本發(fā)明涉及一種高溫高壓浮動(dòng)引氣密封結(jié)構(gòu)，屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、引氣管路是航空發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，其連接燃燒室和外涵機(jī)匣，將燃燒室中的高溫高壓熱氣流安全地引出到發(fā)動(dòng)機(jī)外部，然后與其他管路連接進(jìn)行熱氣輸送，最終在發(fā)動(dòng)機(jī)上起到支承前置腔增壓，防止發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口結(jié)冰這兩個(gè)作用。

2、目前，航空發(fā)動(dòng)機(jī)上內(nèi)部高溫高壓氣流引出通常采用一體式導(dǎo)管直接引出，并通過(guò)膠圈或者漲圈封嚴(yán)；現(xiàn)有航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣的內(nèi)機(jī)匣多采用強(qiáng)度較高的高溫合金材料，外機(jī)匣為質(zhì)地較輕的鋁合金材料，兩種材料線膨脹系數(shù)差異較大，且內(nèi)機(jī)匣、外機(jī)匣溫差也大，導(dǎo)致熱態(tài)下內(nèi)機(jī)匣、外機(jī)匣上安裝孔相對(duì)位移較大；一體式導(dǎo)管可活動(dòng)量小，管路容易與機(jī)匣壁之間產(chǎn)生擠壓碰磨，管路內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，大大降低了管路的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)威脅到發(fā)動(dòng)機(jī)的安全；并且一體式導(dǎo)管對(duì)安裝孔的位置度要求很高，安裝時(shí)易劃傷、碰撞管路，裝配性和維護(hù)性較差。

3、為此，公開(kāi)號(hào)為cn116518159a的中國(guó)專利文獻(xiàn)，公開(kāi)了一種管路引出結(jié)構(gòu)、機(jī)匣及航空發(fā)動(dòng)機(jī)，其中管路引出結(jié)構(gòu)包括用于連通機(jī)匣的內(nèi)部和外界的引出套筒和用于安裝在外機(jī)匣上的安裝座，安裝座內(nèi)沿高度方向貫穿形成有臺(tái)階孔；臺(tái)階孔的小徑孔內(nèi)間隙配合有浮動(dòng)環(huán)，浮動(dòng)環(huán)沿高度方向相對(duì)上方的一端外側(cè)沿其徑向凸設(shè)有間隙配合在臺(tái)階孔的大徑孔內(nèi)的第一圓臺(tái)；安裝座上設(shè)有用于限制浮動(dòng)環(huán)沿高度方向移動(dòng)的蓋板；引出套筒的一端設(shè)在內(nèi)機(jī)匣上，另一端與浮動(dòng)環(huán)的內(nèi)孔間隙配合，并延伸至外機(jī)匣外供外部管路連接；引出套筒與浮動(dòng)環(huán)的內(nèi)孔之間設(shè)有第一密封膠圈。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)安裝補(bǔ)償以及內(nèi)機(jī)匣和外機(jī)匣之間的熱膨脹沿引出套筒的徑向的偏移量的補(bǔ)償，降低引出套筒的安裝孔位的位置度要求。

4、但是，該管路引出結(jié)構(gòu)使用了第一密封圈和第二密封圈，但是在高溫環(huán)境下密封圈的密封效果和使用壽命不一定理想；須要在引出套筒上沿周向加工多個(gè)槽，及用于安裝第一密封圈的第一環(huán)凹槽，制作較為復(fù)雜；此外，將引出套筒的一端安裝固定到振動(dòng)較大的內(nèi)機(jī)匣上，導(dǎo)致在實(shí)際使用過(guò)程中引出套筒仍然會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)應(yīng)力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種高溫高壓浮動(dòng)引氣密封結(jié)構(gòu)。

2、本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：

3、一種高溫高壓浮動(dòng)引氣密封結(jié)構(gòu)，包括燃燒室機(jī)匣、外涵機(jī)匣、轉(zhuǎn)接管和帶座彎管，所述燃燒室機(jī)匣上設(shè)有氣密封浮動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述外涵機(jī)匣上設(shè)有抽氣安裝座，所述轉(zhuǎn)接管的一端與氣密封浮動(dòng)機(jī)構(gòu)間隙配合，并通過(guò)氣密封浮動(dòng)機(jī)構(gòu)與燃燒室內(nèi)部連通，所述轉(zhuǎn)接管的另一端與所述帶座彎管的一端共同通過(guò)多個(gè)連接組件安裝固定到抽氣安裝座上，且轉(zhuǎn)接管上遠(yuǎn)離燃燒室機(jī)匣的一端通過(guò)帶座彎管與外界連通。

4、所述氣密封浮動(dòng)機(jī)構(gòu)包括座艙引氣安裝座和帶位移環(huán)襯套組件，座艙引氣安裝座設(shè)在燃燒室機(jī)匣上，帶位移環(huán)襯套組件與座艙引氣安裝座可拆卸連接。

5、所述座艙引氣安裝座上設(shè)有一個(gè)二級(jí)圓柱形孔，該二級(jí)圓柱形孔包括同軸布置的一級(jí)孔和二級(jí)孔，一級(jí)孔的直徑小于二級(jí)孔的直徑，且二級(jí)孔上設(shè)有內(nèi)螺紋，座艙引氣安裝座包括圓弧形底板和設(shè)在圓弧形底板上的座體。

6、所述帶位移環(huán)襯套組件包括專用螺母、位移環(huán)和堵蓋，堵蓋位于專用螺母內(nèi)，與專用螺母固定連接，并將位移環(huán)限制在專用螺母內(nèi)，位移環(huán)可以沿專用螺母的軸向和徑向進(jìn)行浮動(dòng)。

7、所述專用螺母上同軸設(shè)有一個(gè)三級(jí)圓柱形孔，該三級(jí)圓柱形孔包括同軸、依次布置且直徑依次增大的螺母一級(jí)孔、螺母二級(jí)孔和螺母三級(jí)孔，專用螺母上在螺母一級(jí)孔處的外圓面上設(shè)有外螺紋，專用螺母上在螺母二級(jí)孔的下方設(shè)有與座艙引氣安裝座頂面貼合度為100％的圓環(huán)面，專用螺母的外圓上設(shè)有環(huán)形臺(tái)，且環(huán)形臺(tái)上呈圓形陣列開(kāi)設(shè)有多個(gè)凹槽；

8、所述位移環(huán)上同軸設(shè)有通孔，位移環(huán)包括大環(huán)形臺(tái)和小環(huán)形臺(tái)，小環(huán)形臺(tái)通過(guò)圓筒段與大環(huán)形臺(tái)連接，且小環(huán)形臺(tái)、圓筒段和大環(huán)形臺(tái)共同圍成一翻邊槽；

9、所述堵蓋包括圓筒和設(shè)在圓筒內(nèi)的圓環(huán)，且圓環(huán)的下端面與圓筒的下端面共面，圓筒與專用螺母上的螺母三級(jí)孔間隙配合，且圓筒的上端面與螺母三級(jí)孔的上端面共面并密封焊接，圓環(huán)內(nèi)孔的上端沿軸向向上延伸與圓筒圍成一個(gè)環(huán)形翻邊槽，圓環(huán)內(nèi)孔的下端沿軸向向下延伸形成與大環(huán)形臺(tái)的環(huán)臺(tái)頂面貼合度不小于80％的環(huán)形接觸面。

10、所述燃燒室機(jī)匣上設(shè)有耳片，環(huán)形臺(tái)上設(shè)有鎖絲孔，且鎖絲孔通過(guò)鋼絲與耳片連接對(duì)專用螺母進(jìn)行防松。

11、所述轉(zhuǎn)接管包括厚壁段和薄壁段，薄壁段的一端與厚壁段的一端同軸連接，且薄壁段的內(nèi)徑與厚壁段的內(nèi)徑一致，厚壁段上遠(yuǎn)離薄壁段的一端設(shè)有管蝶形臺(tái)，且管蝶形臺(tái)上設(shè)有多個(gè)螺栓孔；

12、薄壁段外圓與厚壁段外圓的轉(zhuǎn)接處設(shè)有倒角r；

13、薄壁段與位移環(huán)上的通孔間隙配合。

14、所述抽氣安裝座包括圓弧板和設(shè)在圓弧板上的座蝶形臺(tái)，圓弧板上設(shè)有多個(gè)鉚釘孔，座蝶形臺(tái)上設(shè)有多個(gè)螺紋孔，圓弧板和座蝶形臺(tái)共同設(shè)有貫通孔。

15、所述帶座彎管包括彎管座和設(shè)在彎管座上的彎管，彎管和彎管座上共同設(shè)有氣流通道，彎管座上設(shè)有多個(gè)螺釘孔；

16、彎管上遠(yuǎn)離彎管座的一端連接有導(dǎo)管。

17、所述連接組件包括螺栓和套裝在螺栓上的鎖片。

18、本發(fā)明的有益效果在于：

19、1、利用燃燒室腔體內(nèi)氣壓大于外涵流道內(nèi)氣壓，并大于外界氣壓，通過(guò)轉(zhuǎn)接管和帶座彎管將燃燒室腔體內(nèi)的高溫高壓氣體引出到外涵機(jī)匣外，實(shí)現(xiàn)引氣。

20、2、利用燃燒室腔體內(nèi)外氣壓差，及浮動(dòng)引氣密封結(jié)構(gòu)中各零部件之間的配合，在不需要使用密封件的情況下實(shí)現(xiàn)密封，摒棄了現(xiàn)有技術(shù)中的密封圈，確保浮動(dòng)引氣密封結(jié)構(gòu)在高溫環(huán)境下具備良好的密封性能，并延長(zhǎng)了其使用壽命，同時(shí)有助于簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)接管的結(jié)構(gòu)，降低其制造成本。

21、3、由于轉(zhuǎn)接管不與燃燒室機(jī)匣固接，來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)主體的大部分振動(dòng)被有效截?cái)?，使得整機(jī)振動(dòng)只有小部分傳遞到轉(zhuǎn)接管上，顯著降低了振動(dòng)應(yīng)力對(duì)轉(zhuǎn)接管的影響。

22、4、本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)一引導(dǎo)功能：轉(zhuǎn)接管上在薄壁段外圓與厚壁段外圓的轉(zhuǎn)接處設(shè)有倒角r，當(dāng)氣體從燃燒室泄漏時(shí)，倒角r可引導(dǎo)高溫氣體隨外涵氣流向后流動(dòng)，以對(duì)復(fù)材外涵機(jī)匣起到保護(hù)作用。

23、5、本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)兩防線功能：專用螺母與安裝固定在燃燒室機(jī)匣上的座艙引氣安裝座螺紋連接到位后，專用螺母上的圓環(huán)面與座艙引氣安裝座的頂面貼合實(shí)現(xiàn)密封，防止高溫氣體從此處泄漏，為第一道密封防線；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，燃燒室腔體中有從前向后的燃燒室氣流，外涵流道中也有從前向后的外涵氣流，由于燃燒室腔體內(nèi)氣壓大于外涵流道內(nèi)氣壓，并大于導(dǎo)管中的氣壓，因此可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)引氣功能，此時(shí)位移環(huán)在氣壓的作用下往z軸的正方向移動(dòng)，位移環(huán)的大環(huán)形臺(tái)的環(huán)臺(tái)頂面與堵蓋的圓環(huán)底部的環(huán)形接觸面相貼合，起到對(duì)高溫高壓氣流的密封作用，為第二道密封防線。

24、6、本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)三補(bǔ)償功能：第一，轉(zhuǎn)接管的下端與位移環(huán)間隙配合，使得轉(zhuǎn)接管下端沒(méi)有絕對(duì)意義上的約束，當(dāng)轉(zhuǎn)接管受到高溫高壓氣體作用發(fā)生熱膨脹時(shí)，可在z方向自由收縮，減小結(jié)構(gòu)應(yīng)力，為應(yīng)力補(bǔ)償；第二，由于位移環(huán)空間各個(gè)方向相對(duì)自由，即位移環(huán)可在有限空間內(nèi)沿自身徑向和軸向移動(dòng)，使抽氣安裝座和座艙引氣安裝座的加工偏差可在小范圍內(nèi)忽略，并使轉(zhuǎn)接管在空間各方向均可得到位移補(bǔ)償；第三，由于轉(zhuǎn)接管不與燃燒室機(jī)匣固接，來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)主體的大部分振動(dòng)被有效截?cái)?，使得整機(jī)振動(dòng)只有小部分傳遞到轉(zhuǎn)接管上，減小了整機(jī)振動(dòng)帶來(lái)的影響，為振動(dòng)補(bǔ)償。