16与圆转方发散板15的安装，同时解决圆转方冲击板16与圆转方发散板15热匹配问题，定位孔30数量在2～4个之间，与连接销钉23配合间隙在0.1～0.2mm之间，相邻定位孔30间距在20～40mm之间，浮动孔31数量在80～120个之间，与连接销钉23配合间隙在1～3mm之间，与连接销钉23相对位置可以是同心，也可以是偏心布置。浮动孔31与连接销钉23为大间隙配合，用于解决冷热侧热匹配问题。
定位孔30为圆孔，浮动孔31为圆孔或者腰型孔，且浮动孔31的尺寸大于定位孔30的尺寸。
圆转方发散板15上设置有多个发散孔29，圆转方冲击板16上设置有多个冲击孔28。设置发散孔29通过冲击发散的冷却方式保证双层浮动密封圆转方隔热屏结构安全工作。
发散孔29可以是直孔，也可以是斜孔，斜孔的倾斜角度在25°～45°之间，距离连接销钉23焊核中心5～7mm范围内不布置发散孔29，作为焊接区域，用于连接销钉23的焊接。
连接销钉23包含螺纹和托板结构26，通过焊接固定在圆转方发散板15上，用于圆转方冲击板16、圆转方发散板15和支架17的安装、冲击发散冷却通道25高度的支撑固定以及浮动孔31处的密封，托板结构26的直径在8mm～13mm之间，托板结构26的上表面与圆转方发散板15的上表面之间的距离为1.5～2.5mm。需要说明的是，托板结构26置于冲击发散冷却通道25中。
圆转方发散板15与圆转方冲击板16之间形成空腔，空腔的外周设置有弹性密封片27，弹性密封片27一侧与圆转方冲击板16固定连接，弹性密封片27另一侧与圆转方发散板15浮动搭接。
弹性密封片27包含c型密封结构，通过焊接或铆接固定在圆转方冲击板16上，与圆转方发散板15为过盈配合，用于解决双层浮动密封圆转方隔热屏结构13四周的气动密封问题，弹性密封片厚度在0.3～0.5mm之间，与圆转方发散板过盈配合量在0.1～0.3mm之间。
如图1所示，本发明实施例还提供了一种后排气系统，包括上述加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构13。
后排气系统包括加力燃烧室11，圆转方机匣12、多个加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构13和喷管14，加力燃烧室11设置在圆转方机匣12的前端，喷管14设置在圆转方机匣12的后端，多个加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构13设置在圆转方机匣12的内壁上，且多个加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构13能够组合形成与圆转方机匣12内壁相配合的回旋体结构。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (14)

1.一种加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构，其特征在于，包括：
间隔设置的圆转方发散板(15)和圆转方冲击板(16)，圆转方发散板(15)上固定设置有连接销钉(23)，圆转方冲击板(16)的对应位置设置有用于连接销钉(23)穿过的安装孔；
支架组件，设置在圆转方冲击板(16)的外侧，所述支架组件设置有贯通的配合孔，连接销钉(23)能够穿过所述安装孔和所述配合孔并与螺母配合连接，且所述支架组件的上端用于连接圆转方机匣(12)的内壁。
2.根据权利要求1所述的加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构，其特征在于，所述支架组件包括：
支架(17)，下端安装板处设置有所述配合孔；
拉杆(18)，一端与支架(17)的上端固定连接，拉杆(18)的另一端与圆转方机匣(12)的内壁固定连接。
3.根据权利要求1所述的加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构，其特征在于，所述安装孔包括多个定位孔(30)和多个浮动孔(31)，多个定位孔(30)和多个浮动孔(31)沿圆转方冲击板(16)间隔布置，每个定位孔(30)和每个浮动孔(31)中均对应穿设有一个连接销钉(23)。
4.根据权利要求3所述的加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构，其特征在于，定位孔(30)为圆孔，浮动孔(31)为圆孔或者腰型孔，且浮动孔(31)的尺寸大于定位孔(30)的尺寸。
5.根据权利要求3所述的加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构，其特征在于，定位孔(30)的数量为2至4个，相邻两个定位孔(30)之间的间距为20～40mm，定位孔(30)与对应的连接销钉(23)之间的配合间隙为0.1～0.2mm。
6.根据权利要求3所述的加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构，其特征在于，浮动孔(31)的数量为80至120个，浮动孔(31)与对应的连接销钉(23)之间的配合间隙为1～3mm。
7.根据权利要求1所述的加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构，其特征在于，圆转方发散板(15)上设置有多个发散孔(29)，圆转方冲击板(16)上设置有多个冲击孔(28)。
8.根据权利要求7所述的加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构，其特征在于，发散孔(29)的形状为直孔或者斜孔，所述斜孔的倾斜角度为25°～45°。
9.根据权利要求7所述的加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构，其特征在于，发散孔(29)的中心与连接销钉(23)的中心的距离大于5～7mm。
10.根据权利要求1所述的加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构，其特征在于，连接销钉上设置有托板结构(26)，托板结构(26)的直径为8mm～13mm，托板结构(26)的上表面与圆转方发散板(15)的上表面之间的距离为1.5～2.5mm。
11.根据权利要求1所述的加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构，其特征在于，圆转方发散板(15)与圆转方冲击板(16)之间形成空腔，所述空腔的外周设置有弹性密封片(27)，弹性密封片(27)一侧与圆转方冲击板(16)固定连接，弹性密封片(27)另一侧与圆转方发散板(15)浮动搭接。
12.根据权利要求11所述的加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构，其特征在于，弹性密封片(27)的厚度为0.3～0.5mm，弹性密封片(27)与圆转方发散板(15)之间的过盈配合量为0.1～0.3mm。
13.一种后排气系统，其特征在于，包括权利要求1至12中任一项所述的加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构(13)。
14.根据权利要求13所述的后排气系统，其特征在于，所述后排气系统包括加力燃烧室(11)，圆转方机匣(12)、多个加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构(13)和喷管(14)，加力燃烧室(11)设置在圆转方机匣(12)的前端，喷管(14)设置在圆转方机匣(12)的后端，多个加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构(13)设置在圆转方机匣(12)的内壁上，且多个加力燃烧室双层浮动密封圆转方隔热屏结构(13)能够组合形成与圆转方机匣(12)内壁相配合的回旋体结构。
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