專利名稱：使用密封部件用于艙室放氣空腔密封的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種噴氣式發(fā)動機，從上游到下游(上游和下游方向是由初級流動的循環(huán)方向限定的)包括高壓壓縮機，擴壓器格柵和燃燒室，所述高壓壓縮機包括徑向限定所述初級流動的管道并且與徑向向外延伸的環(huán)形結構連接的外殼，所述擴壓器格柵包括在壓縮機外殼的軸向延伸部分與向后定位限定燃燒室上游端部的圓錐形支柱連接的外罩，所述與外部罩殼連接的支柱本身在上游方向延伸并且通過固定裝置固定到環(huán)形結構，所述支柱、外部罩殼、和環(huán)形結構限定繞擴壓器格柵的空腔，為了使燃燒室端部與空腔連接，在所述支柱上制造放氣孔，所述外部罩殼裝備有用于放氣的出口，為了使空腔與初級流動的管道隔離在所述環(huán)形結構和擴壓器格柵外罩之間，提供了密封裝置。
背景技術：
對裝備有至少一個噴氣式發(fā)動機的飛機的艙室需要的空氣在燃燒室的端部某個區(qū)域被排出，此處發(fā)動機的總效率具有最低的斷裂效應。放氣通過支柱內的孔發(fā)生，這使得安裝放氣用的出口比較容易。這種布置要求高壓壓縮機的管道和位于上述擴壓器格柵上的空腔之間相對密封。
由于在經受高壓，其可能達到30巴，和經受高溫，其可能達到650℃的環(huán)境中不同元件的熱響應和機械響應，要達到這種密封總是困難的，因為擴壓器格柵和壓縮機外殼之間的相對位移在軸向方向和基本上與徑向方向一致的方向是1.5mm等級。
在壓縮機和格柵的外殼之間提供密封的現有技術采取的是這種類型，包括由簧片組成的密封和用彈簧壓住簧片的逆向密封。這種技術實際容許兩個元件之間足夠大的間隙。
已有技術如圖1所示，其表示噴氣式發(fā)動機的高壓壓縮機1的最后一段從上游到下游在初級流動F1方向具有一圈從外殼3徑向向內延伸的固定葉片2，緊接著是一圈安裝在壓縮機飛輪5的外圍并且朝外延伸遠到壓縮機外殼6的轉動葉片4，壓縮機外殼6和外罩3一起徑向限定初級流動用的管道，這個與環(huán)形結構7連接的外殼6徑向向外延伸并被螺栓固定在發(fā)動機的外罩，環(huán)形結構7在包含噴氣式發(fā)動機軸的平面內具有V形橫截面。
在壓縮機1的下游設置的是擴壓器格柵10，其接受來自壓縮機1的壓縮空氣并且將空氣輸送到燃燒室11。在壓縮機1的外殼6的軸向延伸部分，格柵10具有與朝向噴氣式發(fā)動機后部定位的圓錐形支柱13連接的外罩12，這個支柱13限定燃燒室11的上游端壁并在其徑向向外區(qū)域與在上游方向延伸并且具有法蘭15的外部罩殼14連接，通過法蘭15由燃燒室和擴壓器組成的部件能通過螺栓被固定在環(huán)形結構7的徑向外部法蘭16上。
圍繞擴壓器格柵10的空腔20這樣被限定，在軸向被環(huán)形結構7和支柱13限定，徑向向外被外部罩殼14限定，以及徑向向內被壓縮機外殼6的下游部分6a和外罩12的上游部分12a限定，間隙21分隔這兩個部分。
支柱13在燃燒室的端部具有空氣排放孔22，外部罩殼14裝備有出口23以提供用于向飛機的艙室充氣或者用于冷卻噴氣式發(fā)動機的其它元件的空氣流動。
如圖2詳細顯示的，壓縮機管道和空腔20之間的密封是通過由排成一行的簧片30組成的分段密封件(sectorized seal)和逆向密封31達到的，這種密封被安裝在擴壓器格柵的外罩12的上游部分12a的外圍。在這一端，上游部分12a在其外圍之上具有由兩個法蘭即參考序號為33a的上游法蘭和參考序號33b的下游法蘭限定的通道32，法蘭具有在它們上面鉆出的用于固定鉚釘34的孔?；善?0和逆向密封31通過彈簧35與上游法蘭33a的下游面保持定位接觸，并且由鉚釘34保持。類似的，彈簧35由鉚釘34保持。如圖2所示，在壓縮機1的外殼6和擴壓器的外罩12之間沒有任何軸向移動時，環(huán)形結構7的徑向向內部分具有環(huán)形突起40，其軸向延伸進入空腔20并且其端部位于上游法蘭33a上方。
彈簧35在環(huán)形區(qū)域對密封件施加壓力，該環(huán)形區(qū)域使突起40和上游法蘭33a隔離。而且，在空腔20的空氣壓力稍微大于位于間隙21的管道內的壓力。
在突起40一側和上游法蘭33a一側的用于密封30的支承點具有凸出面。彈簧35的聯合力以及跨過密封31的兩個面的壓力差使簧片30壓在如圖2所示的結構這的表面上，而簧片是平的，于是這樣提供密封。
在一定的飛行期間，簧片30和突起40之間的支承面出現逃逸間隙，特別是當突起40跨在通道32的上方時，如圖4和圖5所示。在兩個相鄰彈簧之間，簧片30從突起移開，而只有兩個面之間的壓力差，雖然小，但可以阻止這種分隔的產生。逃逸間隙41于是在簧片和突起40的末端形成。
作為對照，當擴壓器格柵10從壓縮機1移開，正如能從圖3中看到的，由于壓力差產生的力和彈簧35的力通過簧片30的變形能達到正確地密封。
在圖2中所示的雙箭頭指示壓縮機外殼6的下游端與擴壓器格柵10的外罩12的上游端之間的相對軸向和徑向位移。
也應當指出的是，這種由外罩12承載的密封系統(tǒng)的布置使燃燒室/擴壓器裝配通過與壓縮機裝配的相對軸向位移和通過外部法蘭15和16的螺栓連接而被安裝到壓縮機上是可能的。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種噴氣式發(fā)動機，如前所述的，在發(fā)動機中放氣空腔和壓縮機中用于初級流動的管道之間的密封是通過不考慮壓縮機外殼和擴壓器格柵的外罩之間的相對位置關系來保證的。
發(fā)明達到它的目的是由于這個事實，即密封裝置包括一個分開的環(huán)形部件(segment)，其徑向的內部部分以徑向滑動和密封的方式被安置在位于擴壓器格柵的外罩上游部分外圍的溝槽內，所述部件(segment)的外圍支撐所述部件的圓柱形套筒的內表面，所述套筒形成環(huán)形結構的一部分并圍繞所述部件。
在自由狀態(tài)下，部件的外徑稍微大于套筒的內徑。由于彈簧作用的結果，部件的外圍正向對套筒的內表面施加壓力并且部件總是被置于套筒的中心。如果擴壓器的外罩和套筒之間有相對徑向位移，部件就在溝槽內滑動。如果這兩個元件之間有相對軸向位移，部件在套筒內滑動。
發(fā)明的其它優(yōu)點和特征在閱讀由下述實施例和參考相應附圖給出的說明書后就顯現出來了，其中圖1至圖5表示現有技術圖1是包含噴氣式發(fā)動機的軸的平面內，壓縮機和擴壓器的下游部分的半截面圖，其表示連接燃燒室末端并且從其中空氣流向飛機的艙室的空腔的布局，以及按照現有技術在這個空腔和用于初級流動的管道之間的密封的安裝；圖2表示按照現有技術密封的布置的放大圖；圖3表示當壓縮機外殼和擴壓器格柵的外罩之間的間隙增加時，密封的變形圖；圖4表示當此間隙減小時此密封的變形；和圖5是當間隙減少時，密封的透視圖，其表示逃逸間隙；圖6是位于壓縮機和擴壓器之間的用于初級流動的管道的外部區(qū)域的截面圖，其表示由本發(fā)明提供的密封系統(tǒng)；和圖7表示分開部件的部分透視圖。
具體實施例方式
表示現有技術的圖1至圖5已經在前面論述，因此不再需要進一步解釋。
圖6和圖7表示由本發(fā)明提供的密封裝置，和在圖1至5中表示的相同的元件使用同樣的參考序號。
擴壓器格柵10的外罩12的上游部分12a包括在它的外圍由上游法蘭33a和下游法蘭33b限定的溝槽。這兩個法蘭可以是具有外圍溝槽32并且被焊到上游部分12a外圍的環(huán)60的側翼。
溝槽32意圖在于以滑動和密封的方式容納分開部件50的徑向內部部分51，分開部件50具有一個I形截面并且其外周邊優(yōu)選為凸面52。
環(huán)形結構7的徑向內部部分7a，其基本上是圓錐形且平行于支柱13，包括向下延伸進入空腔20并且圍繞部件50和法蘭33a、33b的套筒53。此套筒的內表面54是圓柱形的，部件的外周邊52支承此表面54。圓柱形內表面54在下游與基本上平行于支柱13的截頭圓錐表面55連接。
在自由狀態(tài)下，就是說在沒有安裝、沒有壓力的狀態(tài)下，環(huán)50的外徑稍微大于套筒53的內徑。
在安裝狀態(tài)下，如圖6所示，環(huán)50被壓縮。
在擴壓器通過軸向位移裝配到壓縮機的過程中，截頭圓錐表面55壓縮在溝槽32內的環(huán)50。截頭圓錐表面55的尺寸和部件50的外徑、內徑被計算為允許壓縮機和擴壓器輕松裝配(blind assembly)的尺寸。
部件50的內部尺寸和溝槽32的底部外徑以這樣的方式選擇，以允許在操作過程中部件50在溝槽32內的軸向位移。
部件50的徑向內部部分51的寬度基本上等于溝槽32的寬度，目的是在此區(qū)域提供密封，和提供部件50在外罩12的上游部分12a和套筒53之間于相對徑向位移范圍內在溝槽32內的徑向滑動。如果在上游部分12a和壓縮機的外殼6之間有相對軸向位移，由溝槽32限制的部件50在套筒53內滑動。
圖7表示在分開區(qū)域70的的部件50，其以徑向切斷為Z形截面的形式制造。部件50的兩個舌狀物71a和71b當部件被壓縮時可以相互沿彼此滑動。兩個間隙72a和72h設置在舌狀物71a和71b的自由端與面向它們的肩部之間。
權利要求
1.一種噴氣式發(fā)動機，從上游到下游(上游和下游方向是由初級流動的循環(huán)方向限定的)包括高壓壓縮機(1)，擴壓器格柵(10)和燃燒室，所述高壓壓縮機包括外殼(6)，該外殼(6)徑向限定所述初級流動的管道并且與徑向向外延伸的環(huán)形結構(7)連接，所述擴壓器格柵包括在壓縮機外殼(6)的軸向延伸部分與向后定位的圓錐形支柱(13)連接的外罩(12)，所述圓錐形支柱(13)限定燃燒室上游端部，所述本身與外部罩殼(14)連接的支柱在上游方向延伸并且通過固定裝置固定到環(huán)形結構(7)，所述支柱、外部罩殼、和環(huán)形結構限定繞擴壓器格柵(10)的空腔(20)，為了使燃燒室端部與空腔(20)連接，在所述支柱(13)上制造放氣孔(22)，所述外部罩殼裝備有用于放氣的出口(23)，為了使空腔(20)與初級流動的管道隔離，在所述環(huán)形結構(7)和擴壓器格柵外罩(12)之間提供了密封裝置，其特征在于，密封裝置包括一個分開的環(huán)形部件(50)，它的徑向內部部分(51)以徑向滑動和密封的方式設置在位于擴壓器格柵的外罩(12)上游部分(12a)的外圍處的溝槽(32)內，所述部件的外圍(52)支承圓柱形套筒(53)的內表面(54)，所述套筒形成環(huán)形結構(7)的一部分并且圍繞所述部件(50)。
2.如權利要求1所述的噴氣式發(fā)動機，其特征在于，溝槽(32)由在外罩(12)的上游部分(12a)的外圍形成的上游法蘭(33a)和下游法蘭(33b)限定。
3.如權利要求2所述的噴氣式發(fā)動機，其特征在于，部件(50)具有I形截面并且它的外圍包括一個凸面。
4.如權利要求1至3任何一個所述的噴氣式發(fā)動機，其特征在于，套筒(53)的內表面(54)在下游與截頭圓錐表面(55)連接，其允許所述部件(50)在擴壓器和壓縮機裝配過程中被壓縮。
5.如權利要求1至4任何一個所述的噴氣式發(fā)動機，其特征在于，在自由狀態(tài)下，部件(50)的外徑稍微大于套筒(53)的內徑。
全文摘要
本發(fā)明涉及從其中空氣被放出到艙室的空腔的密封，其中空腔一方面通過壓縮機的外殼(6)和連接到外殼的環(huán)形結構(7)限定，另一方面通過擴壓器格柵的外罩(12)和與所述外罩以及發(fā)動機外部罩殼(14)連接的支柱(13)限定，這個外部罩殼(14)通過螺栓以及法蘭被固定到環(huán)形結構(7)，在環(huán)形結構(7)和擴壓器格柵的外罩(12)之間提供了密封裝置。密封裝置包括一個分開環(huán)形部件(50)，它的徑向內部部分(51)以徑向滑動和密封的方式設置在位于位于擴壓器格柵的外罩(12)上游部分(12a)的外圍處的溝槽(32)內，所述部件的外圍(52)支承圓柱形套筒(53)的內表面(54)，所述套筒形成環(huán)形結構(7)的一部分并且圍繞所述部件(50)。
文檔編號F01D11/00GK1594845SQ20041007717
公開日2005年3月16日 申請日期2004年9月10日 優(yōu)先權日2003年9月11日
發(fā)明者吉勒·勒普雷特, 迪迪?！ぐ柲系滤?申請人:Snecma發(fā)動機公司