穿过三层机匣的管路结构的制作方法

1.本技术属于航空发动机领域，特别涉及一种穿过三层机匣的管路结构。


背景技术：

2.变循环航空发动机相对于传统的固定循环航空发动机具有很多的优势，伴随着航空发动机设计水平的不断提高，发动机循环和结构不断被提出和演进，变循环推进航空发动机逐步用于主战飞机动力。
3.自适应变循环发动机相对于变循环发动机，在双外涵变循环发动机的基础上又增加了一个外涵道，增加的外涵道可以进一步提高发动机涵道比变化范围，优化包线内发动机综合性能，减少溢流阻力，还可以解决进气口边界层分离的问题。外涵道的气流加压较小，温度较低而流量充足，是理想的冷源，而且不干扰核心发动机的工作，适合于提供充足的冷却容量，可为激光武器、飞机本体等提供有效冷却，增强飞机的隐身性能。
4.相对于常规的涡扇发动机，自适应变循环发动机增加的外涵道导致管路穿过机匣层数的增加，带来了很多装配和密封的适应性问题，不仅需要考虑三层机匣的变形协调，同时也要考虑管路工作的可靠性，本发明的目的就是针对这一问题，在常规涡扇发动机管路设计基础上进一步提出了新的满足要求的管路结构。


技术实现要素：

5.本技术旨在提出一种穿过三层机匣的管路结构，以实现管路的装配并且使管路能够适应不同机匣的变形，降低管路的应力，满足管路的密封要求，提高管路工作可靠性。
6.本技术提出一种穿过三层机匣的管路结构，所述穿过三层机匣的管路结构包括：
7.管路；
8.内层机匣；
9.中间层机匣，所述中间层机匣套设于所述内层机匣的径向外侧；以及
10.外层机匣，所述外层机匣套设于所述中间层机匣的径向外侧；其特征在于，
11.所述穿过三层机匣的管路结构还包括：
12.中间层浮动套筒，所述中间层浮动套筒连接于所述中间层机匣，所述管路穿过所述中间层浮动套筒；以及
13.外层浮动套筒，所述外层浮动套筒连接于所述外层机匣，所述中间层浮动套筒套设于所述外层浮动套筒，所述中间层浮动套筒和所述外层浮动套筒能够沿管路的轴向做相对运动，
14.所述管路包括第一管路和第二管路，所述第一管路的一端连接于所述内层机匣，所述第一管路的另一端套设于所述第二管路，所述第二管路连接于所述外层浮动套筒，所述第一管路和所述第二管路能够沿所述管路的轴向相对活动。
15.优选地，所述穿过三层机匣的管路结构还包括中间层法兰盖板，所述中间层法兰盖板连接于所述中间层机匣，所述中间层法兰盖板设置有中间层法兰盖板凹槽，所述中间
层浮动套筒包括中间层浮动套筒安装部和中间层浮动套筒密封部，
16.所述中间层浮动套筒安装部容纳于所述中间层法兰盖板凹槽，所述中间层法兰盖板凹槽的外径大于所述中间层浮动套筒安装部的外径，使得所述中间层浮动套筒安装部能够沿所述管路的径向活动地连接于所述中间层机匣。
17.优选地，所述穿过三层机匣的管路结构还包括外层法兰盖板，所述外层法兰盖板连接于所述外层机匣，所述外层法兰盖板设置有外层法兰盖板凹槽，所述外层浮动套筒包括外层浮动套筒安装部和外层浮动套筒密封部，
18.所述外层浮动套筒安装部容纳于所述外层法兰盖板凹槽，所述外层法兰盖板凹槽的外径大于所述外层浮动套筒安装部的外径，使得所述外层浮动套筒安装部能够沿所述管路的径向活动地连接于所述外层机匣。
19.优选地，所述第一管路的外周面设置有套齿部，所述外层浮动套筒密封部的内周面设置有套齿配合部，所述套齿部与所述套齿配合部配合，使所述第一管路与所述外层浮动套筒同轴地连接。
20.优选地，所述中间层浮动套筒和所述外层浮动套筒之间设置有第一密封环。
21.优选地，所述第一管路和所述第二管路之间设置有第二密封环。
22.优选地，所述第二管路和所述外层浮动套筒密封部之间设置有第三密封环。
23.优选地，所述外层浮动套筒密封部设置有密封配合部，所述密封配合部凸起于所述外层浮动套筒密封部的内周面，所述密封配合部和所述第三密封环配合。
24.优选地，所述穿过三层机匣的管路结构还包括紧固螺栓，所述紧固螺栓设置有中心孔，所述紧固螺栓套设于所述第二管路，所述紧固螺栓旋合于所述外层浮动套筒密封部从而使所述第二管路和所述外层浮动套筒固定连接。
25.优选地，所述第二管路的外周面设置有凸起的第一限位部，所述紧固螺栓的内周面设置有凸起的第二限位部，所述第一限位部和所述第二限位部配合限制所述第二管路沿其轴线相对于所述外层浮动套筒向所述机匣的径向外侧活动，
26.所述第二管路的外周面设置有凸起的第三限位部，所述外层浮动套筒密封部的内周面设置有凸起的第四限位部，所述第三限位部和所述第四限位部配合，限制所述第二管路沿其轴线相对于所述外层浮动套筒向所述机匣的径向内侧活动。
27.优选地，所述外层浮动套筒安装部设置有工装孔，所述外层法兰盖板和所述外层机匣设置有与所述工装孔配合的孔，通过工装螺栓或工装销钉可以使所述外层浮动套筒和所述外层机匣的相对位置固定。
28.通过采用上述技术方案，使穿过机匣的管道结构的第一管道和第二管道能够沿管道的轴向相对活动，从而补偿机匣的变形量，尽量降低管道的应力。
附图说明
29.图1示出了根据本技术的实施方式的穿过三层机匣的管路结构的示意图。
30.图2示出了根据本技术的实施方式的穿过三层机匣的管路结构的另一角度的结构示意图。
31.图3示出了根据本技术的实施方式的穿过三层机匣的管路结构的剖视图。
32.图4示出了图3的局部放大图。
33.图5示出了根据本技术的实施方式的穿过三层机匣的管路结构的第一管路的结构示意图。
34.图6示出了根据本技术的实施方式的穿过三层机匣的管路结构的第二管路的结构示意图。
35.图7示出了根据本技术的实施方式的穿过三层机匣的管路结构的外层浮动套筒的结构示意图。
36.图8示出了根据本技术的实施方式的穿过三层机匣的管路结构的紧固螺栓的结构示意图。
37.附图标记说明
38.100内层机匣101内层机匣安装座200中间层机匣201中间层机匣安装座300外层机匣301外层机匣安装座
39.1管路11第一管路111法兰112套齿部12第二管路121第二密封环安装部1211第二密封环122第三密封环安装部1221第三密封环123第一限位部124第三限位部
40.2中间层浮动套筒21中间层浮动套筒安装部22中间层浮动套筒密封部
41.3中间层法兰盖板31中间层法兰盖板凹槽
42.4外层浮动套筒41外层浮动套筒安装部42外层浮动套筒密封部43第一密封环安装部431第一密封环44套齿配合部45密封配合部46第四限位部
43.5外层法兰盖板51外层法兰盖板凹槽
44.6紧固螺栓61头部62杆部63第二限位部。
具体实施方式
45.为了更加清楚地阐述本技术的上述目的、特征和优点，在该部分结合附图详细说明本技术的具体实施方式。除了在本部分描述的各个实施方式以外，本技术还能够通过其他不同的方式来实施，在不违背本技术精神的情况下，本领域技术人员可以做相应的改进、变形和替换，因此本技术不受该部分公开的具体实施例的限制。本技术的保护范围应以权利要求为准。
46.如图1至图8所示，本技术提出一种穿过三层机匣的管路结构，其包括管路1、中间层浮动套筒2、中间层法兰盖板3、外层浮动套筒4、外层法兰盖板5、紧固螺栓6、内层机匣100、中间层机匣200和外层机匣300。
47.如图1至图4所示，内层机匣100、中间层机匣200和外层机匣300均为圆筒状，它们可以是航空发动机的机匣，中间层机匣200套设于内层机匣100的径向外侧，外层机匣300套设于中间层机匣200的径向外侧。两层机匣之间为发动机的涵道，其中，外层机匣300和中间层机匣200之间的空间为发动机的外涵道。
48.管路1的一端连接于内层机匣100，并且管路1穿过中间层机匣200，管路1的另一端穿出外层机匣300，管路1可以用于引气或者布置线缆。通过管路1连通了外层机匣300的径向外部的空间和内层机匣100的径向内部的空间。管路1可以包括第一管路11和第二管路12，第一管路11和第二管路12是可以分开的两个独立部分。在本实施方式中，第一管路11可以沿曲线延伸，第二管路12可以沿直线延伸。
49.如图1至图5所示，内层机匣100的外周面设置有内层机匣安装座101，内层机匣安
装座101设置有贯穿内层机匣100的通孔。第一管路11的一端连接于内层机匣安装座101，第一管路11的一端可以设置有法兰111，第一管路11通过法兰111连接于内层机匣安装座101。至少在第一管路11的另一端，第一管路11的内径大于第二管路12的外径，使第一管路11套设于第二管路12的另一端。
50.第一管路11设置有套齿部112，套齿部112位于第一管路11的另一端，套齿部112凸起于第一管路11的外周面，套齿部112用于将第一管路11和外层浮动套筒4配合连接。
51.如图3和4所示，中间层机匣200设置有中间层机匣安装座201，中间层机匣安装座201设置有贯穿中间层机匣200的通孔，中间层机匣安装座201用于安装中间层浮动套筒2。
52.中间层浮动套筒2通过中间层法兰盖板3连接于中间层机匣200，使中间层浮动套筒2可以相对于中间层机匣200活动，特别是沿中间层浮动套筒2的径向活动。
53.如图4所示，中间层浮动套筒2包括中间层浮动套筒安装部21和中间层浮动套筒密封部22，中间层浮动套筒安装部21和中间层浮动套筒密封部22连接在一起。中间层浮动套筒安装部21可以为圆环形的片状，中间层浮动套筒密封部22可以为圆筒状，中间层浮动套筒密封部22可以从中间层浮动套筒安装部21的内周部向中间层机匣200的径向外侧延伸。中间层浮动套筒安装部21和中间层浮动套筒密封部22可以是一体成型的。
54.中间层法兰盖板3可以为片状，中间层法兰盖板3设置有中心孔，中间层浮动套筒2可以穿过中心孔。该中心孔的内径大于中间层浮动套筒密封部22的外径，使中间层浮动套筒2可以在中心孔中沿中间层浮动套筒2的径向活动。
55.中间层法兰盖板3设置有中间层法兰盖板凹槽31，中间层法兰盖板凹槽31可以为环形。中间层法兰盖板3盖在中间层浮动套筒安装部21上面，中间层法兰盖板3固定连接于中间层机匣200。中间层浮动套筒安装部21位于中间层法兰盖板凹槽31内，中间层法兰盖板凹槽31的外径大于中间层浮动套筒安装部21的外径，使得中间层浮动套筒安装部21可以在中间层法兰盖板凹槽31内活动，特别是中间层浮动套筒安装部21可以沿中间层浮动套筒2的径向活动。
56.可选地，中间层浮动套筒密封部22的端部形成渐扩的喇叭口形状，使外层浮动套筒4容易插入中间层浮动套筒密封部22。
57.可选地，在中间层浮动套筒2的轴向上，中间层浮动套筒安装部21和中间层法兰盖板凹槽31间隙配合，换言之，中间层法兰盖板凹槽31的厚度可以大于或等于中间层浮动套筒安装部21的厚度，中间层法兰盖板3没有压紧中间层浮动套筒安装部21，使中间层浮动套筒安装部21容易活动。
58.如图4和图7所示，外层机匣300设置有外层机匣安装座301，外层机匣安装座301设置有贯穿外层机匣300的通孔，外层机匣安装座301用于安装外层浮动套筒4。
59.外层浮动套筒4通过外层法兰盖板5连接于外层机匣300，使外层浮动套筒4可以相对于外层机匣300活动，特别是沿外层浮动套筒4的径向活动。
60.外层浮动套筒4包括外层浮动套筒安装部41和外层浮动套筒密封部42，外层浮动套筒安装部41和外层浮动套筒密封部42连接在一起，外层浮动套筒安装部41和外层浮动套筒密封部42可以是一体成型的。外层浮动套筒安装部41可以为圆环形的片状，外层浮动套筒密封部42可以为圆筒状，外层浮动套筒密封部42可以从外层浮动套筒安装部41的内周向机匣的径向内侧延伸。
61.外层法兰盖板5可以为片状，外层法兰盖板5设置有中心孔，外层浮动套筒4可以穿过中心孔。该中心孔的内径大于外层浮动套筒密封部42的外径，使外层浮动套筒4可以在中心孔中沿外层浮动套筒4的径向活动。
62.外层法兰盖板5设置有外层法兰盖板凹槽51，外层法兰盖板凹槽51可以为环形。外层法兰盖板5压在外层浮动套筒安装部41上面，外层法兰盖板5固定连接于外层机匣300。外层浮动套筒安装部41位于外层法兰盖板凹槽51内，并且可以在外层法兰盖板凹槽51内活动，特别是外层浮动套筒安装部41可以沿外层浮动套筒4的径向活动。
63.可选地，在外层浮动套筒4的轴向上，外层浮动套筒安装部41和外层法兰盖板凹槽51间隙配合，换言之，外层法兰盖板凹槽51的厚度可以大于或等于外层浮动套筒安装部41的厚度，外层法兰盖板4没有压紧外层浮动套筒安装部41，使外层浮动套筒安装部41容易活动。
64.如图4所示，外层浮动套筒安装部41设置有一个或多个工装孔，工装孔为通孔，外层法兰盖板5和外层机匣300设置有与工装孔配合的孔，通过工装螺栓或工装销钉插入这三个孔可以使外层浮动套筒4和外层机匣300的相对位置固定。在拆装穿过三层机匣的管路结构时，安装工装螺栓(或工装销钉)，使外层浮动套筒4和外层机匣300的相对位置固定，以保证在紧固螺栓6拆装时不会因施加扭矩而破坏管路结构。可以理解，工装孔仅用于在拆装过程中固定外层浮动套筒4和外层机匣300，使用过程中并不安装工装螺栓(或工装销钉)，因此图4中也未示出工装螺栓(或工装销钉)。
65.如图4和图7所示，外层浮动套筒密封部42的内周面设置有套齿配合部44，套齿配合部44与套齿部112配合，从而使第一管路11与外层浮动套筒4固定牢固。例如套齿部112可以是凸块，套齿配合部44可以是凹槽。
66.如图4和图6所示，外层浮动套筒密封部42的外径小于中间层浮动套筒密封部22的内径，外层浮动套筒密封部42穿过中间层浮动套筒密封部22。外层浮动套筒4的外周面设置有第一密封环安装部43，第一密封环安装部43设置有第一密封环431，第一密封环431设置于中间层浮动套筒2和外层浮动套筒4之间，通过第一密封环431可以密封中间层浮动套筒2和外层浮动套筒4之间的缝隙。
67.如图4和图6所示，第二管路12的外径小于外层浮动套筒密封部42的内径，第二管路12插入外层浮动套筒密封部42。第二管路12的外周面包括第二密封环安装部121和第三密封环安装部122。
68.第二密封环安装部121可以位于第二管路12的端部，第二密封环安装部121安装有第二密封环1211，第二密封环1211位于第一管路11和第二管路12之间，通过第二密封环1211可以密封第一管路11和第二管路12之间的缝隙。
69.第三密封环安装部122可以位于第二管路12的大致中间部分，第三密封环安装部122安装有第三密封环1221，第三密封环1221位于第二管路12和外层浮动套筒密封部42之间，通过第三密封环1221可以密封第二管路12和外层浮动套筒密封部42之间的缝隙。
70.可选地，如图4和图6所示，外层浮动套筒密封部42的内周面设置有凸起的密封配合部45，密封配合部45和第三密封环1221配合，使第三密封环1221能够被挤压而与外层浮动套筒密封部42更好地接触。
71.第二管路12的外周面设置有凸起的第一限位部123，第一限位部123与后述紧固螺
栓6的第二限位部63配合，使第二管路12不会从外层浮动套筒4中向外退出。
72.第二管路12的外周面设置有凸起的第三限位部124，外层浮动套筒密封部42的内周面设置有凸起的第四限位部46，第三限位部124和第四限位部46配合，限制第二管路12沿其轴线相对于外层浮动套筒4活动，限制第二管路12插入外层浮动套筒4的深度。第四限位部46可以凸出于密封配合部45。
73.可选地，第三限位部124和第三密封环安装部122可以是同一结构，例如第三密封环安装部122可以是多个凸起部，多个凸起部形成的槽用于安装密封环，而其中一个凸起部可以作为第三限位部124。
74.如图4和图8所示，紧固螺栓6包括头部61和杆部62，紧固螺栓6设置有中心孔，中心孔为通孔，紧固螺栓6套设于第二管路12。
75.头部61的外周面可以为棱柱状，杆部62可以为圆柱状，杆部62的外周面设置有螺纹，使紧固螺栓6旋合于外层浮动套筒密封部42。
76.紧固螺栓6的内周面设置有凸起的第二限位部63，第一限位部123和第二限位部63配合限制第二管路12沿其轴线相对于外层浮动套筒4活动，从而对第二管路12进行限位，防止第二管路12向机匣的径向外侧(图4中的上方)运动，第二管路12不会从外层浮动套筒4中退出。通过第一限位部123与第二限位部63配合以及第三限位部124与第四限位部46配合可以使第二管路12和外层浮动套筒4连接，第二管路12和外层浮动套筒4不能沿轴向相对活动。
77.可以理解，航空发动机的工作环境温度较高，机匣和管路可能发生变形从而产生应力，在本技术的穿过三层机匣的管路结构中，机匣发生变形时，第一管路11和第二管路12可以沿管路1的轴向(机匣的径向)相对活动，同时还保持各涵道的密封性。并且通过中间层浮动套筒2相当于中间层机匣200活动以及外层浮动套筒4现对于外层机匣300活动来补偿这些变形，使管路1的应力较小。
78.下面简要介绍穿过三层机匣的管路结构的安装过程。
79.首先将第一管路11和内层机匣100固定连接，在安装中间层机匣200之后，使用中间层法兰盖板3将中间层浮动套筒2连接于中间层机匣200。在安装外层机匣300之后，使外层浮动套筒4穿过中间层浮动套筒2，并且使用外层法兰盖板5将外层浮动套筒4连接于外层机匣300。第二管路12插入外层浮动套筒4并且使第一管路11套设于第二管路12，紧固螺栓6旋合于外层浮动套筒4，通过紧固螺栓6压住第二管路12，使第二管路12和外层浮动套筒4连接。
80.本技术的穿过三层机匣的管路结构拆装便捷，降低了机匣和管路的拆装难度，提高了穿过三层机匣的管路的可装配性，并且可以满足机匣的补偿变形及密封要求，使用安全可靠。
81.虽使用上述实施方式对本技术进行了详细说明，但对于本领域技术人员来说，本技术显然并不限于在本说明书中说明的实施方式。本技术能够在不脱离由权利要求书所确定的本技术的主旨以及范围的前提下加以修改并作为变更实施方式加以实施。因此，本说明书中的记载以示例说明为目的，对于本技术并不具有任何限制性的含义。