CN217055387U - 一种3d打印燃气涡轮发动机装配式喷油嘴 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种3D打印燃气涡轮发动机装配式喷油嘴，包括喷油嘴、锁紧螺母、供油管及挤压密封结构，所述喷油嘴与供油管通过挤压密封结构相连接，所述锁紧螺母套设在喷油嘴上，且与供油管之间螺纹连接，从而将喷油嘴挤压密封连接在供油管上。本实用新型的有益效果如下：将一体集成的喷油嘴剥离成一个个独立的零件，喷油嘴在打印时可以垂直于基板放置，喷油嘴尺寸小，不再受其他结构的约束和影响，解决了喷油嘴小直径喷孔打印成型质量问题，提高燃气涡轮发动机的使用寿命；独立的喷油嘴结构降低了一体集成结构的打印报废风险；独立喷油嘴结构降低燃气涡轮发动机的使用和维护成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及喷油嘴技术领域，具体涉及一种3D打印燃气涡轮发动机装配式喷油嘴。
背景技术
目前采用增材制造结构设计的燃气涡轮发动机供油油路及燃油或润滑油喷油嘴是一体集成结构，喷油嘴就是在供油油路末端开一个直径在0.1—0.5mm之间的喷油孔，喷油嘴喷油朝向燃烧室内或者轴承润滑部位，供油油路及末端喷油嘴一体结构是长在发动机机匣上。采用3D打印方法设计制造的上诉结构解决了传统设计制造燃气涡轮发动机供油油路布置、设计难，油路加工、装配难，成本高等难题，但是上诉增材制造供油油路及燃油或润滑油喷油嘴一体集成结构在实际使用及试验过程中存在以下问题：
1）供油管、喷油嘴、发动机机匣一体集成结构在3D打印过程中只要供油管、喷油嘴、发动机机匣其中一个功能结构出现打印缺陷，例如堵塞、裂纹、变形等，一体集成结构就会面临整体报废可能，一体集成结构造价高，造成极大的浪费及成本的提升；
2）喷油嘴孔径较小，燃气涡轮发动机在使用一段时间后，喷油嘴会出现积碳或者堵塞问题，供油管、喷油嘴、发动机机匣是一体结构，当喷油嘴堵塞时需要将发动机全部拆解对一体结构清洗疏通，对于无法疏通的需要将整个一体结构更换，维修及更换成本较高；
3）喷油嘴喷射方向需要有方向角度要求，当一体集成结构的喷油嘴喷射角度与打印基板角度较小时，喷油嘴打印成型质量不好控制，成型质量会比较差，影响喷油效果，严重的还可能导致供油管、喷油嘴、发动机机匣一体集成结构报废。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了结构设计合理、装配方便的一种3D打印燃气涡轮发动机装配式喷油嘴。
本实用新型的技术方案如下：
一种3D打印燃气涡轮发动机装配式喷油嘴，包括喷油嘴、锁紧螺母、供油管及挤压密封结构，所述喷油嘴与供油管通过挤压密封结构相连接，所述锁紧螺母套设在喷油嘴上，且与供油管之间螺纹连接，从而将喷油嘴挤压密封连接在供油管上。
进一步的，所述挤压密封结构采用垫圈密封结构或锥面密封结构或双锥面密封结构。
进一步的，所述喷油嘴采用直射式结构或螺旋式结构。
进一步的，所述垫圈密封结构包括设置在供油管端面的密封槽及配合设置在密封槽内的密封垫圈，所述喷油嘴插入供油管内并压在密封垫圈上。
进一步的，所述锥面密封结构包括设置在供油管管口处的内锥面及设置在喷油嘴上的外锥面，所述供油管与喷油嘴之间通过内、外锥面相配合。
进一步的，所述双锥面密封结构包括设置在套在喷油嘴外侧的双锥面密封套及设置在供油管管口处的内锥孔，所述双锥面密封套与喷油嘴一同配合设置在供油管内锥孔内。
更进一步的，所述供油管内锥面还设有密封槽，所述密封槽内配合设置空心O型圈，所述喷油嘴外锥面插入供油管内锥面并压紧空心O型圈。
本实用新型的有益效果如下：将一体集成的喷油嘴剥离成一个个独立的零件，喷油嘴在打印时可以垂直于基板放置，喷油嘴尺寸小，不再受其他结构的约束和影响，解决了喷油嘴小直径喷孔打印成型质量问题，提高燃气涡轮发动机的使用寿命；独立的喷油嘴结构降低了一体集成结构的打印报废风险；独立喷油嘴结构降低燃气涡轮发动机的使用和维护成本。
附图说明
图1为本实用新型的实施例1结构示意图；
图2为本实用新型的实施例2结构示意图；
图3为本实用新型的实施例3结构示意图；
图4为本实用新型的实施例4结构示意图；
图5为本实用新型的螺旋式结构喷油嘴三维透视结构示意图；
图6为本实用新型的螺旋式结构喷油嘴内部结构示意图；
图7为本实用新型的直射式结构喷油嘴内部结构示意图；
图中：1、喷油嘴；2、密封垫圈；3、锁紧螺母；4、供油管；5、空心O型圈；6、双锥面密封套。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对本实用新型作进一步描述。
如图1-7所述，一种3D打印燃气涡轮发动机装配式喷油嘴，主要由供油管4、锁紧螺母3、挤压密封结构及喷油嘴1组成；所用零件均采用3D打印制造，结构尺寸根据功能空间需求设计；根据密封结构的不同，可以分为以下四种结构。
实施例1：垫圈密封结构
密封垫圈2安装在供油管4端面的密封槽内，喷油嘴1插入供油管4内并压在密封垫圈2上，锁紧螺母3套在喷油嘴1上并与供油管4通过3D打印螺纹结构连接。锁紧螺母3内螺纹与供油管4外螺纹拧紧时，锁紧螺母3将密封垫圈2压紧在供油管4端面的密封槽内，密封垫圈2产生变形填充配合间隙，实现燃油或者润滑油的密封，燃油或者润滑油从管道内流动到达喷油嘴1内，从喷油嘴1前端的小喷孔喷出。供油管4集成在燃气涡轮发动机机匣上，供油管4和锁紧螺母3上的螺纹结构是采用3D打印成型，密封垫圈2可以采用铜、铝、橡胶等材料3D打印成型。
实施例2：锥面密封结构
喷油嘴1外锥面插入供油管3内锥面内，锁紧螺母2套在喷油嘴1上，并与供油管3通过3D打印螺纹结构连接。锁紧螺母2内螺纹与供油管3外螺纹拧紧时，锁紧螺母2将喷油嘴1与供油管3的配合锥面压紧消除配合间隙，实现燃油或者润滑油的密封，燃油或者润滑油从管道内流动到达喷油嘴1内，从喷油嘴1前端的小喷孔喷出；供油管3集成在燃气涡轮发动机机匣上，供油管3和锁紧螺母2上的螺纹结构是采用3D打印成型。
实施例3：空心O型圈密封结构
空心O型圈5安装在供油管4内锥面的密封槽内，喷油嘴1外锥面插入供油管4内锥面并压紧空心O型圈5，锁紧螺母3套在喷油嘴1上并与供油管4通过3D打印螺纹结构连接。锁紧螺母3内螺纹与供油管4外螺纹拧紧时，锁紧螺母3将喷油嘴1外锥面和供油管4内锥面压紧，空心O型圈5被挤压变形填充配合间隙，实现燃油或者润滑油的密封，燃油或者润滑油从管道内流动到达喷油嘴1内，从喷油嘴1前端的小喷孔喷出；供油管4集成在燃气涡轮发动机机匣上，供油管4和锁紧螺母3上的螺纹结构是采用3D打印成型，空心O型圈5采用铜、铝、铝合金等材料通过3D打印成型。
实施例4：双锥面密封结构
双锥面密封套6套在喷油嘴1外侧，双锥面密封套6与喷油嘴1一同插入供油管4内锥孔内，锁紧螺母3套在喷油嘴1上并与供油管4通过3D打印螺纹结构连接。锁紧螺母3内螺纹与供油管4外螺纹拧紧时，锁紧螺母3将双锥面密封套6与喷油嘴1压紧在供油管4内锥孔内，双锥面密封套6产生变形填充配合间隙，实现燃油或者润滑油的密封，燃油或者润滑油从管道内流动到达喷油嘴1内，从喷油嘴1前端的小喷孔喷出。供油管4集成在燃气涡轮发动机机匣上，供油管4和锁紧螺母3上的螺纹结构是采用3D打印成型，双锥面密封套6可以采用铜、铝、橡胶等材料3D打印成型。
实施例5：
喷油嘴1使用金属或塑料材质采用3D打印方式加工成型，喷油嘴前端小喷孔直径d=0.05-1mm。喷油嘴有直射式结构和螺旋式结构，其中螺旋式喷嘴雾化效果更优。
本实用新型采用3D打印螺纹结构解决小空间无法进行螺纹加工的难题；密封结构能可靠的解决喷嘴漏油及无需担心非标结构生产制造问题；喷嘴结构采用3D打印成型，可以获得更小的孔径及小空间内的螺旋结构，燃油或润滑油可以更好的雾化。
Claims (7)
1.一种3D打印燃气涡轮发动机装配式喷油嘴，其特征在于，包括喷油嘴（1）、锁紧螺母（3）、供油管（4）及挤压密封结构，所述喷油嘴（1）与供油管（4）通过挤压密封结构相连接，所述锁紧螺母（3）套设在喷油嘴（1）上，且与供油管（4）之间螺纹连接，从而将喷油嘴（1）挤压密封连接在供油管（4）上。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印燃气涡轮发动机装配式喷油嘴，其特征在于，所述挤压密封结构采用垫圈密封结构或锥面密封结构或双锥面密封结构。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印燃气涡轮发动机装配式喷油嘴，其特征在于，所述喷油嘴（1）采用直射式结构或螺旋式结构。
4.根据权利要求2所述的一种3D打印燃气涡轮发动机装配式喷油嘴，其特征在于，所述垫圈密封结构包括设置在供油管（4）端面的密封槽及配合设置在密封槽内的密封垫圈（2），所述喷油嘴（1）插入供油管（4）内并压在密封垫圈（2）上。
5.根据权利要求2所述的一种3D打印燃气涡轮发动机装配式喷油嘴，其特征在于，所述锥面密封结构包括设置在供油管（4）管口处的内锥面及设置在喷油嘴（1）上的外锥面，所述供油管（4）与喷油嘴（1）之间通过内、外锥面相配合。
6.根据权利要求2所述的一种3D打印燃气涡轮发动机装配式喷油嘴，其特征在于，所述双锥面密封结构包括设置在喷油嘴（1）外侧的双锥面密封套（6）及设置在供油管（4）管口处的内锥孔，所述双锥面密封套（6）与喷油嘴（1）一同配合设置在供油管（4）内锥孔内。
7.根据权利要求5所述的一种3D打印燃气涡轮发动机装配式喷油嘴，其特征在于，所述供油管（4）内锥面还设有密封槽，所述密封槽内配合设置空心O型圈（5），所述喷油嘴（1）外锥面插入供油管（4）内锥面并压紧空心O型圈（5）。
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