掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

用于燃气涡轮发动机的顺应馈通件

文献发布时间:2024-07-23 01:35:12


用于燃气涡轮发动机的顺应馈通件

技术领域

本公开大体涉及燃气涡轮发动机,并且更具体地,涉及用于燃气涡轮发动机的顺应馈通件。

背景技术

涡轮发动机是一些应用最广泛的发电技术,通常被用于飞行器和发电应用。涡轮发动机通常包括布置成彼此流动连通的风扇和核心。涡轮发动机的核心通常以串行流动顺序包括压缩机区段、燃烧区段、与压缩机区段在同一轴上的涡轮区段、以及排气区段。通常,壳体或外壳围绕涡轮发动机的核心。

附图说明

图1是其中可以实施本文公开的示例的燃气涡轮发动机的横截面视图。

图2是可以与图1的发动机结合使用的密封壁的立体图。

图3A是可以与图2的密封壁结合使用的现有滑动杆组件的立体图。

图3B是图3A的现有滑动杆组件的横截面视图。

图4是包括根据本公开的教导实施的顺应馈通件的滑动杆组件的立体图。

图5是图4的顺应馈通接头的立体图。

图6是图4的滑动杆组件的横截面视图。

图7是图5的顺应馈通件的槽图案的前视图。

附图未按比例绘制。通常,在整个附图和随附的书面描述中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。如本专利中所使用的,声明任何部分(例如,层、膜、区、区域或板)以任何方式在(例如,定位在、位于、设置在或形成在等)另一部分上,表示被引用部分或者与另一部分接触,或者被引用部分在另一部分上方,其中一个或多个中间部分位于它们之间。如本文所用,除非另有说明,否则连接引用(例如,附接、联接、连接和接合)可包括由连接引用引用的元件之间的中间构件和/或那些元件之间的相对移动。因此,连接引用不一定推断两个元件直接连接和/或彼此具有固定关系。如本文所用,声明任何部分与另一部分“接触”被限定为意味着在这两个部分之间没有中间部分。

本文用包括交叉影线的部分描绘了一些附图,以指示这些部分是以横截面示出的。为了区分附图中描绘的不同部分,将不同的交叉影线图案应用于不同的部分。不同的交叉影线图案不应被解释为暗示与该部分有关的任何特性。此外,不同图纸上使用的相同交叉影线图案不应被解释为暗示具有相同交叉影线图案的部分之间的任何关系。

除非另有具体说明,否则本文使用的描述符(诸如“第一”、“第二”、“第三”等)没有赋予或以其他方式指示优先级、物理顺序、列表中的布置和/或以任何方式排序的任何含义,而是仅用作标签和/或任意名称来区分元件以便于理解所公开的示例。在一些示例中,描述符“第一”可以用于指代详细描述中的元件,而在权利要求中可以使用不同的描述符(例如“第二”或“第三”)来指代相同的元件。在这种情况下,应该理解,这种描述符仅用于清楚地标识可能例如以其他方式共享相同名称的那些元件。

如本文在整个说明书和权利要求中使用的,近似语言被用于修饰可以允许变化而不会导致与其相关的基本功能发生变化的任何定量表示。因此,由诸如“大约”、“近似”和“基本上”的一个或多个术语修饰的值不限于指定的精确值。在本文使用的一些示例中,术语“基本上”用于描述两个部分之间的关系,该关系在所述关系的三度内(例如,基本上共线的关系在线性的三度内,基本上垂直的关系在垂直的三度内,基本上平行的关系在平行的三度内,基本上齐平的关系在齐平的三度内等)。

术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如,“上游”是指流体从其流动的方向,“下游”是指流体向其流动的方向。本文使用各种术语来描述特征的取向。通常,附图标注有一组轴线,包括轴向轴线A、周向轴线C和径向轴线R。

术语“孔”和“开口”可以互换使用以指代结构中的孔隙。然而,这些术语的不同实例不应被视为限制其所描述的主题的范围。相反,这些术语仅用于澄清和/或描述目的。

在下面的详细描述中,参考了构成其一部分的附图,其中通过说明的方式示出了可以实践的具体示例。对这些示例进行了足够详细的描述,以使本领域技术人员能够实践该主题,并且应当理解,可以使用其他示例。因此,提供以下详细描述以描述示例性实施方式并且不被视为限制本公开中描述的主题的范围。来自以下描述的不同方面的某些特征可以组合以形成以下讨论的主题的新方面。

具体实施方式

本文公开的示例顺应馈通接头可以与燃气涡轮发动机的防火密封壁结合使用。本文公开的示例顺应馈通接头包括由盘部分和衬套部分组成的圆形板。在本文公开的一些这样的示例中,顺应馈通接头的盘部分包括槽图案,该槽图案使得接头能够沿着俯仰轴线和/或偏航轴线挠曲。在本文公开的一些这样的示例中,顺应馈通接头的槽可以包括防止火通过接头蔓延的特征。在本文公开的一些这样的示例中,顺应馈通接头的衬套部分接收杆组件的杆。在本文公开的一些这样的示例中,衬套部分可以包括低摩擦衬里,以防止衬套部分和杆之间的磨损。示例顺应馈通接头消除了球面轴承的使用,这降低了制造和维修这种致动杆组件的成本。

涡轮发动机(在本文中也称为燃气涡轮发动机)是一种使用大气作为移动流体的内燃机。在操作中,大气经由风扇进入涡轮发动机并流过压缩机区段,在压缩机区段中,一个或多个压缩机逐渐压缩(例如,加压)空气,直到空气到达燃烧区段。在燃烧区段中,加压空气与燃料结合并被点燃,以在气体流进入涡轮区段之前产生高温高压气体流(例如,热燃烧气体)。热燃烧气体在流过涡轮区段时膨胀,导致一个或多个涡轮的叶片旋转。涡轮的旋转叶片产生线轴功输出,该线轴功输出为对应的压缩机提供动力。线轴是压缩机、轴和涡轮的组合。涡轮发动机通常包括多个线轴,诸如高压线轴(例如,HP压缩机、轴和涡轮)和低压线轴(例如,LP压缩机、轴、和涡轮)。在附加或替代示例中,涡轮发动机可以包括一个线轴或多于两个线轴。

“包括”和“包含”(及其所有形式和时态)在本文中用作开放式术语。因此,每当权利要求采用任何形式的“包括”或“包含”(例如,包含、包括、具有等)作为序言或在任何类型的权利要求陈述中采用任何形式的“包括”或“包含”(例如,包含、包括、具有等),应当理解,在不超出对应权利要求或陈述的范围的情况下,可以存在附加的元件、术语等。如本文所用,当短语“至少”用作例如权利要求的序言中的过渡术语时,其以与术语“包含”和“包括”是开放式的相同的方式是开放式的。术语“和/或”当例如以诸如A、B和/或C的形式使用时,指的是A、B、C的任何组合或子集,例如(1)单独A,(2)单独B,(3)单独C,(4)A与B,(5)A与C,(6)B与C,或(7)A与B以及与C。如本文在描述结构、部件、项目、对象和/或事物的上下文中使用的,短语“A和B中的至少一个”旨在指代包括(1)至少一个A、(2)至少一个B,或(3)至少一个A和至少一个B中的任何的实施方式。类似地,如本文在描述结构、部件、项目、对象和/或事物的上下文中使用的,短语“A或B中的至少一个”旨在指代包括(1)至少一个A,(2)至少一个B,或(3)至少一个A和至少一个B中的任何的实施方式。如本文在描述过程、指令、动作、活动和/或步骤的进行或执行的上下文中使用的,短语“A和B中的至少一个”旨在指代包括(1)至少一个A,(2)至少一个B,或(3)至少一个A和至少一个B中的任何的实施方式。类似地,如本文在描述过程、指令、动作、活动和/或步骤的进行或执行的上下文中使用的,短语“A或B中的至少一个”旨在指代包括(1)至少一个A,(2)至少一个B,或(3)至少一个A和至少一个B中的任何的实施方式。

如本文所用,单数引用(例如,“一”、“一种”、“第一”、“第二”等)不排除复数。如本文所用,术语“一”或“一种”对象是指该对象中的一个或多个。术语“一”(或“一种”)、“一个或多个”和“至少一个”在本文中可互换使用。此外,虽然单独列出,但多个装置、元件或方法动作可以通过例如相同实体或对象来实施。此外,虽然单独的特征可以包括在不同的示例或权利要求中,但这些可以可能被组合,并且不同示例或权利要求中的包括并不意味着特征的组合是不可行的和/或不利的。

许多燃气涡轮发动机使用可变定子轮叶(VSV),这使得压缩机定子轮叶的攻角可以基于飞行阶段、发动机速度等来改变,以提高发动机效率。在一些燃气涡轮发动机构造中,这样的VSV经由联接到机械致动器的杆来控制。燃气涡轮发动机的操作者可以经由杆的致动来控制VSV的位置。一些这样的致动器经由防火密封壁与发动机的包含VSV的部分(例如,发动机的容纳压缩机的部分等)分开,以防止在该部分中出现火的情况下损坏致动器和相邻的发动机部件(例如,附件齿轮箱等)。在一些这样的构造中,连接致动器和VSV的杆必须经由顺应杆的移动的馈通件穿过该防火密封件。许多现有的馈通接头包括球面轴承,其允许杆在馈通接头内移动。然而,球面轴承通常由于轴承的滚珠和座圈之间的摩擦而快速磨损,并且制造、组装和维修成本可能高昂。

本文公开的示例馈通接头维持防火密封壁的完整性,顺应由杆引起的旋转,并且与包括球面轴承的现有馈通接头相比,制造、组装和维修成本更低。本文公开的示例顺应接头包括盘部分和衬套部分,盘部分包括多个槽,衬套部分接收联接到致动器的杆。在本文公开的一些示例中,盘部分的槽能够实现接头的弹性顺应/旋转,这可以减轻对现有球面轴承的需要。在本文公开的一些示例中,槽可以包括弹性体,该弹性体控制火焰通过其中的潜在蔓延和/或抑制盘的振动。

现在参考附图,其中同一数字在整个附图中指示相同的元件,图1是涡轮风扇型燃气涡轮发动机100(“涡轮风扇发动机100”)的示意横截面视图。虽然示出的示例是高旁通涡轮风扇发动机,但是本公开的原理也可应用于其他类型的发动机,诸如低旁通涡轮风扇发动机、涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机等。如图1所示,涡轮风扇发动机100限定延伸通过其中以供参考的纵向或轴向中心线轴线102。大体上,涡轮风扇发动机100可以包括设置在风扇区段106下游的核心涡轮104或燃气涡轮发动机。图1还包括参考轴向方向A、周向方向C和径向方向R的带注释的方向图。

核心涡轮104大致包括限定环形入口110的基本上管状外壳108(“涡轮壳体108”)。外壳108可以由单个壳体或多个壳体形成。外壳108以串行流动关系包围:压缩机区段,其具有增压或低压压缩机112(“LP压缩机112”)和高压压缩机114(“HP压缩机114”);燃烧区段116;涡轮区段,其具有高压涡轮118(“HP涡轮118”)和低压涡轮120(“LP涡轮120”);以及排气区段122。高压轴或线轴124(“HP轴124”)驱动地联接HP涡轮118和HP压缩机114。低压轴或线轴126(“LP轴126”)驱动地联接LP涡轮120和LP压缩机112。LP轴126还可以联接到风扇区段106的风扇线轴或轴128(“风扇轴128”)。在一些示例中,LP轴126可以直接联接到风扇轴128(即,直接驱动构造)。在替代构造中,LP轴126可以经由减速齿轮箱130联接到风扇轴128(例如,间接驱动或齿轮驱动构造)。

如图1所示,风扇区段106包括联接到风扇轴128并从风扇轴128径向向外延伸的多个风扇叶片132。环形风扇壳体或机舱134(本文也称为风扇壳134)周向包围风扇区段106和/或核心涡轮104的至少一部分。机舱134由多个周向间隔开的出口导向轮叶136相对于核心涡轮104被支撑。此外,机舱134的下游区段138可以包围核心涡轮104的外部分,以在其间限定旁通气流通道140。

如图1所示,空气142在涡轮风扇发动机100的操作期间进入涡轮风扇发动机100的入口部分144。空气142的第一部分146流入旁通气流通道140,而空气142的第二部分148流入LP压缩机112的入口110。联接到LP轴126的LP压缩机转子叶片152和LP压缩机定子轮叶150的一个或多个顺序级逐渐压缩在通向HP压缩机114的途中流过LP压缩机112的空气142的第二部分148。接下来,联接到HP轴124的HP压缩机转子叶片156和HP压缩机定子轮叶154的一个或多个顺序级进一步压缩流过HP压缩机114的空气142的第二部分148。这将压缩空气158提供到燃烧区段116,在那里压缩空气158与燃料混合并燃烧以提供燃烧气体160。

燃烧气体160流过HP涡轮118,其中联接到HP轴124的HP涡轮转子叶片164和HP涡轮定子轮叶162的一个或多个顺序级从燃烧气体160中提取第一部分动能和/或热能。这种能量提取支持HP压缩机114的操作。燃烧气体160然后流过LP涡轮120,其中联接到LP轴126的LP涡轮转子叶片168和LP涡轮定子轮叶166的一个或多个顺序级从燃烧气体160中提取第二部分热能和/或动能。这种能量提取导致LP轴126旋转,从而支持LP压缩机112的操作和/或风扇轴128的旋转。燃烧气体160然后通过核心涡轮104的排气区段122离开核心涡轮104。

与涡轮风扇发动机100一起,核心涡轮104在陆基燃气涡轮、涡轮喷气发动机和非管道式风扇发动机中用作类似目的并看到类似的环境,在涡轮喷气发动机中,空气142的第一部分146与空气142的第二部分148之比小于涡轮风扇发动机的,在非管道式风扇发动机中,风扇区段106没有机舱134。在涡轮风扇发动机、涡轮喷气发动机和非管道式发动机中的每一个中,减速装置(例如,减速齿轮箱130)可以包括在任何轴和线轴之间。例如,减速齿轮箱130可以设置在LP轴126和风扇区段106的风扇轴128之间。图1还包括罩170和偏置拱形万向节172-176。罩170是可以减少阻力并冷却发动机的覆盖物。偏置拱形万向节172-176可以例如包括红外相机,以检测涡轮风扇发动机100的罩下区域中的热异常。

图2是可以与图1的发动机100结合使用的现有杆组件200和密封壁202的立体图。在图2中,现有杆组件200联接到致动器204到控制臂206。在图2中,现有杆组件200包括联接到致动器204的第一接头208、联接到控制臂206的第二接头210、杆212和馈通件214。在图2中,密封壁202将发动机100的第一腔216与发动机100的第二腔218分离(例如,隔离、分开等)。

在图2中,第一腔216大致对应于发动机100的前腔(例如,与发动机100的风扇相邻的腔等),并且第二腔218大致对应于发动机100的压缩机腔(例如,容纳压缩机的腔等)。应当理解,第一腔216和第二腔218包括图2中未示出的部件,以更好地显示现有杆组件200的操作。在图2中,密封壁202防止火从第二腔218蔓延到第一腔216。特别地,在发动机100的操作期间,由于发动机100的核心涡轮104的操作(例如,来自燃烧区段116的火焰等),在第二腔218中可能出现火(例如,火焰等)。第一腔216中的部件(包括致动器204)可能对火焰高度敏感。因此,密封壁202保护这些部件免受来自第二腔218的火的影响。在其他示例中,第一腔216和第二腔218可以对应于发动机中的其他腔(例如,第一腔216可以包括燃烧器,并且第二腔218可以对应于包括燃烧器的腔等)。

控制臂206可以联接到发动机100的VSV环的致动连杆。在这样的构造中,控制臂206的移动可以控制联接到VSV环的定子的旋转位置。杆212将机械输入从致动器传送到控制臂206。特别地,致动器204能够沿着轴向轴线线性地平移杆212。接头210枢转地联接到控制臂206,并且杆212的平移使控制臂206改变位置。这样,发动机100的VSV的位置可以经由致动器204来控制。

馈通件214是设置在密封壁202的孔内的结构。在图2中,馈通件214包括杆212穿过的孔口。馈通件214包括球面轴承,该球面轴承有助于杆212在馈通件214内的未对准。下面结合图3A和图3B来描述图2的馈通件214。

图3A是图2的现有杆组件200的立体图。图3B是图2和图3A的馈通件214的局部横截面视图,描绘了馈通件214的一部分(例如,上部部分等)。现有杆组件200包括图2的第一接头208、图2的第二接头210、图2的杆212和图2的馈通件214。在图3A和图3B中,馈通件214包括第一盖302、第二盖304和球面轴承306。在图3A中,杆212在第一端处经由第一螺母305A联接到第一接头208,并且在第二端处经由第二螺母305B联接到第二接头210。在图3B中,球面轴承306包括座圈308(例如,滚道、允许滚珠旋转的光滑表面等)和滚珠310(例如,旋转元件等)。馈通件214的盖302、304设置在密封壁202的开口周围。在一些示例中,盖302、304经由设置在一个或多个孔307A、307B、307C、307D中的一个或多个贯穿紧固件联接。在图3B中,球面轴承306经由盖302、304的联接而保持在馈通件214内。

球面轴承306的滚珠310能够在座圈308内旋转。也就是说,滚珠310在座圈308内的旋转使得球面轴承306能够对沿着径向方向施加的力作出反应,但是在其它方面能够响应于施加到球面轴承306的力矩而旋转。当杆212在馈通件214的球面轴承306内滑动时,如果杆212未对准和/或偏离公差,则杆212可以在滚珠310上施加一个或多个负载。座圈308对径向施加的负载作出反应,但响应于杆212施加的力矩而自由旋转。图3B的间隙312使得馈通件214能够响应于杆212径向施加的负载而向外位移。在一些示例中,在维修期间很难观察到滚珠310在座圈308中的磨损。因此,很难确定球面轴承306是否处于使用寿命的末端并且需要更换。此外,除了其他原因之外,由于滚珠310和座圈308之间的界面所需的表面精加工和公差,球面轴承306是相对昂贵的部件。

图4是包括根据本公开的教导实施的示例顺应馈通组件402的示例滑动杆组件400的立体图。在图4所示的示例中,顺应馈通组件402包括示例顺应接头404、示例第一盖407、示例第二盖408和示例壁适配器409。在图4的示例中,滑动杆组件400还包括示例杆410,示例杆410包括示例第一端412A和示例第二端412B。

盖407、408绕杆410径向设置。除了盖407、408具有不同的内部几何形状以容纳顺应接头404之外,盖407、408可以通过类似于图3A和图3B的盖302、304的结构来实施。在一些示例中,盖407、408的外径与将第一腔416和第二腔418分离的密封壁(例如,图2的密封壁202等)的开口的边缘重叠。盖407、408可以经由减材制造(例如,机械加工等)和/或增材制造来制造。

在图4所示的示例中,顺应接头404和壁适配器409设置在盖407、408内。在一些示例中,顺应接头404和壁适配器409经由盖407、408的联接而保持在顺应馈通组件402内。在图4所示的示例中,盖407、408包括第一孔414A、第二孔414B、第三孔414C和第四孔414D。图4的盖407、408可以经由一个或多个紧固件(例如,螺栓、螺钉、铆钉等)联接,并且延伸通过示例孔414A、414B、414C、414D。在其他示例中,盖407、408可以通过一个或多个焊接部、一个或多个其他紧固件、一种或多种化学粘合剂、一种或多种压配合、一种或多种收缩配合、和/或其组合来联接。在一些这样的示例中,孔414A、414B、414C、414D可以不存在。下面结合图6描述顺应接头404,盖407、408和壁适配器409的示例构造。

示例杆410可以由图2和图3A的杆212来实施。在一些示例中,杆410的第一端412A可以联接到第一接头208,并且致动器204和杆410的第二端412B可以联接到第二接头210和控制臂206。附加地或替代地,杆410可以在需要在隔离腔之间传递机械输入的任何合适的结构之间延伸。在其他示例中,杆410可以具有任何合适的横截面几何形状(例如,椭圆形、多边形等)。杆410可以具有中空横截面和/或实心横截面。

在操作期间,杆410沿着滚动轴线平移,并且在示例腔416内滑动。在一些示例中,杆410的未对准可导致负载被施加到顺应接头404,这由盖407、408作出反应。在一些这样的示例中,杆410施加的负载的反应导致弯曲力矩被施加到顺应接头404和顺应接头404的对应弯曲(例如,应变等)。由于弯曲力矩可以基于杆410的轴向位置而改变,所以顺应接头404能够在没有塑性变形和/或显著磨损(例如,没有破裂、没有微动等)的情况下重复弯曲(例如,挠曲、弹性变形等)。下面结合图5对顺应接头404进行额外的详细描述。

图5是图4的顺应接头404的立体图,顺应接头404包括示例盘部分504和示例衬套部分506。在图5所示的示例中,盘部分504包括被布置成示例槽图案510的第一槽508A、第二槽508B、第三槽508C和第四槽508D。

在图5所示的示例中,顺应接头404是一体部件。也就是说,在图5所示的示例中,盘部分504和衬套部分506是一体部件(例如,盘部分504和衬套部分506彼此成一体)。顺应接头404可以经由减材制造(例如,机械加工等)和/或增材制造来制造。在其他示例中,顺应接头404可以由多个部件组成。在一些这样的示例中,顺应接头404的部件可以经由一种或多种紧固技术(例如,一个或多个焊接部、一个或多个紧固件、一种或多种化学粘合剂、一种或多种压配合、一种或多种收缩配合等)接合。例如,盘部分504和衬套部分506可以单独制造并经由焊接接合。顺应接头404可以由刚性、耐火并且能够重复弹性变形的材料(包括但不限于钢(例如,中碳钢、高碳钢、锰合金钢、钒合金钢、硅合金钢、弹簧回火奥氏体不锈钢等)、镍合金、铜合金、和/或复合材料(例如,金属复合材料、增强塑料等))组成。因为顺应接头404可以经由成本相对更低的材料(例如,钢等)和成本相对更低的制造方法来制造,所以顺应接头404是比图3A和图3B的球面轴承306成本相对更低的部件。因此,除了顺应接头404的制造和维护比球面轴承306便宜之外,顺应接头404在图4的顺应馈通组件402中起到与图3A和图3B的球面轴承306类似的作用。

盘部分504包括示例外表面512、示例第一面514(例如,前面、前向面等)和示例第二面516(例如,后面、后向面等)。盘部分504被构造为(例如,经由槽图案510等)从与经由杆410的操作施加的加载相关联的弯曲力矩弹性变形(例如,挠曲等)。例如,在加载期间,第一面514可以呈现大致凹形轮廓(例如,具有由俯仰轴线限定的曲率中心、具有由偏航轴线限定的曲率中心等),并且第二面516可以呈现对应的凸形轮廓。类似地,第一面514可以呈现大致凸形轮廓,并且第二面516可以呈现对应的凹形轮廓(例如,具有由俯仰轴线限定的曲率中心,具有由偏航轴线限定的曲率中心等)。在一些示例中,顺应接头404和盘部分504的外表面512可以由盖407、408之间的间隙保持。

衬套部分506包括示例凸台517、示例内表面518和示例第三面520(例如,前面、前向面等)。在图5所示的示例中,凸台517从盘部分504的第一面514向外延伸(例如,挤压等)。内表面518限定图4的腔416的外边界。衬套部分506的内表面518接收杆(例如,图4的杆410等)的外径,并且允许杆通过衬套部分506的平移。在一些示例中,内表面518包括低摩擦衬里和/或低摩擦涂层(见图5),以减少杆410和衬套部分506之间的磨损。附加地或替代地,内表面518可以被润滑。在图5所示的示例中,挤压凸台517与第一面514的相交处以及内表面518与第三面的相交处被圆角化。在其他示例中,凸台517与第一面514的相交处以及内表面518与第三面的相交处可以是其他几何形状(例如,倒角、斜面等)。

槽508A、508B、508C、508D形成在盘部分504内,并且在受到弯曲力矩/扭矩时增加顺应接头404的柔性(例如,弹性变形的能力等)。在图5所示的示例中,第一槽508A和第二槽508B将顺应接头404的柔性增加到绕俯仰(P)轴线施加的扭矩,并且第三槽508C和第四槽508D将顺应接头404的柔性增加到绕偏航(Y)轴线施加的扭矩。在图5所示的示例中,槽508A、508B、508C、508D中的每一个都具有示例槽宽度521(例如,相同的槽宽度等)。在其他示例中,槽508A、508B、508C、508D中的每一个可以具有不同的槽宽度。例如,增加或减小槽508A、508B的槽宽度521对应地增加或减小顺应接头404绕俯仰轴线的柔性。类似地,增加或减小槽508C、508D的槽宽度521对应地增加或减小顺应接头404绕偏转轴线的柔性。结合图5更详细地描述槽图案510。虽然在图4和图5中描绘了一个示例槽图案510,但是取决于由顺应接头404和/或滑动杆组件400所承受的预期扭矩,槽508A、508B、508C、508D可以具有任何其他合适的图案(例如,不同的径向和/或周向位置等)。

在图5所示的示例中,槽508A、508B、508C、508D大致为弧形(例如,平行于顺应接头404的外径等)。在其他示例中,槽508A、508B、508C、508D中的一些或全部可以沿着偏航轴线对准,沿着俯仰轴线对准,从衬套部分506径向延伸,平行于偏航轴线,平行于俯仰轴线等。在图5所示的示例中,槽508A、508B、508C、508D是连续的开口。在其他示例中,槽508A、508B、508C、508D中的一些或全部可以经由一系列离散的孔/开口形成。附加地或替代地,槽508A、508B、508C、508D中的一些或全部可以不存在。在一些这样的示例中,盘部分504可以包括材料厚度较薄的区域(例如,与槽508A、508B、508C、508D的位置相对应的区域等),以类似地增加盘部分504的柔性。

盘部分504和顺应接头404具有示例直径522,并且轴承部分506具有示例内径524。在一些示例中,顺应接头404的直径522是基于防火密封件中的开口的尺寸,由图4的盖407、408驱动的开口的尺寸等。在一些示例中,衬套部分506的内径524是基于图4的杆212的尺寸。在图5所示的示例中,直径522与内径524之比为4。在其他示例中,示例直径522与内径524之比可以是1.5和10之间的值。在图5所示的示例中,直径522与槽宽度521之比为26。在其他示例中,示例直径522与槽宽度521之比可以是15和75之间的值。

在图5所示的示例中,盘部分504具有示例厚度528。在一些示例中,盘部分504的厚度可以基于顺应接头404的期望柔性和/或密封壁(例如,图2的密封壁202等)的厚度。在图5所示的示例中,衬套部分506具有示例长度530。凸台517的相对较大的长度530(例如,当与盘部分504的厚度528相比时等)将杆410施加的负载分布在较大的表面面积上,从而减少内表面518的区域的疲劳和磨损。在一些示例中,顺应接头404可以包括从第二面516延伸的类似凸台(见图5)。在其他示例中,顺应接头404不包括从第二面516(例如,衬套部分506与第二面516齐平等)和/或第一面514(例如,衬套部分506与第一面514齐平等)延伸的凸台。在图5所示的示例中,长度530与内径524之比为0.5。在其他示例中,示例长度530与内径524之比可以是0.2和1.0之间的值。

图6是设置在图2的密封壁202中的图4的顺应馈通组件402的上部部分的局部横截面视图。在图6所示的示例中,顺应馈通组件402包括顺应接头404、第一盖407、第二盖408、示例密封件602、示例壁适配器409以及示例衬里606。在图6所示的示例中,盖407、408和壁适配器409限定示例间隙608。图6与图5不成比例,并且仅出于说明/描述目的而包括图6。

在图6所示的示例中,密封件602设置在示例槽508A内,并且类似的密封件设置在槽508B、508C、508D内(图6中未示出)。密封件602防止火从第二腔418蔓延到第一腔416,而不降低(例如,可测量地降低等)顺应接头404的柔性。密封件602可以是由任何耐火弹性体(包括但不限于硅橡胶(例如,室温硫化(RTV)硅橡胶等)、含氟聚合物弹性体、包括阻燃添加剂的其他弹性体等)组成的弹性体密封件。在一些示例中,密封件602可以一体地模制在第一槽508A内和/或槽图案510周围(例如,图5的所有槽图案510、槽图案510的一部分周围等)。在其他示例中,密封件602可以被制造并设置在第一槽508A内。在一些示例中,密封件602和/或类似于密封件602的其他密封件设置在槽508A、508B、508C、508D中的每一个内,以阻止火通过顺应接头404的蔓延和/或抑制顺应接头404的振动。

衬里606是设置在衬套部分506的内表面518上的腔416内的低摩擦材料,以减少由杆410在腔416内的移动引起的磨损。衬里606可以由塑料、玻璃纤维、青铜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETE)、全氟烷氧基烷烃(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚四氟乙烯(PTFE)、铝硅合金等组成。在一些示例中,衬里606可以不存在。在一些这样的示例中,杆410和/或腔416可以经由润滑剂进行润滑。

在图6所示的示例中,顺应接头404的盘部分504设置在由第一盖407和第二盖408的邻接形成的示例凹槽610中。在图6所示的示例中,凹槽610的内表面包括第一盖407的部分和第二盖408的部分。在其他示例中,凹槽610可以完全由第一盖407形成或完全由第二盖408形成。凹槽610接收盘部分504的外部分并将顺应接头404保持在盖407、408内。

在图6所示的示例中,间隙608是形成在第一盖407、第二盖408和壁适配器409之间的环形开口。在操作期间,杆410可以在顺应接头404上施加径向力,该径向力由第二盖408和外表面512之间的界面作出反应。因为第二盖408联接到第一盖407,所以施加在第二盖408上的力可以使第一盖407、第二盖408和顺应接头404在间隙608内移动。例如,如果杆410在正径向方向上施加力,则顺应接头404和盖407、408可以在正径向方向上平移,从而在正径向方向上减小间隙608的尺寸并且在负径向方向上增加间隙608的尺寸。在一些示例中,附加间隙(未示出)可以设置在壁适配器409和第一盖407以及壁适配器409和第二盖408之间,以实现盖407、408的轴向移动(例如滑动等)。虽然间隙608在图6中被描绘为空的空间,但是在其他示例中,间隙608可以用可压缩材料(例如,弹性体、泡沫等)填充。在一些示例中,联接第一盖407和第二盖408的紧固件(例如,延伸通过图4的孔414A、414B、414C、414D的紧固件等)可以部分地延伸通过间隙608。

图7是图5的槽图案510的示意图。在图7所示的示例中,槽图案510相对于示例中心线轴线700限定,示例中心线轴线700对应于图4-6的腔416和/或图5和图6的衬套部分506的中心线。在图7所示的示例中,第一槽508A以示例第一径向位移702从中心线轴线700位移,第二槽508B以示例第二径向位移704从中心线轴线700位移,第三槽508C以示例第三径向位移706从中心线轴线700位移,并且第四槽508D以示例第四角位移708从中心线轴线700位移。在图7所示的示例中,第一槽508A限定示例第一角位移710,第二槽508B限定示例第二角位移712,第三槽508C限定示例第三角位移714,并且第四槽508D限定示例第四角位移716。

在图7所示的示例中,第一槽508A和第二槽508B关于俯仰轴线镜像,并且槽508A、508B中的每一个关于偏航轴线对称。在图7所示的示例中,第三槽508C和第四槽508D关于偏航轴线镜像,并且槽508C、508D中的每一个关于俯仰轴线对称。也就是说,第一槽508A和第二槽508B被偏航轴线一分为二,并且槽508C和第四槽508D被俯仰轴线一分为二。虽然槽508A、508B、508C、508D在图4-7的示例中是弧形的,但是在其他示例中,槽508A、508B、508C、508D可以具有任何其他合适的形状和/或由多个分立孔来实施。槽图案510包括四个槽508A、508B、508C、508D。在其他示例中,槽图案510可以包括任何其他合适数量的槽(例如,1个槽、2个槽、3个槽、5个槽、8个槽、12个槽等)。

在图7所示的示例中,第一径向位移702和第二径向位移704相等。在图7所示的示例中,第三径向位移706和第二径向位移708小于等于径向位移702、704。在其他示例中,第三径向位移706和第二径向位移708可以大于第一径向位移702和704。在图7所示的示例中,角位移710、712、714、716在角位移上相等,但是由于槽508A、508B的较大径向位移,角位移714、716短于角位移710、712。

根据上述内容,应当理解,已经公开了通过使用包括槽的环形接头代替球面轴承来降低馈通组件的制造和维修成本的示例系统、设备和制品。本文公开的环形接头包括槽,该槽允许接头响应于由延伸通过其中的杆施加的力而弹性挠曲。本文公开的示例防止火在密封壁上蔓延以加热或以其它方式损坏由密封壁保护的部件。

本公开的进一步方面由以下条项的主题提供:

示例1包括一种设置在密封壁内的设备,所述设备包括:衬套部分,所述衬套部分包括接收延伸通过所述衬套部分的杆的孔;以及盘部分,所述盘部分包括槽,所述盘部分与所述衬套部分同心。

示例2包括根据任何前述条项所述的设备,其中,所述盘部分和所述衬套部分是一体的。

示例3包括根据任何前述条项所述的设备,进一步包括设置在所述槽内的弹性体密封件。

示例4包括根据任何前述条项所述的设备,其中,所述槽是弧形的,并且在距所述孔的中心线轴线的第一径向位移处具有第一角位移。

示例5包括根据任何前述条项所述的设备,其中,所述槽是第一槽,并且所述盘部分包括第二槽,所述第二槽在所述第一径向位移处具有所述第一角位移。

示例6包括根据任何前述条项所述的设备,其中,所述衬套部分限定将所述衬套部分一分为二的第一轴线,所述第一槽和所述第二槽关于所述第一轴线对称。

示例7包括根据任何前述条项所述的设备,其中,所述槽是第一槽,所述盘部分包括第二槽,所述第二槽在不同于所述第一角位移的第二径向位移处具有所述第一角位移。

示例8包括根据任何前述条项所述的设备,其中,所述衬套部分限定将所述第一槽一分为二的第一轴线和将所述第二槽一分为二的第二轴线,所述第一轴线垂直于所述第二轴线。

示例9包括根据任何前述条项所述的设备,进一步包括:所述杆;第一盖;以及第二盖,所述第二盖与所述第一盖邻接,所述第一盖和所述第二盖的邻接限定环形凹槽,所述环形凹槽保持所述盘部分。

示例10包括根据任何前述条项所述的设备,进一步包括所述环形凹槽的径向外侧的壁适配器,所述壁适配器接收所述密封壁的开口。

示例11包括一种燃气涡轮发动机,所述燃气涡轮发动机包括:密封壁,所述密封壁包括开口;致动器,所述致动器设置在所述密封壁的第一侧;控制臂,所述控制臂设置在所述密封壁的第二侧;以及滑动杆组件,所述滑动杆组件包括:杆,所述杆包括联接到所述致动器的第一端和联接到所述控制臂的第二端;以及接头,所述接头设置在所述开口中,所述接头包括衬套部分和盘部分,所述杆延伸通过所述衬套部分,所述盘部分包括槽,所述盘部分与所述衬套部分同心。

示例12包括根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机,其中,所述盘部分和所述衬套部分是一体的。

示例13包括根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机,进一步包括设置在所述槽内的弹性体密封件。

示例14包括根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机,其中,所述槽是弧形的,并且在距所述接头的中心线轴线的第一径向位移处具有第一角位移。

示例15包括根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机,其中,所述槽是第一槽,并且所述盘部分包括第二槽,所述第二槽在所述第一径向位移处具有所述第一角位移。

示例16包括根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机,其中,所述接头限定将所述衬套部分一分为二的第一轴线,所述第一槽和所述第二槽关于所述第一轴线对称。

示例17包括根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机,其中,所述槽是第一槽,所述盘部分包括第二槽,所述第二槽在不同于所述第一角位移的第二径向位移处具有所述第一角位移。

示例18包括根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机,其中,所述接头限定将所述第一槽一分为二的第一轴线和将所述第二槽一分为二的第二轴线,所述第一轴线垂直于所述第二轴线。

示例19包括根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机,其中,所述滑动杆组件进一步包括:第一盖;以及第二盖,所述第二盖在第一位置处与所述第一盖邻接,所述第一盖和所述第二盖的邻接限定环形凹槽,所述环形凹槽保持所述盘部分。

示例20包括根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机,其中,所述滑动杆组件进一步包括所述环形凹槽的径向外侧的壁适配器,所述壁适配器接收所述密封壁。

以下权利要求通过引用结合到该详细说明书中,其中每个权利要求独立地作为本公开的单独实施例。

相关技术
  • 用于燃气涡轮发动机部件的保持组件
  • 用于燃气涡轮发动机的可旋转转矩框架
  • 用于执行燃气涡轮发动机内部构件的原位修理的系统及方法
  • 气密馈通件、用于生产气密馈通件的方法、印刷电路板和外科器械
  • 气密馈通件、用于生产气密馈通件的方法、印刷电路板和外科器械
技术分类

06120116670635