机匣排油装置的制作方法

1.本发明属于机匣内排油设备的技术领域，尤其涉及一种机匣排油装置。


背景技术：

2.燃油是航空发动机保持工作循环的重要组成部分，通过与空气混合燃烧，将燃料的化学能转化为燃气热能，可以驱动后方涡轮做功，或者大幅度提升排气温度，增大发动机推力，但也因为燃油的易燃性，在航空发动机除燃油装置及管路以外的位置，不能任由燃油积蓄在发动机机匣内，需要设置与发动机外部连通的排油装置，在发动机刚启动或停车后将积蓄在机匣内的燃油及时排出去，在发动机启动后，又需要关闭排油装置，防止发动机内部高温空气泄露，引起安全问题及损失发动机推力。通常使用一个定压活门来实现上述功能，比如将活门、弹性元件装在一个两端开孔的阀体内，利用机匣内的压力和弹性元件的弹力平衡来控制活门的开关，但普通的定压活门阀体只有一个内腔，活门的移动和燃油的流动都在这一个腔体内，这会带来一个问题，活门与腔体的接触间隙容易积蓄少量燃油，在发动机工作时，机匣内部空气温度高达600℃以上，高温环境下燃油容易出现积碳或结焦，会导致活门与腔体的接触面滑动阻力增大，甚至出现卡滞，无法在长期使用后保持原设定的开关压力，导致燃油无法及时排出，或者热态下不能及时关闭。
3.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种机匣排油装置，解决现有技术中的产品无法在发动机停止工作时，在长期使用后仍高可靠性的排出机匣内高温燃油的技术问题。本案的技术方案有诸多技术有益效果，见下文介绍：
5.提供一种机匣排油装置，适用于航空发动机中机匣油的排出，包括安装在机匣上的安装座与所述安装座连接的活门壳体，所述活门壳体以中空结构设置且安装有排油组件，所述安装座内表面设置有集油槽且顶面设置第一进油孔，其中，
6.在发动机工作时，燃油被充分燃烧且机匣内压力提升，能够驱动所述排油组件密封所述活门壳体，对机匣进行封气；
7.在发动机停止工作时，机匣内压力降低，能够驱动所述排油组件排出通过所述第一进油孔进入所述集油槽内的高温燃油，避免高温燃油烧蚀涡轮的导叶。
8.与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：
9.通过排油组件的设置在发动机工作时，燃油被充分燃烧且机匣内压力提升，能够驱动所述排油组件密封所述活门壳体，对机匣进行封气；
10.在发动机停止工作时，机匣内压力降低，能够驱动所述排油组件排出通过所述第一进油孔进入所述集油槽内的高温燃油，避免高温燃油烧蚀涡轮的导叶。
附图说明
11.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需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发明的一些实施例，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他的附图。
12.图1本案发明整体装配图；
13.图2为本发明机匣上安装座示意图；
14.图3为活门壳体的主视剖视图；
15.图4为柱塞的剖视图；
16.图5调节杆的主视剖视图；
17.图6为锁片的示意图；
18.其中，1、安装座；12、第一进油孔；14、集油槽；2、活门壳体；22、卡圈安装槽；24、第二进油孔；25、第二密封锥面；26、安装边；28、调节杆安装螺纹；29、调节杆安装面；3、卡圈；4、柱塞；41、上端面；45、第一密封锥面；5、弹簧；6、调节杆；61、限位凸台；62、弹性安装面；7、垫片；8、锁片；81、防转凸耳；82、凸起；9、螺母。
具体实施方式
19.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，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发明的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明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，在没有背离本发明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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
20.需要说明的是，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。基于本发明，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。
21.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发明的基本构想，图示中仅显示与本发明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。
22.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方面。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指
示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
23.发动机内的燃油经过喷嘴雾化后进行燃烧，工作过程中，燃油是被充分燃烧的，机匣内压力大，作好密封性即可，但，在停止过程中，燃油是不被充分燃烧的，易形成油沉积在机匣内，需要注意的是，该沉积油是高温油，高温油易于与机匣内的导叶接触，从而烧蚀导叶。本案的目的是如何在发动机停止过程中，排出该高温油。
24.如图1和图2所示的机匣排油装置，适用于航空发动机中机匣油的排出，包括安装在机匣上的安装座1与安装座1连接的活门壳体2，活门壳体2以中空结构设置且安装有排油组件，安装座1内表面设置有集油槽14且顶面设置第一进油孔12，排油组件，例如，包括以活动方式安装在活门壳体2内的柱塞4，其中：
25.在发动机工作时，燃油被充分燃烧且机匣内压力提升，能够驱动排油组件密封活门壳体2，对机匣进行封气，确保发动机的正常工作效率；
26.在发动机停止工作时，机匣内压力逐渐降低，能够驱动排油组件排出通过第一进油孔12进入集油槽14内的高温燃油，避免高温燃油烧蚀涡轮的导叶。
27.上述工作原理，柱塞4因发动机启动或停止，机匣内的压力产生变换，发动机正常工作，柱塞4向下移动启动密封作用，停止工作时，柱塞4复位，复位过程中排油。
28.作为本案所提供的具体实施方式，排油组件包括沿活门壳体2内由上至下依次安装的柱塞4和调节杆组件；
29.如图3所示，活门壳体2两端开口结构设置且在周向外表面预设位置设置有安装边26，安装边26以六角形结构设置，安装边26与所安装座1底面通过垫片7进行装配；活门壳体2上与集油槽14对应位置处设置第二进油孔24；
30.如图4所示，柱塞4以可移动的方式嵌套在近邻活门壳体2顶端位置处(活门壳体2上顶端位置的和门腔体21内)，柱塞4底面设置第一密封锥面45，且在活门壳体2周向预设位置处设置第二密封锥面25，第一密封锥面45为外锥结构设置，第二密封锥面25为内锥结构，也可分别第一密封锥面45和第二密封锥面25上分别安装耐高温的密封圈
31.调节杆组件一端固定在活门壳体2内，另一端与柱塞4顶面内壁接触式连接，且能在柱塞4受压后进行复位；
32.其中，在发动机工作时，燃油被充分燃烧且机匣内压力提升，柱塞4顶面受力，沿活门壳体2中心线方向向下移动，驱动第一密封锥面45和第二密封锥面25紧密贴合，以对机匣进行封气；
33.在发动机停止工作时，机匣内压力降低，致使柱塞4顶面受力减小，
34.驱动调节杆组件回推柱塞4，驱动第一密封锥面45和第二密封锥面25分离，进入集油槽14内的高温油通过第二进油孔24进入活门壳体2内被排出，避免高温燃油烧蚀涡轮的导叶。
35.作为本案所提供的具体实施方式，如图5所示，调节杆组件包括调节杆6和弹簧5，调节杆6近邻顶端位置设置弹性安装面62，伸出弹性安装面62的部分作为限位凸台61，弹簧5一端部分嵌套在限位凸台61上，另一端抵制柱塞4内顶面上，调节杆6通过安装螺纹28安装活门壳体2上，其中，
36.在发动机停止工作时，机匣内压力降低，受压缩的弹簧5回推柱塞4至起始位置，致
使驱动第一密封锥面45和第二密封锥面25分离，进入集油槽14内的高温油通过第二进油孔24进入活门壳体2内被排出。
37.弹簧5的伸缩量，决定第一密封锥面45和第二密封锥面25之间的间距，具体的，通过实验和弹簧的材质而定，有限次试验能够确定该间距。
38.作为本案所提供的具体实施方式，调节杆组件还包括安装在调节杆6上的螺母9(六棱面螺母)，在调节杆6上一体式设置螺纹杆64，如图6所示，锁片8顶面和底面错开设置有防转凸耳81和凸起82，调节杆6穿过锁片8，在活门壳体2内且在第二密封锥面25下方设置有用以安装所述调节杆6的安装螺纹28，安装螺纹28用以安装螺纹杆64，且与安装螺纹28同圆心位置处设置多个排油孔27，其中，
39.螺母9用于对调节杆6进行固定和防转；
40.凸起82用于防止螺母9因振动产生松动；
41.防转凸耳81弯折后嵌入一个排油孔27内，完成固定。凸起82紧贴螺母9的平面，将调节杆6与活门壳体2进行固定且防止调节杆6转动。
42.作为本案所提供的具体实施方式，壳体近邻顶面的内表面上开设有卡圈安装槽22，卡圈安装槽22内放置卡圈3，卡圈3用以柱塞4的限位，避免柱塞4伸出活门壳体2顶面。
43.作为本案所提供的具体实施方式，柱塞4的上端面41设置对接台，用于柱塞4的安装。
44.作为本案所提供的具体实施方式，调节杆6的底端开设有旋转限位槽，便于采用工装安装在活门壳体2内。
45.上述的安装座、活门壳体、卡圈、柱塞、弹簧、调节杆、垫片、锁片、螺母，材料均为耐650℃以上的高温合金。
46.活门壳体2内且在所述第二密封锥面25下方设置有调节杆6安装螺纹28，相当于螺母，用于装配调节杆6，通过在调节杆6安装面29下方装配锁片8和螺母9来锁紧调节杆6。第二密封锥面25下方且在活门壳体2上开设排油孔27，具体的，可以是第二密封锥面25下方的活门壳体2内放置一体式结构的挡板，挡板上开设排油孔27。
47.上述的方案中，提高柱塞的对压力的敏感度，柱塞在竖直方向上的中间位置开设减重槽100，降低柱塞的重量，形成柱塞4的圆柱配合面43和限位圆柱面44。圆柱配合面43和限位圆柱面44高度高于活门壳体2的进油孔24，燃油从柱塞4下方的密封锥面45流入排油口201，排油过程中活门壳体2的活门腔体21配合处不接触燃油，避免了燃油结焦导致活门卡滞的可能。
48.技术效果：
49.1、可以装配在航空发动机上，在发动机停车后排出机匣内的燃油，并在发动机启动后自动关闭流路；
50.2、采用内、外两个腔体分别容纳油路与柱塞，避免了柱塞与活门壳体的配合面接触燃油，不会在工作时因高温空气导致燃油在柱塞与活门壳体的配合面处结焦积碳，导致柱塞卡滞；
51.3、需要调节活门关闭压力时，无需拆解排油装置，直接调节螺母、锁片和调节杆即可调整弹簧压缩量
52.实施例
53.安装座1的底座11与机匣通过焊接连接、进油孔12用于引入燃油至集油槽14中，螺纹13和安装面15用于安装活门壳体2。活门壳体2通过安装螺纹23旋入安装座1的螺纹13，活门壳体2的六角形安装边26与安装座1的安装面15之间装配垫片7，实现活门壳体2的连接。
54.活门腔体21用于安装柱塞4，活门腔体21的顶端高出安装座1的底座11，阻止燃油从活门壳体2进入活门腔体21与柱塞4之间；在活门腔体21的上方靠近顶端处开有卡圈安装槽22，用于安装卡圈3，借助卡圈3和卡圈安装槽22可以限制柱塞4向上的位移；
55.进油孔24将燃油从安装座1的集油槽14引入活门腔体21的下端，流经密封锥面25、排油孔27，进入排油口201。依靠安装座1的进油孔12和集油槽14，在活门壳体2的活门腔体21外形成了一个单独的油路；
56.密封锥面25为与水平呈45度角的锥面，与柱塞4的密封锥面45贴合时可以实现密封；
57.处于开启状态时，可通过密封锥面25与密封锥面45的配合间隙排出积蓄燃油，当发动机工作时，机匣内部气流压力逐渐升高，气流在流入孔径较小的排油孔27和小间隙的密封锥面25与密封锥面45配合面后到达柱塞下方时，会产生一定比例的压力损失，而柱塞4上为机匣内部气流压力，柱塞4上下的压力差会产生向下的下压力，当上方为机匣内部气流压力升高至某一定值，柱塞4承受的下压力大于弹簧5预紧力，柱塞4会向下移动直至密封锥面25与密封锥面45贴合并密封，上方机匣内部气流压力小于某一定值时，弹簧5的弹力将柱塞4向上顶起直至被卡圈3限位，密封锥面25与密封锥面45脱开形成排油间隙；
58.调节杆安装螺纹28用于装配调节杆6，并通过在调节杆安装面29下方装配锁片8、螺母9来锁紧调节杆6；
59.排油接嘴安装螺纹202用于连接下方的排油管。
60.在本发明的一个实施例中，柱塞4安装在活门壳体2的活门腔体21中，通过圆柱配合面43、限位圆柱面44与活门腔体21的间隙配合，使柱塞4可以在活门腔体21中上、下滑动，柱塞4的内腔46内部装有弹簧5和调节杆6，柱塞4的上端面41被卡圈3和卡圈安装槽22限位，内腔46的弹簧安装面47则被安装在调节杆6上的弹簧5顶住，通过旋转调节杆6，可以调整弹簧5的压缩量获取需要的预紧力。
61.当机匣内的气压对柱塞4的上端面造成的压力超过弹簧5预紧力时，柱塞4向下滑动并压缩弹簧5，密封锥面45与活门腔体21的密封锥面25贴合并密封，防止机匣内部的空气通过集油槽14、进油孔24泄露至排油口201，也阻止了机匣内部的空气通过圆柱配合面43、限位圆柱面44与活门腔体21的间隙泄露至排油口201。当机匣内的气压对柱塞4的上端面造成的压力小于弹簧5预紧力时，弹簧5将柱塞4向上顶起至卡圈3处，密封锥面45与活门腔体21的密封锥面25脱开，机匣内积蓄的燃油可以从柱塞4下方密封锥面45与密封锥面25之间流出，通过弹簧5预紧力、机匣内部压力的大小关系实现柱塞4的开启和自动关闭。
62.柱塞4的圆柱配合面43、限位圆柱面44位置均高于活门壳体2的进油孔24，燃油无法进入柱塞4的圆柱配合面43、限位圆柱面44与活门壳体2上活门腔体21的配合处，可以防止燃油在柱塞4滑动路径上积蓄，避免了热态下在柱塞4的圆柱配合面43、限位圆柱面44或活门腔体21上出现燃油结焦或积碳。
63.在本发明的一个实施例中，调节杆6安装在活门壳体2的调节杆安装螺纹28上，限位凸台61、弹簧安装面62用于支撑弹簧5，通过旋转限位槽65，使螺纹杆64在安装螺纹28内
旋转，安装面62的高度随之变化，可调节弹簧5的压缩量获取不同的关闭压力；
64.完成关闭压力调节后，在借助工具锁住限位槽65的情况下，安装锁片8、螺母9，通过拧紧螺母9卡紧螺纹杆64与安装螺纹28，防止螺纹杆64转动，锁片8上宽度较小的防转凸耳81伸入安装螺纹28旁边的排油孔27，另一个凸耳82紧贴螺母9的平面，防止螺母9，螺纹退刀槽63可防止螺纹杆64的螺纹收尾与调节杆安装螺纹28干涉；
65.当需要重新调节弹簧5的压缩量以获取不同的关闭压力时，采用工具将凸耳82紧贴螺母9处撬开，可以旋转松脱螺母9，然后旋拧限位槽65调节弹簧5的压缩量以获取需要的关闭压力，最后重复拧紧螺母9并用锁片8锁住螺母9。
66.以上对本发明所提供的产品进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明创造原理的前提下，还可以对发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入发明权利要求的保护范围。