一种用于组合喷管中间调节板的侧向密封装置

技术领域

本公开涉及航空发动机喷管密封结构技术领域，尤其涉及一种用于组合喷管中间调节板的侧向密封装置。

背景技术

涡轮冲压组合发动机是未来可重复使用临近空间高速作战飞机的理想配装动力，采用的组合喷管为并联式二元矢量喷管，其中冷却设计及密封设计是重难点技术，对喷管工作性能和安全都有重要影响。组合喷管中间调节板侧向密封需同时保证冲压侧流道燃气和涡轮侧流道燃气不发生泄露，此外还需具备自冷却功能，保证构件材料有足够的耐温裕度，设计难度很大。

目前，国内外对涡轮冲压组合发动机竞相研究，但基本处于关键技术攻关阶段以及整机集成验证阶段，因此对于涡轮冲压组合发动机并联式组合喷管侧向密封装置还没有较成熟的结构设计。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种用于组合喷管中间调节板的侧向密封装置，该装置具体为一种用于涡轮冲压组合发动机并联式组合喷管变状态调节的中间调节板双盒式金属弹性侧向密封结构，依据面密封原理保证喷管主流燃气密封，依据线密封原理保证喷管具备自冷却功能，同时具备金属弹性密封及自冷却功能，满足涡轮冲压组合发动机喷管功能需求，最终保证喷管工作安全可靠。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于组合喷管中间调节板的侧向密封装置，其特征在于，包括钳口式密封件壳体，所述钳口式密封件壳体的钳口与机匣发动机喷管出气口连接，并且，钳口两侧分别为轨道式冲压侧冷却通道和涡轮侧冷却通道；所述钳口式密封件壳体的钳尾部为冷却气混合出口；所述钳口式密封件壳体的一侧紧贴喷管中间调节板的侧壁，另一侧固定安装喷管的承力框架；

所述冲压侧冷却通道的内壁固定设置Z型冲压密封板，还包括弧形冲压侧冷气密封片，所述Z型冲压密封板和弧形冲压侧冷气密封片围设为跑道状截面的冲压侧冷却通道；所述涡轮侧冷却通道的内壁固定设置Z型涡轮密封板，还包括弧形涡轮侧冷气密封片，所述Z型涡轮密封板和弧形涡轮侧冷气密封片围设为跑道状截面的涡轮侧冷却通道。

进一步的，还包括设置于冲压侧冷却通道处的圆弧形冲压弹性支撑板，并且所述圆弧形冲压弹性支撑板的一端与所述钳口式密封件壳体的内壁抵接，另一端与喷管的承力框架抵接。

进一步的，还包括设置于涡轮侧冷却通道处的圆弧形涡轮弹性支撑板，并且所述圆弧形涡轮弹性支撑板的一端与所述钳口式密封件壳体的内壁抵接，另一端与喷管的承力框架抵接。

进一步的，所述Z型冲压密封板和Z型涡轮密封板的一侧外翻边均与喷管的承力框架抵接。

进一步的，所述弧形冲压侧冷气密封片的一端圆弧面与所述钳口式密封件壳体内壁面预紧贴合，另一端圆弧面与所述Z型冲压密封板的内壁面预紧贴合。

进一步的，所述弧形涡轮侧冷气密封片的一端圆弧面与所述钳口式密封件壳体内壁面预紧贴合，另一端圆弧面与所述Z型涡轮密封板的内壁面预紧贴合。

进一步的，还包括设置在所述钳口式密封件壳体上的多个螺栓，用于将该侧向密封装置固定于喷管的承力框架上。

进一步的，所述螺栓的连接处设有定距套和挡片。

进一步的，所述Z型冲压密封板、Z型涡轮密封板、冲压弹性支撑板、涡轮弹性支撑板、涡轮侧冷气密封片、冲压侧冷气密封片均为金属弹性片。

本发明一种用于组合喷管中间调节板的侧向密封装置，其有益效果在于：本发明涉及的双盒式金属弹性侧向密封结构功能可靠，该结构功能为贴合侧壁壁面保证主流燃气密封，与承力框架装配构成双冷却气通道，冷却气沿程对构件进行冲击冷却保证构件不超过许用温度。充分考虑了热匹配设计、工艺设计，能在全包线范围内保证主流燃气密封及冷却通道密封，有效减少推力损失，减少周边零组件温度载荷，从而满足组合喷管工作安全可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，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公开的一些实施例，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为本发明的用于组合喷管中间调节板的侧向密封装置结构示意图；

图2为本发明的用于组合喷管中间调节板的侧向密封装置另一结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，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公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开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，在没有背离本公开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。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

如图1和图2所示，本公开实施例提供一种用于组合喷管中间调节板的侧向密封装置，其特征在于，包括钳口式密封件壳体1，所述钳口式密封件壳体1的钳口与机匣发动机喷管出气口连接，并且，钳口两侧分别为轨道式冲压侧冷却通道和涡轮侧冷却通道；所述钳口式密封件壳体1的钳尾部为冷却气混合出口；所述钳口式密封件壳体1的一侧紧贴喷管中间调节板的侧壁，另一侧固定安装喷管的承力框架；

所述冲压侧冷却通道的内壁固定设置Z型冲压密封板2，还包括弧形冲压侧冷气密封片10，所述Z型冲压密封板2和弧形冲压侧冷气密封片10围设为跑道状截面的冲压侧冷却通道；所述涡轮侧冷却通道的内壁固定设置Z型涡轮密封板3，还包括弧形涡轮侧冷气密封片9，所述Z型涡轮密封板3和弧形涡轮侧冷气密封片9围设为跑道状截面的涡轮侧冷却通道。

优选的具体结构为：所述Z型冲压密封板2和Z型涡轮密封板3的一侧外翻边均与喷管的承力框架抵接。所述弧形冲压侧冷气密封片10的一端圆弧面与所述钳口式密封件壳体1内壁面预紧贴合，另一端圆弧面与所述Z型冲压密封板2的内壁面预紧贴合。所述弧形涡轮侧冷气密封片9的一端圆弧面与所述钳口式密封件壳体1内壁面预紧贴合，另一端圆弧面与所述Z型涡轮密封板3的内壁面预紧贴合。

本发明中，该结构采用双层高温合金板材成型焊接构成半开式双通道结构，再与承力架组件装配后形成封闭盒式冷却通道，在全包线范围内保证主流燃气密封及冷却通道密封。

具体地，为了进一步保证密封性，还包括设置于冲压侧冷却通道处的圆弧形冲压弹性支撑板4，并且所述圆弧形冲压弹性支撑板4的一端与所述钳口式密封件壳体1的内壁抵接，另一端与喷管的承力框架抵接。

同样，在涡轮侧，还包括设置于涡轮侧冷却通道处的圆弧形涡轮弹性支撑板8，并且所述圆弧形涡轮弹性支撑板8的一端与所述钳口式密封件壳体1的内壁抵接，另一端与喷管的承力框架抵接。

上述Z型冲压密封板2、Z型涡轮密封板3、冲压弹性支撑板4、涡轮弹性支撑板8、涡轮侧冷气密封片9、冲压侧冷气密封片10均为金属弹性片。

上述结构通过设置在所述钳口式密封件壳体1上的多个螺栓5进行固定，用于将该侧向密封装置固定于喷管的承力框架上。所述螺栓5的连接处设有定距套6和挡片7。

本发明的密封装置中，上述钳口式密封件壳体1根据中间调节板冲压侧、涡轮侧流道型面确定外廓尺寸，钳口式密封件壳体1成型后与Z型冲压密封板2、Z型涡轮密封板3单件成型后焊接成组件，构成半开双盒式通道，通过螺栓5、定距套6、挡片7固定在承力框架后形成封闭式双盒式通道，其中定距套用于侧向密封结构横向定位，Z型冲压密封板2翻边处与承力框架壁面贴合构成弹性支撑，冲压弹性支撑板4与钳口式密封件壳体1内壁面贴合构成另一侧的弹性支撑，二者提供横向预紧力，确保喷管冲压侧在不同热膨胀量下均能保证侧向密封结构与侧壁流道壁面贴合压紧，从而保证冲压侧主流燃气密封。同理，Z型涡轮密封板3、涡轮弹性支撑板8分别构成两侧的弹性支撑，确保喷管涡轮侧在不同热膨胀量下均能保证侧向密封结构与侧壁流道壁面贴合压紧，从而保证涡轮侧主流燃气密封。

冲压侧冷气密封片10上下两端圆弧面分别与钳口式密封件壳体1、Z型冲压密封板2内壁面预紧贴合，根据线密封原理确保冲压侧冷却通道沿程密封。同理，涡轮侧冷气密封片9上下两端圆弧面分别与钳口式密封件壳体1、Z型涡轮密封板3内壁面预紧贴合，确保涡轮侧冷却通道沿程密封。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开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公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。