CN209179822U - 用于涡轮发动机的组件、构件，以及涡轮发动机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及用于涡轮发动机的组件、构件，以及涡轮发动机。该组件包括：围绕纵向轴线(X)限定的毂(200)；叶片(100)，该叶片包括叶片根部(110)并且沿相对于纵向轴线(X)的径向方向(Y)延伸，毂(200)包括凹部(210)，该凹部能够通过沿径向方向(Y)插入而接纳叶片根部(110)，其中，凹部(210)包括第一槽(220)；叶片根部(110)包括第二槽(120)，使得当叶片根部(110)插入到凹部(210)中时，第一槽(220)和第二槽(120)彼此面对；该组件还包括位于第一槽(220)和第二槽(120)中的密封件(300)。

Description

用于涡轮发动机的组件、构件，以及涡轮发动机
技术领域
本实用新型涉及将定子叶片固定到用于航空器的涡轮发动机中的内罩壳或用于航空器的涡轮发动机试验台中的内罩壳的领域。
这种类型的定子叶片例如位于布置在旋转体下游的OGV(出口导向机片) 或整流器上，以便整流空气流。
特别地，本实用新型涉及刀口式紧固结构，而不是通常用于旋转叶片的燕尾形紧固结构。
背景技术
图1表示位于流道V中的叶片10，该流道V通常是双流式涡轮发动机的次流道Vs。涡轮发动机围绕纵向轴线布置。
叶片10在流道Vs内径向延伸，用于整流从上游到下游移动的气流。叶片包括拱腹和拱背。
为此，叶片10在外端部12处紧固到位于流道V的径向外侧的壳体20，并且在另一个内端部14(称为叶片根部)处紧固到位于流道V的径向内侧的毂 30。
通常，OGV式整流器包括围绕毂30周向分布的多个叶片10。
在壳体20上产生紧固，将不再对其进行描述。在毂30处，通过沿径向方向将内端部14插入到形成在毂30上或毂30中的凹部32中来进行紧固。凹部 32然后用作纵向和切向止挡部，以将叶片10固定在流道中。
更具体地，凹部32呈与叶片根部34互补的形状。凹部32和根部14形成凹形/凸形联接。
这种紧固结构被称为刀口式紧固结构，并且不涉及结构叶片，即承受壳体20和毂30之间的力的叶片。
然而，在一些涡轮发动机或一些试验台上，叶片10可以在临界条件下操作，即具有强回转和强流道会聚。因此，对该区域的再流通管理对于确保发动机的性能至关重要。
刀口式紧固结构有两个缺陷。
首先，使用的凹部装置具有用于组装和拆卸叶片10的功能间隙。叶片10 和毂30之间的该间隙与根部涡流一起产生对模块性能有害的损失。实际上，可能存在拱腹/拱背再流通。
其次，在喘振的情况下，叶片在空气动力学力的作用下变形(弯曲)。该变形可能导致叶片10从凹部32中弹出。
因此需要改进用于涡轮发动机或涡轮发动机试验台的定子叶片的刀口式紧固结构。
实用新型内容
为此，本实用新型提供了一种用于涡轮发动机或涡轮发动机试验台的组件，该组件包括：
-围绕纵向轴线限定的毂，
-叶片，该叶片包括叶片根部并且沿相对于纵向轴线的径向方向延伸，
毂包括凹部，该凹部能够通过沿径向方向的插入而接纳叶片根部，
其特征在于：
-凹部包括第一槽，
-叶片根部包括第二槽，使得当叶片根部插入到凹部中时，第一槽和第二槽彼此面对，
-该组件还包括位于第一槽和第二槽中的密封件，其中，密封件包括通过底部连接的两个相对的翼部，这两个翼部被构造成抵靠凹部的壁布置，并且其中，密封件的每个翼部包括面对凹部和叶片根部位于第一槽和第二槽中的凸起。
本实用新型可包括单独或组合使用的以下特征：
-叶片根部完全被密封件包围，即叶片根部完全被密封件覆盖，
-密封件包括刚性加强件，
-刚性加强件是板或多个线材，该板或多个线材优选为金属的，
-刚性加强件穿过两个翼部和底部在两个相对的凸起之间连续延伸，
-刚性加强件在其端部处延伸到凸起中，使得端部位于叶片根部的第二槽中，
-密封件与毂的表面齐平，以确保空气动力学连续性，
-叶片根部对应于叶片的流线型形式的延伸部，
-第一槽在凹部的周缘上延伸，
-根部在与纵向轴线正交或基本正交的平面中具有矩形截面，
-用于涡轮发动机的构件包括多个如前所述的组件中所限定的叶片、凹部和密封件，该构件通常是双流式涡轮发动机的次级流整流器。本实用新型还提供了一种涡轮发动机或例如部分涡轮发动机类型的试验台，其包括如前所述的构件，该构件例如是构成流道的部分涡轮发动机的单流整流器，该流道在考虑完整涡轮发动机的情况下对应于次级流道。
附图说明
本实用新型的其他特征、目的和优点将从以下纯粹说明性和非限制性的描述中得出，这些描述必须参考附图阅读。
图1示出了比如现有技术中存在的叶片和毂之间的刀口式紧固结构。
图2至图4示出了根据本实用新型的两个实施例的叶片和毂之间的刀口式紧固结构。更具体地，图2示出了没有密封件的刀口式紧固结构，图3示出了没有叶片的刀口式紧固结构，图4示出了完整的刀口式紧固结构。
具体实施方式
将参照图2至图4描述根据本实用新型的刀口式紧固结构。
所考虑的是涡轮发动机的情况，特别是在次级流道中具有布置在风扇出口处的整流器(OGV)的双流式涡轮发动机。然而，本实用新型可应用于例如单流整流器，或其中使用定子叶片的任何类型的试验台。这种试验台例如是部分发动机，例如，能够对代表通常在完整发动机的次级流道中发生的那些现象的现象的数据进行验证。
图2示出了叶片100，该叶片在一个端部处包括叶片根部110，该叶片根部通常是叶片100的径向内端部。叶片根部110紧固到毂200，毂围绕纵向轴线X 旋转(表示在图中的轴线X'平行于轴线X)，该纵向轴线对应于涡轮发动机的主旋转轴线。毂200形成涡轮发动机的主体的一部分。叶片100相对于毂200 在径向方向Y上延伸(因此每个叶片具有其自己的径向方向Y)。
在径向向外的另一端部，叶片100紧固到壳体(这里未示出)。本实用新型不涉及这个方面。
叶片100具有用于整流气流的轮廓形状，特别是具有拱腹和拱背。叶片100 的根部110可以在拱腹和拱背的延伸部分中成形。替代性地，根部110可包括平台，即简化的几何形状，其有助于叶片100在涡轮发动机上的组装。例如，在毂200的表面上，平台具有基本上矩形的截面。
局部地，叶片根部110在垂直于纵向轴线X的平面中的截面通常是矩形的，如图2和图4所示。由于叶片100的可能的曲率并且因此叶片根部110的可能的曲率，该截面可以在基本垂直于纵向轴线X的平面中形成。
毂200又包括凹部210。该凹部210可以采用在毂200中绘制的槽的形式，如图2至图4所示。替代性地，凹部210可以采用毂200的表面上的接纳部的形式，即，该凹部可以从毂200径向向外延伸。
凹部210的功能是接纳叶片根部110，以允许叶片根部被纵向和切向地锁定。因此，叶片根部110和凹部210形成组装的凸/凹联接。通过使叶片100沿径向方向Y朝向凹部210移动来进行组装。
凹部限定有底部202和彼此面对的两个相对的侧壁204、206。凹部210还包括两个端壁(未示出)。侧壁204、206形成切向止挡部，并且端壁形成纵向止挡部。
在叶片根部110和凹部210之间设置有密封件300。
为此，叶片根部110包括第二槽120，该第二槽用于在叶片根部110安装在凹部210中时接纳密封件300的一部分。
第二槽120在叶片根部110的周缘上延伸。
类似地，凹部210还包括第一槽220，该第一槽220用于在叶片根部110 安装在凹部210中时接纳密封件300的一部分。实际上，每个侧壁204、206 或甚至端壁实际上包括第一槽220。
第一槽220在凹部200的周缘上延伸。优选地，第一槽220刚刚位于毂200 的表面下方，使得密封件300是齐平的并且使得毂200的表面与密封件300之间的接合部是连续的。
槽可以具有不同的截面：半圆形(如图所示)、三角形、菱形等。
当叶片根部110插入凹部210中时，第一槽220和第二槽120彼此面对。这样，第一槽和第二槽限定出空腔，该空腔的容积大于凹部210的壁204、206 与叶片根部110之间存在的间隙。因此，密封件300具有呈与第一槽220和第二槽120基本互补的形状的截面。
因此，密封件300装配在第一槽220和第二槽120中，以阻挡叶片100的径向移动，这防止叶片从空腔210中脱出。
密封件300填充凹部210和叶片根部110之间的整个功能间隙。为了接纳密封件300，凹部210可以具有比现有技术(其中没有密封件)略大的尺寸。
密封件300防止空气再流通，并且通过特别靠近凹部210的开口侧，确保在毂200的表面处的空气动力学连续性。
凹部210通常具有与叶片根部110的形状互补的形状，以便限制必须由密封件300填充的容积。
密封件有利地位于叶片根部的整个周缘上(包括端部)。
为了便于插入，密封件300，或更确切地说，密封件300的与叶片100接触的部分具有合适的形状，例如，圆形或斜面形。
密封件300包括底部302和从底部302延伸并且彼此面对的两个相对的翼部304、306。每个翼部304、306紧邻叶片根部110的相应面和凹部210的相应壁204、206。密封件300还包括端部翼部(未示出)。
以这种方式，密封件300围绕并完全覆盖叶片根部110并且防止毂200和叶片根部110之间的直接接触，从而产生例如对振动的吸收。
密封件300的每个翼部304、306包括密封件300的局部凸出部的形式的凸起308。正是这个凸起308通过位于彼此面对的第一槽220和第二槽120中使得能够通过抵接第一槽220和第二槽120而有助于径向地保持叶片根部110。
密封件300由有助于其密封功能的柔性材料例如硅酮、塑料、橡胶或弹性体制成。
为了有助于将叶片根部110保持在凹部200中，密封件300包括位于柔性材料中的刚性插入件的形式的加强件310。加强件310可以由例如金属或硬塑料类型的板或连续的线材形成。线材也可以沿着凸起308延伸。
这种加强件增加了密封件300通过特别是在扭转期间可能施加在叶片上的径向力而撕裂的阻力。因此叶片110的运动得到更好的控制。
特别地，加强件310在与纵向轴线X正交或基本正交的平面中包括两个端部314、316并且从一个凸起308穿过翼部304、底部302和另一翼部306到达另一个凸起(凹部的相对面的凸起)连续地延伸穿过密封件300。这种连续性确保了密封件的均匀性和可靠的反作用，加强件310的每部分都有助于保持加强件310的其他部分。
在板的情况下，加强件可以是折板；在线材的情况下，加强件可以是沿着与纵向轴线X正交或基本正交的平面并排布置的多个线材。
在优选实施例中，加强件310的位于凸起308中的端部314、316靠近凸起 308的位于叶片根部110一侧的边缘。换句话说，加强件310的端部314、316 并非在与密封件310的翼部304、306的宽度相当的宽度上保持在凸起308中。这样，当叶片根部110就位时，加强件310的端部314、316位于叶片根部110 的第二槽120中并且将力直接施加在叶片根部内。因此改善了叶片的径向保持。
甚至可以设置成使加强件的端部314、316呈朝向另一个凸起定向的钩的形式。
套件
前述元件可以以套件即未组装的形式制造和/或交付。
组装方法
现在将描述组装方法。
对于第一实施例，首先，将密封件300放置在凹部210中，同时确保凸起308正确地放置在第二槽120中。可以使用胶水来固定凹部210的密封件300。
然后，使叶片100沿对应于其延伸方向的径向方向Y移动，使得叶片根部 110进入凹部210内部，直到密封件300的凸起308接合在叶片根部110的第二槽120中。
为了从毂200拆卸叶片100，可以使用专用工具迫使密封件300抵靠毂200，实际上抵靠槽210的底部，以便从叶片根部100的第二槽120移除凸起308。

Claims (13)

1.一种用于涡轮发动机的组件，包括：
-围绕纵向轴线(X)限定的毂(200)，
-叶片(100)，所述叶片包括叶片根部(110)并且沿相对于所述纵向轴线(X)的径向方向(Y)延伸，
-所述毂(200)包括凹部(210)，所述凹部能够通过沿所述径向方向(Y)的插入而接纳所述叶片根部(110)，
其特征在于：
-所述凹部(210)包括第一槽(220)，
-所述叶片根部(110)包括第二槽(120)，使得当所述叶片根部(110)插入到所述凹部(210)中时，所述第一槽(220)和所述第二槽(120)彼此面对，
-所述组件还包括位于所述第一槽(220)和所述第二槽(120)中的密封件(300)，其中，所述密封件(300)包括通过底部(302)连接的两个相对的翼部(304、306)，所述翼部被构造成抵靠所述凹部(210)的壁(204、206)布置，并且其中，所述密封件(300)的每个翼部(304、306)包括面对所述凹部(210)和所述叶片根部(110)位于所述第一槽(220)和所述第二槽(120)中的凸起(308)。
2.根据权利要求1所述的用于涡轮发动机的组件，其中，所述叶片根部(110)完全被所述密封件(300)包围。
3.根据权利要求1或2所述的用于涡轮发动机的组件，其中，所述密封件(300)包括刚性加强件(310)。
4.根据权利要求3所述的用于涡轮发动机的组件，其中，所述刚性加强件(310)是板或多个线材。
5.根据权利要求3所述的用于涡轮发动机的组件，其中，所述刚性加强件(310)穿过所述两个翼部(304、306)和所述底部(302)在所述凸起(308) 之间连续延伸。
6.根据权利要求5所述的用于涡轮发动机的组件，其中，所述刚性加强件(310)在其端部(314、316)处延伸到所述凸起(308)中，使得所述端部(314、316)位于所述叶片根部(110)的所述第二槽(120)中。
7.根据权利要求1或2所述的用于涡轮发动机的组件，其中，所述密封件(300)与所述毂(200)的表面齐平，以确保空气动力学连续性。
8.根据权利要求1所述的用于涡轮发动机的组件，其中，所述组件还用于涡轮发动机试验台。
9.根据权利要求4所述的用于涡轮发动机的组件，其中，所述板或所述多个线材为金属的。
10.一种用于涡轮发动机的构件，包括多个如权利要求1至9中任一项所述的组件中所限定的叶片、凹部和密封件。
11.根据权利要求10所述的构件，其中，所述构件是双流式涡轮发动机的次级流整流器。
12.一种涡轮发动机，包括根据权利要求10所述的构件。
13.根据权利要求12所述的涡轮发动机，其中，所述构件是单流整流器，和/或与双流式涡轮发动机的单流部分对应的试验台。
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