CN115493018A - 一种用于航空发动机管式减涡器引气管的减振结构 - Google Patents

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程荣辉
张一彬
马维婷
孙登科
张学宝
张少平
伏宇
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Abstract

本发明涉及航空发动机技术领域，公开了一种用于航空发动机管式减涡器引气管的减振结构，包括同轴固定于压气机叶盘腔内的双层支撑环，双层支撑环包括同轴设置的内环和外环，内环和外环通过环状辐板固定连接成整体双层支撑环结构；内环和外环在对应的位置开设有用于插入并固定引气管的安装孔。本发明将支撑引气管的支撑环设计为有具有内环和外环的双层环支撑的结构，使较大直径的外环支撑在引气管长度方向的靠近中间的某一位置，以降低引气管的振幅和振动应力，提高结构可靠性。

Description

一种用于航空发动机管式减涡器引气管的减振结构
技术领域
本发明涉及航空发动机技术领域，具体涉及一种用于航空发动机管式减涡器引气管的减振结构。
背景技术
航空发动机空气系统流路的设计目的是用于冷却供气以及封严压力。由于旋转部件结构可靠性较差，且转子旋转产生涡流会降低引气压力，因此转子盘腔引气系统的设计目标是降低压力损失、增加结构可靠性。
传统的高效转子盘腔引气系统为管式减涡器，其中的引气管可降低涡流在引气过程中造成的压力损失，缺点是容易诱发高周疲劳失效。在大直径转子盘腔中，较短的引气管对涡流的抑制作用大大降低，会导致压力损失增加。将引气管设计为大长径比结构，使引气管进口尽可能靠近引气孔，降低因气流在盘腔空间中形成漩涡造成的压力损失，而使用较长的引气管，则因缺乏有效的振动抑制手段，导致引气管容易引发振动问题，甚至造成发动机故障。
现有的管式减涡器均未充分考虑大长径比引气管的振动问题，也未有在大直径盘腔结构中进行成功应用的工程实践先例。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种用于航空发动机管式减涡器引气管的减振结构，可有效抑制引气管的振动问题，降低引气管、支撑环的振动应力。
一种用于航空发动机管式减涡器引气管的减振结构，包括同轴固定于压气机叶盘腔内的双层支撑环，双层支撑环包括同轴设置的内环和外环，内环和外环通过环状辐板固定连接成整体双层支撑环结构；内环和外环在对应的位置开设有用于插入并固定引气管的安装孔。
进一步地，叶盘盘体在安装双层支撑环的位置设置有安装边，双层支撑环通过螺栓固定于安装边上。
进一步地，还包括可套设于引气管外壁的垫圈，垫圈具有与内环内壁面贴合的弧面结构；引气管外壁在靠近内环内壁的处设置有可对垫圈进行位置限定的限位环。
进一步地，内环的安装孔以及外环的安装孔与引气管接触处均设置有阻尼组件。
进一步地，阻尼组件通过可拆卸或一体成型的方式设置于引气管外壁。
进一步地，阻尼组件通过可拆卸或一体成型的方式设置于内环、外环的安装孔内。
进一步地，内环、外环或环状辐板上设置有减重槽或减重孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明通过将支撑引气管的支撑环设计为有具有内环和外环的双层环支撑的结构，使较大直径的外环支撑在引气管长度方向的靠近中间的某一位置，以降低引气管的振幅和振动应力，提高结构可靠性；
2、内环的安装孔以及外环的安装孔与引气管接触处均设置有阻尼组件，可增加引气管与安装孔之间的阻尼，有利于降低振动幅值和振动应力，进一步提高结构可靠性。
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为实施例中用于航空发动机管式减涡器引气管的减振结构示意图；
图2为实施例中双层支撑环结构示意图；
图3为实施例中垫圈、限位环的安装示意图；
图4为实施例中减振结构的剖视结构图；
其中，1、叶盘；2、内环；3、外环；4、环状辐板；5、引气管；6、安装孔；7、安装边；8、垫圈；9、限位环；10、阻尼组件；11、螺栓孔。
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。
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。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。
实施例
参见图1-图4，一种用于航空发动机管式减涡器引气管的减振结构，包括同轴固定于压气机叶盘1腔内的双层支撑环，双层支撑环包括同轴设置的内环2和外环3，内环2和外环3通过环状辐板4固定连接成整体双层支撑环结构；内环2和外环3在对应的位置开设有用于插入并固定引气管5的安装孔6。
如图1所示，整个减涡器引气系统跟随压气机转子，绕旋转轴转动，旋转方向如箭头所示，减涡器引气管5减振结构包括与压气机叶盘1固定的双层支撑环，多个引气管5径向排布于双层支撑环上。压气机主流通道的气流，部分通过叶盘1上的跑道型引气孔进入压气机盘腔，随后进入引气管5，并沿引气管5流入轴心腔内，实现减涡器的引气功能。针对引气管5（尤其是大长径比引气管5）的振动问题，本实施例中将支撑引气管5的支撑环设计为有具有内环2和外环3的双层环支撑的结构，使较大直径的外环3支撑在引气管5长度方向的靠近中间的某一位置，以降低引气管5的振幅和振动应力，提高结构可靠性。
如图4所示，本实施例中内环2和外环3通过环状辐板4固定连接成整体双层支撑环结构。叶盘1盘体在安装双层支撑环的位置设置有安装边7，双层支撑环通过螺栓（螺栓与螺栓孔11配合）固定于安装边7上，实现双层支撑环与压气机叶盘1连接固定；安装边7可以为法兰安装边7或其他形式的可实现双层支撑环与叶盘1同轴固定的安装机构。图4中底部的线条表示叶盘1的回转轴。
还包括可套设于引气管5外壁的垫圈8，垫圈8具有与内环2内壁面贴合的弧面结构；引气管5外壁在靠近内环2内壁的处设置有可对垫圈8进行位置限定的限位环9。限位环9的设置可以防止转动过程中引气管5沿径向产生滑动脱出的问题，通过垫圈8套设在引气管5外，且装配在限位环9和内环2的径向位置之间，垫圈8在与内环2接触的一面设置为可与内环2内壁贴合的弧形面，实现平面-圆柱面的过渡。
内环2的安装孔6以及外环3的安装孔6与引气管5接触处均设置有阻尼组件10，可增加引气管5与安装孔6之间的阻尼，有利于降低振动幅值和振动应力，进一步提高结构可靠性。
本实施例中的阻尼组件10可以是通过可拆卸或一体成型的方式设置于引气管5外壁；如在安装孔6对应的引气管5外壁设置于安装孔6孔径相当的加厚段，或者在安装孔6对应的引气管5外壁直接通过螺纹套设具有内螺纹阻尼筒。除此之外，阻尼组件10还可以通过可拆卸或一体成型的方式设置于内环2、外环3的安装孔6内；如在安装孔6内通过安装孔6的内螺纹固定具有外螺纹的阻尼筒，或者直接在安装孔6内采用一体成型方式或焊接阻尼筒。
本实施例中的内环2、外环3或环状辐板4上还可以设置有减重槽或减重孔，可减轻重量。为降低振动幅值或振动应力，减重槽或减重孔应当对称设置。
以上，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权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种用于航空发动机管式减涡器引气管的减振结构，其特征在于，包括同轴固定于压气机叶盘腔内的双层支撑环，所述双层支撑环包括同轴设置的内环和外环，所述内环和外环通过环状辐板固定连接成整体双层支撑环结构；所述内环和所述外环在对应的位置开设有用于插入并固定引气管的安装孔。
2.根据权利要求1所述的用于航空发动机管式减涡器引气管的减振结构，其特征在于，所述叶盘盘体在安装双层支撑环的位置设置有安装边，所述双层支撑环通过螺栓固定于安装边上。
3.根据权利要求1所述的用于航空发动机管式减涡器引气管的减振结构，其特征在于，还包括可套设于所述引气管外壁的垫圈，所述垫圈具有与内环内壁面贴合的弧面结构；所述引气管外壁在靠近内环内壁的处设置有可对垫圈进行位置限定的限位环。
4.根据权利要求1所述的用于航空发动机管式减涡器引气管的减振结构，其特征在于，所述内环的安装孔以及所述外环的安装孔与引气管接触处均设置有阻尼组件。
5.根据权利要求4所述的用于航空发动机管式减涡器引气管的减振结构，其特征在于，所述阻尼组件通过可拆卸或一体成型的方式设置于引气管外壁。
6.根据权利要求4所述的用于航空发动机管式减涡器引气管的减振结构，其特征在于，所述阻尼组件通过可拆卸或一体成型的方式设置于内环、外环的安装孔内。
7.根据权利要求1所述的用于航空发动机管式减涡器引气管的减振结构，其特征在于，所述内环、所述外环或所述环状辐板上设置有减重槽或减重孔。
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