CN109196280B - 用于涡轮机喷射器的垫圈的容置部 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于涡轮机的流体喷射器的入口主体。该入口主体包括壳体和入口喷嘴(50)，该入口喷嘴容置在壳体内并构造成用作移动止动器(20)的座。入口喷嘴(50)包括用于流体的中心管(53)，以及围绕中心管(53)的环形边缘(60)。环形边缘(60)包括用于垫圈(56)的容置部(55)。容置部(55)由底壁(63)、与所述底壁(63)相反的开口(61)以及两个相反的壁(65，67)界定出，该两个相反的壁各自在底壁(63)和开口(61)之间延伸。壁(65，67)沿开口(61)的方向朝向彼此倾斜。

Description

用于涡轮机喷射器的垫圈的容置部
技术领域
本发明涉及用于飞行器涡轮机的流体喷射器，该涡轮机例如为涡轮喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机。本发明特别涉及航空机械类型的喷射器。
背景技术
用于具有已知结构的涡轮机的燃料喷射器的进气主体包括壳体、入口喷嘴，该入口喷嘴容纳在壳体内并构造成用作移动止动器的座。
入口喷嘴包括用于使流体通过的中心管和围绕中心管的环形边缘。环形边缘包括用于垫圈的容置部。
所述垫圈具有至少部分地从其容置部中脱出的趋势，这可能导致止动器在关闭位置的阻塞并且中止通过喷射器向燃烧室供应燃料。
发明内容
本发明旨在至少部分地解决现有技术的解决方案中遇到的问题。
关于现有技术的解决方案中遇到的问题，本发明的主题是用于涡轮机的用于喷射流体的入口主体。该入口主体包括壳体和容纳在壳体内的入口喷嘴，入口喷嘴构造成用作移动止动器的座。
入口喷嘴包括用于流体的中心管，和围绕中心管的环形边缘。环形边缘包括用于垫圈的容置部。
容置部由底壁、与底壁相反的开口以及两个相反的壁界定出，该两个相反的壁各自在底壁和开口之间延伸。
根据本发明，壁沿开口的方向朝向彼此倾斜。垫圈通过沿开口的方向朝向彼此倾斜的壁压入到容置部中。环形边缘包括通入到容置部中并通向入口喷嘴外部的排出管，排出管构造成将流体排出到容置部外。
根据本发明的容置部的形状使得能够限制垫圈脱离其容置部的机会。因而降低了由于垫圈的移位而使止动器在关闭位置被阻塞的风险。因而降低了维护操作或必须更换喷射器主体的频率。排出管使得能够排出将被引入到容置部中并且倾向于使垫圈脱出的燃料。
本发明可选地包含一个或多个可单独使用或彼此组合的下列特征。
有利地，开口通向入口主体的下游，开口优选地指向与入口主体的纵向方向基本平行的方向。
根据一个特征，壁包括内壁和外壁，该内壁和外壁在所述入口主体的纵向横截面中沿径向方向上彼此间隔开至多等于所述垫圈的最大直径的70％的距离，以封闭所述容置部，和/或
外壁相对于纵向方向以介于15°至25°之间的角度倾斜。
根据有利的实施例，容置部在入口主体的纵向横截面中具有基本梯形的形状，该开口基本上平行于容置部的底壁定位。
根据另一有利实施例，排出管穿过环形边缘的外边缘。
有利地，排出管的至少一部分沿与纵向方向基本平行的方向延伸。
因此，促进了流体沿止动器的方向的流动。
根据一个特定实施例，排出管的至少一部分由布置在入口喷嘴的外表面上的凹槽形成。
排出管的该部分易于生产。
根据另一个特征，入口主体包括容纳在壳体内的密封阀，密封阀包括止动器，容置部容纳有垫圈，止动器在止动器的关闭位置与垫圈机械接触。
本发明还涉及一种流体的喷射器，包括如上限定的入口主体。
本发明还涉及一种涡轮机，包括如上限定的喷射器。
最后，本发明涉及一种用于制造如上限定的入口主体或如上限定的喷射器的方法。该制造方法包括将垫圈***到容置部中并使容置部变形以使壁沿开口方向朝向彼此倾斜的步骤。
因此，该容置部特别是通过使壁冷折叠而易于成形。
附图说明
在下面参考附图的实施例的描述中解释本发明，这些实施例是作为示例给出的而非限制性的，在附图中：
-图1是根据本发明第一实施例的涡轮机的燃料喷射器的局部示意图；
-图2是根据第一实施例的喷射器在涡轮机中的功能示意图；
-图3是根据第一实施例的喷射器的入口主体在喷射器的止动器处于关闭位置时的纵向截面的局部示意图；
-图4是根据第一实施例的喷射器的入口主体在喷射器的止动器处于打开位置时的纵向截面的局部示意图；
-图5是图3所示细节A的放大图；
-图6是根据第一实施例的喷射器的入口喷嘴的透视图；
-图7是根据第一实施例的喷射器的入口喷嘴的局部正视图。
具体实施方式
不同附图中的相同、相似或等同的部件已经被标以相同的附图标记，以便于从一个附图到另一个附图的转换。
图1表示根据本发明优选实施例的用于飞行器涡轮机的燃料喷射器1。
从涡轮机的储存器2向喷射器1供应燃料。在喷射器的下游端，喷射器1以本领域技术人员已知的方式穿过燃烧室4的底部。
在本文中，术语“上游”和“下游”参考喷射器1中的燃料沿燃烧室方向流动的方向使用。
喷射器1包括入口主体3、中心主体5(入口主体3通向中心主体5)、用于将喷射器1固定到燃烧室壁上的固定板7、喷射单元9和位于接近喷射单元的远端的喷射器鼻部11。
喷射器1从上游到下游包括密封阀6、隔膜8和计量装置10。该装置10包括用于燃料的第一出口10a和用于燃料的与第一出口10a不同的第二出口10b。第一出口10a供应主燃料回路12，而第二出口10b供应次级燃料回路14，该次级燃料回路14设计成用于沿燃烧室的方向上流通较大的流量。
主回路12包括用于使燃料旋转以进行雾化的主涡旋部16(swirler)。次级回路14包括次级涡旋部17。
密封阀6、隔膜8、计量装置10、主回路12和次级回路14布置在界定出喷射器1的壳体13内。
结合参考图3和图4，入口主体3围绕纵向轴线X-X基本上是环形的。
在以下的说明中，将与纵向轴线X-X的方向平行的方向称为轴向方向，将与轴向方向正交的方向称为径向方向。
入口主体3由壳体30界定出，该壳体形成喷射器1的外部壳体13的一部分。入口主体3将密封阀6容置在壳体30的内部。所述阀6包括止动器20、弹簧28和入口喷嘴50。
壳体30包括内表面31和与内表面31相反的外表面32。
内表面31基本上是圆柱形的，具有圆形横截面。内表面径向地在外部界定出止动器的容置空间33和入口喷嘴的容置空间35。
容置空间33和35具有基本相同的半径，所述半径对应于纵向轴线X-X和内表面31之间的距离。
外表面32基本上是圆柱形的，具有圆形横截面，并与内表面31同心。
止动器20包括主体21、位于主体21内的内管23，以及通入到内管23中的进入管27。
止动器20可在壳体30内移动。止动器设计成在燃料压力大于第一阈值时打开。如果燃料的压力低于该第一阈值，则止动器设计成关闭。
止动器20形成用于允许燃料进入喷射器1的中心主体5的阀。它也被称为“入口阀”。特别地，止动器20是“全有或全无”类型：它仅具有处于打开位置的单个稳定位置和处于关闭位置的单个稳定位置。
止动器20的主体21包括环形壁22、底壁24和接触边缘26。
底壁24在上游封闭止动器20。所述底壁24由环形接触边缘26围绕。
接触边缘26设计成在止动器20的关闭位置与入口喷嘴50的垫圈56发生接触。
环形壁22基本上是圆柱形的，具有圆形横截面。它与内表面31界定出弹簧28的环形容置腔29。所述腔29在轴向方向上由环形壁22形成的第一止挡件29a和由壳体30形成的第二止挡件29b界定出。
弹簧28是压缩弹簧，其构造成在其关闭位置的方向上对止动器20施加应力。弹簧28例如是螺旋弹簧。
内管23形成在主体21的内部。它位于主体21的中心部分中。它用于引导燃料沿喷射器11的鼻部的方向穿过止动器20。
每个进入管27具有在中间空间37和内管23之间延伸的通道的形式。
进入管27以一定角度分布在止动器20的主体21上。进入管27各自相对于纵向方向向下游倾斜，以便于燃料沿燃烧室方向流动。
中间空间37由壳体的内表面31在外部径向地界定出。
中间空间在止动器20的关闭位置由止动器20在内部径向地界定出。该中间空间在止动器20的打开位置仅在外部部分径向地界定出。
中间空间37用于在止动器20的打开位置将入口喷嘴50流体连接到止动器20。在止动器20的关闭位置，中间空间与入口喷嘴50没有流体连通。
入口喷嘴50包括环形主体52，该环形主体在其两个相反的端部处由入口51和出口57轴向地穿过。入口喷嘴50包括中心管53，该中心管沿纵向方向从其入口51延伸到其出口57。
入口喷嘴50的入口51通向喷射器1的外部。入口喷嘴50的出口57通向中间空间37。
主体52包括在纵向方向上靠近出口57的环形边缘60。环形边缘60界定出凹部形式的容置部55，以用于容纳垫圈56。所述垫圈56例如是O形环。
垫圈56设计成在止动器20的关闭位置与止动器20的接触边缘26接触，以防止燃料在出口57和内管23之间流动。因此入口喷嘴50在止动器20的关闭位置起到止动器20的座的作用，如图3所示。
如图4所示，当止动器20处于打开位置时，垫圈56不与接触边缘26接触。在这种情况下，垫圈56与接触边缘26相距一定距离，使得在重新连接止动器20的内管23之前，燃料可以从入口喷嘴50的出口57流动进入中间空间37。
参考图5至图7，入口喷嘴50的环形边缘60包括朝向主体52的外部径向突出的上游边缘62、外边缘64以及与外边缘64相反的内边缘66。
上游边缘62在容置部55的上游机械地连接内边缘66和外边缘64。内边缘66和外边缘64都从上游边缘62向下游延伸。外边缘64相对于内边缘66径向地朝向外部定位。内边缘66和外边缘64在下游处共同界定出容置部的开口61。
容置部55由上游边缘62的底壁63、外边缘64的外纵向壁65、以及内边缘66的内纵向壁67界定出。底壁63沿纵向方向与开口61相反。两个相反的壁65、67各自在底壁63和开口61之间延伸。
容置部55基本上在环形边缘60的整个圆周长度上延伸，即，基本上在入口喷嘴50的整个圆周长度上延伸。
容置部55在入口主体3的纵向截面中具有基本上梯形的形状，开口61基本上平行于容置部55的底壁63。
开口61沿基本平行于纵向轴线X-X的方向的Y-Y方向向下游打开。
外壁65相对于纵向方向X-X以介于15°至25°之间的角度θ1倾斜。
内壁67通过间隔开距离d而相对于纵向方向X-X倾斜以封闭容置部55，该距离d至多等于垫圈56在径向方向上的最大直径D的70％。
壁65和67沿容置部55的开口61的方向朝向下游朝向彼此倾斜。因此，开口61优选地由壁65、67堵塞，这使得能够将垫圈56更有效地保持在容置部55中。
环形边缘60还包括排出管80，该排出管通过外壁65通入到容置部55中。排出管80还通向入口喷嘴50的外部。
排出管80使得能够将已经穿过排出管并且位于垫圈56后面的任何燃料排出到容置部55的外部。由于该管，容置部55中的燃料将垫圈56推出到容置部55外的风险较低。
参考图6，入口喷嘴50仅包括两个排出管80，这两个排出管80相对于入口主体3的纵向轴线X-X在直径方向上彼此相对。
更具体地参考图7，每个排出管80包括第一通道82、第二通道84和第三通道86。
第一通道82基本沿径向方向Z1-Z1从外壁65延伸到第二通道84。第二通道84沿基本平行于纵向方向X-X的方向Z2-Z2从第一通道82的上游延伸到第三通道86。该第三通道86沿基本是径向的并且基本平行于第一通道82的方向Z3-Z3延伸。
第二通道84具有形成在入口喷嘴50的外表面59中的凹槽的形式。
以下对入口喷嘴3的制造进行说明。
首先形成入口喷嘴50，使得外壁65相对于角度θ1倾斜，并且内壁67基本上平行于纵向方向X-X。然后，两个壁65、67在它们之间限定出比图3中所示的入口喷嘴50的开口更大的开口61。
然后将垫圈56***到其容置部55中。然后，内边缘66塑性变形，使得外壁65和内壁67在下游彼此接近。然后，开口61从壁65、67朝向彼此接近处部分地密封，这使得能够将垫圈56保持在其容置部55中。然后将垫圈56压接到其容置部55中。
第一通道81和第三通道86优选地通过从入口喷嘴50的外部穿入入口喷嘴50而获得。第二通道84由入口喷嘴50的外表面59的凹槽形成。因此，排出管80的制造容易且相对便宜。
下面对止动器20在图3所示的关闭位置与图4所示的打开位置之间的移位进行说明。
在图3中，止动器20处于关闭位置。止动器的底壁24上的燃料压力低于止动器20的打开阈值，即第一阈值。
止动器20的接触边缘26与垫圈56机械接触。中间空间37由止动器20的环形壁22整体地朝向内部径向地封闭。止动器20防止以流量F1进入喷射器1中的燃料流到中间空间37。
在图4中，止动器20处于打开位置。止动器的底壁24上的燃料压力变得大于第一阈值。
接触边缘26进一步远离入口喷嘴50，以便不与垫圈56直接机械接触。中间空间37仅由环形壁22部分地朝向内部径向地密封。
以流量F1到达喷射器1中的燃料穿过中心管53，燃料流过入口喷嘴50的出口57以流量F2流入到中间空间37中。
中间空间37中的燃料继续穿过进入管27以流量F3向下游流入到内管23中。内管23中的燃料最终沿喷射器1的计量装置10的方向以流量F4流到下游。
当然，在不脱离本发明所描述的范围的情况下，本领域技术人员可以对上述发明应用各种修改。
特别地，容置部55可以在入口主体3的纵向截面中具有除了梯形形状以外的不同形状。
环形边缘60和垫圈56可以仅在入口喷嘴50的主体52的圆周长度的一部分上延伸。
以类似的方式，排出管80中的一个可以在入口主体3的较大圆周长度上延伸。排出管围绕纵向轴线X-X分布的数量和角度可以变化。
每个排出管80的排出通道82、84、86的形状、数量和倾斜度也可以变化。
例如，排出管80中的至少一个可以仅包括单个通道82，该单个通道相对于纵向方向向下游倾斜并且穿过外壁65通入到容置部55中。

Claims (7)

1.用于涡轮机的燃料喷射器(1)，其中，所述燃料喷射器从上游到下游包括密封阀(6)、隔膜(8)和计量装置(10)，
其中，所述燃料喷射器(1)从上游到下游包括入口主体(3)、中心主体(5)、用于将喷射器固定到燃烧室的壁上的固定板(7)、喷射单元(9)和位于接近所述喷射单元(9)的远端的喷射器鼻部(11)，所述入口主体(3)通向所述中心主体，其中，所述喷射器(1)包括外部壳体(13，30)，所述外部壳体朝向所述喷射器(1)的外部界定所述喷射器(1)，
其中，所述入口主体(3)将密封阀(6)容置在所述外部壳体(13，30)内，其中，所述密封阀(6)包括止动器(20)、弹簧(28)和入口喷嘴(50)，其中，所述弹簧(28)朝向所述止动器(20)的关闭位置对所述止动器(20)施加应力，其中，所述入口喷嘴(50)是用于所述止动器(20)的座，
其中，所述止动器(20)包括主体(21)、位于所述主体(21)内的内管(23)、以及通过所述止动器(20)的主体(21)通入到所述内管(23)中的进入管(27)，
其中，所述止动器(20)的主体(21)包括环形壁(22)、第一底壁(24)和环形的接触边缘(26)，其中，所述第一底壁(24)在上游封闭所述止动器(20)并且所述第一底壁(24)由所述接触边缘(26)围绕，其中，所述接触边缘(26)在所述止动器(20)处于关闭位置时接触垫圈(56)，
其中，每个进入管(27)是在中间空间(37)与所述内管(23)之间延伸的通道，其中，所述进入管(27)以一定角度分布在所述止动器(20)的主体(21)上，其中，所述进入管(27)各自相对于所述入口主体(3)的纵向方向向下游倾斜，
其中，所述中间空间(37)由所述外部壳体(13，30)的内表面(31)在外部径向地界定出，其中，所述中间空间(37)在所述止动器(20)的关闭位置由所述止动器(20)在内部径向地界定出，其中，所述中间空间(37)在所述止动器(20)的打开位置将所述入口喷嘴(50)流体连接到所述止动器(20)，其中，所述中间空间(37)在所述止动器(20)的关闭位置与所述入口喷嘴(50)没有流体连通，
其中，所述入口喷嘴(50)包括环形主体(52)，所述环形主体在所述环形主体的两个相反的端部处由入口(51)和出口(57)轴向地穿过，其中，所述入口喷嘴(50)包括中心管(53)，所述中心管沿所述入口主体(3)的纵向方向从所述入口喷嘴的入口(51)延伸到所述入口喷嘴的出口(57)，其中，所述入口喷嘴(50)的入口(51)通向所述喷射器(1)的外部，
其中，所述入口喷嘴(50)的环形主体(52)包括环形边缘(60)，所述环形边缘围绕所述中心管(53)并且，所述环形边缘界定出用于容纳所述垫圈(56)的容置部(55)，
其中，所述容置部(55)由第二底壁(63)、与所述第二底壁(63)相反的开口(61)以及两个相反的壁(65，67)界定出，所述两个相反的壁各自在所述第二底壁(63)和所述开口(61)之间延伸，
其特征在于，所述垫圈(56)通过所述壁(65，67)压入到所述容置部(55)中，所述壁沿所述开口(61)的方向朝向彼此倾斜，其中，所述壁(65，67)在所述入口主体(3)的纵向横截面中沿径向方向间隔开至多等于所述垫圈(56)的最大直径(D)的70％的距离(d)，以封闭所述容置部(55)，
其中，所述环形边缘(60)包括通入到所述容置部(55)中并且通向所述入口喷嘴(50)外部的排出管(80)，其中，所述排出管被构造成将流体排出到所述容置部(55)的外部，
其中，所述排出管(80)的至少一部分沿与所述入口主体的纵向方向(X-X)平行的方向(Z2-Z2)延伸，并且其中，所述排出管的至少一部分由布置在所述入口喷嘴(50)的径向向外的外表面(59)上的凹槽形成，其中，所述凹槽面对所述外部壳体(13，30)的内表面(31)。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射器(1)，其中，所述开口(61)通向所述入口主体(3)的下游。
3.根据权利要求1所述的燃料喷射器(1)，其中，所述开口(61)指向与所述入口主体(3)的纵向方向(X-X)平行的方向(Y-Y)。
4.根据权利要求1所述的燃料喷射器(1)，其中，外壁(65)相对于所述纵向方向(X-X)以介于15°至25°之间的角度(θ1)倾斜。
5.根据权利要求1所述的燃料喷射器(1)，其中，所述容置部(55)在所述入口主体(3)的纵向横截面中具有基本梯形的形状，其中，所述开口(61)基本上平行于所述容置部(55)的第二底壁(63)定位。
6.根据权利要求1所述的燃料喷射器(1)，其中，所述排出管(80)穿过所述环形边缘(60)的外边缘(64)。
7.用于制造根据权利要求1所述的喷射器的方法，包括：
将所述垫圈(56)***到所述容置部(55)中并使所述容置部(55)变形以使所述壁(65，67)沿所述开口(61)的方向相对于彼此倾斜的步骤。
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