CN112797027A - 压气机及其放气机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供压气机及其放气机构，该放气机构占用体积小，包括多个挡板、多个小齿轮和大齿圈。多个挡板环绕一中心轴线进行周向分布，还分别设置成绕自身轴线转动；多个小齿轮与多个挡板分别连接；大齿圈与该多个小齿轮同步啮合。该大齿圈具有接收输入运动的输入侧，并通过该多个小齿轮带动该多个挡板同步转动，以使该多个挡板可转动至闭合状态，或者由该闭合状态转动至开启状态，在该闭合状态，相邻挡板的相邻端搭接，在该开启状态，相邻挡板的相邻端彼此分开，打开放气口。

Description

压气机及其放气机构

技术领域

本发明涉及压气机，尤其涉及压气机的放气机构。

背景技术

把空气从压气机中间级放出是改善压气机特性、扩大稳定工作范围的简单有效的办法，可用于防止前喘后涡的喘振。

美国专利申请US10487751B2的说明书公开一种放气结构，其中周向套筒中包括一个或多个槽。槽接收从主体结构径向向外突出的柱。槽相对于致动器臂的驱动方向成一定角度。作为该角度和接收柱的结果，槽将来自致动器的圆周运动转换为轴向运动，从而允许致动器臂将圆周套筒从第一位置过渡到第二位置，对放气开口进行开闭控制。

美国专利申请US5048286A的说明书公开另一种放气结构，其中的联动环通过联杆带动各个活门进行打开或关闭。

PCT专利申请WO2020007847A1的说明书公开一种放气结构，其中，第一马达装置包括配置成沿平行于涡轮机器的轴X的轴展开的可控汽缸、连接到可控汽缸的连杆和将连杆连接到第一传动环。第一执行机构包括连接到第一传动环，特别是连接到第一连接构件的喇叭，连接杆，连接导向器到放气活门。

常规放气机构包括放气活门和放气带。一方面，传统放气活门包括若干个阀门和控制元件，通过液压或气压作动筒操作，实现阀门打开和关闭，由于需要引入作动筒和活塞等结构，导致整个装置体积较大，重量较重，并且需要额外引入压气机的高压气体来控制活塞运动，影响了压气机的性能。

另一方面放气带包括带体、放气孔、作动筒和控制元件等，放气孔在压气机中后部某一级机匣外沿周向分布，用弹性钢制的带体约束，带体由作动筒操作，带体松弛时，气流从放气孔排出，带体被束紧时停止放气。放气带的束紧度需要经过精确的计算，偏松时会产生漏气，过紧则可能造成放气带折断，并且放气带不能实现无极调节。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压气机的放气机构，其占用体积小。

本发明的另一目的在于提供一种压气机，包括前述放气机构。

在一实施方式中，压气机放气机构包括多个挡板、多个小齿轮和大齿圈。多个挡板环绕一中心轴线进行周向分布，还分别设置成绕自身轴线转动；多个小齿轮与多个挡板分别连接；大齿圈与该多个小齿轮同步啮合。该大齿圈具有接收输入运动的输入侧，并通过该多个小齿轮带动该多个挡板同步转动，以使该多个挡板可转动至闭合状态，或者由该闭合状态转动至开启状态，在该闭合状态，相邻挡板的相邻端搭接，在该开启状态，相邻挡板的相邻端彼此分开，打开放气口。

在一实施方式中，各挡板两端端部为平行的斜面，在该闭合状态时，相邻挡板的相邻端的斜面彼此搭接。

在一实施方式中，所述斜面上设置有密封用的橡胶层。

在一实施方式中，各挡板的轴向两侧分别设置有密封材料层。

在一实施方式中，所述大齿圈环绕所述多个小齿轮，在内周侧设置成内齿圈，该内齿圈与所述多个小齿轮分别啮合。

在一实施方式中，所述大齿圈在外周侧设置成外齿圈，该外齿圈为接收输入运动的输入侧。

在一实施方式中，该压气机放气机构还包括电机齿轮，该电机齿轮与该外齿圈啮合。

在一实施方式中，压气机包括外层壳体、静子叶片、转子叶片，该外层壳体包容相邻设置的一组静子叶片和一组转子叶片，该外层壳体设置有放气口，该放气口的开闭由放气机构控制，该放气机构为任一项所述的压气机放气机构。

由于前述方案没有传统放气活门的活塞和作动筒，驱动器为电机，因此节省了压气机外流道空间，减轻了重量，还可以通过齿轮传动实现放气流量的无极调节。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1是压气机的局部的纵向剖视图。

图2是大齿圈的示意图。

图3是活门处于打开状态的示意图。

图4是活门处于关闭状态的示意图。

图5是传动机构的示意图。

图6是放气机构的整体示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。

图1示出了压气机的一个示例的局部，该局部是压气机中间级的一部分。其包括外层壳体1和内层壳体2，外层壳体1是机匣的一部分，内层壳体2包括机匣和/或轮毂。静子叶片3在其高度方向上的两端分别连接外层壳体1和内层壳体2，转子叶片4装在轮毂上，随转子一起转动。在外层壳体1上设置有放气口11，放气口11可以沿周向连续或者有间隔地呈多个开口设置。放气口11的位置位于相邻设置的静子和转子之间，或者位于相邻设置的一组静子叶片3和一组转子叶片4之间。

通过控制放气口11的开闭，将空气按照图1中的路径5所示的方式从压气机的中间级放出，改善压气机特性，扩大稳定工作范围。

压气机放气机构在图1、图6中示出，其包括挡板6、小齿轮7、大齿圈8。大齿圈8如图2所示，包括一圈内齿81和一圈外齿82。如图5所示，大齿圈8的一圈内齿81用于与多个小齿轮7啮合。如图6所示，各小齿轮7通过旋转轴9安装在外层壳体1的环槽12中，环槽12环绕外层壳体1的一周设置，大齿圈8也装在环槽12中，其一圈外齿82从环槽12露出，与齿轮130啮合。电机齿轮是作为电机输出件的齿轮，在图中以齿轮130示出。齿轮130装在电机13的电机轴上，电机13安装在外层壳体1上，通过齿轮130驱动大齿圈8转动，大齿圈8驱动各个小齿轮7绕旋转轴9转动。旋转轴9还延伸到放气口11中，在放气口11中连接挡板6，因此挡板6随小齿轮7同步转动。一个小齿轮7联动一个挡板6，图3和图4示出了20个挡板，图5中示出了10个小齿轮，另外10个小齿轮在图5中没有示出。图3示出了挡板6转动到打开放气口11的位置，在该位置放气量对应压气机的一个较佳性能状态。图4示出了挡板6转动到关闭放气口11的位置，在该位置放气量为零。

如图2至图4所示，大齿圈8的轴线与压气机轴线或者发动机轴线共线，所有挡板6也围绕该轴线在外层壳体1上布置。

如图3和图4所示，在放气口11的闭合状态，相邻挡板6的相邻端搭接，而在放气口11的开启状态，相邻挡板6的相邻端彼此分来，提供放气通道。

如图3所示，各挡板6的端部为斜面10，相邻挡板的相邻端的斜面在图4所示的状态时搭接，呈密封配合。挡板6的两端斜面彼此平行，此处平行包括大致平行的情况。相邻挡板的相邻端除了通过如图所示的斜面配合外，也可以是其他密封配合结构，只要容许各挡板6之间不影响彼此的转动即可。

为提高密封性能，挡板6的各端的斜面上设置有橡胶层61。在如图4所示的状态，相邻挡板6的端面之间彼此施加有压力，迫使橡胶层61略微挤压变形，进而形成有效密封。电机13最好带自锁机构，例如蜗轮蜗杆机构，这样相邻挡板6之间彼此挤压的力不会反过来传递到电机，即无需电机13持续地输出驱动力。

为了进一步提高密封性能，如图6所示，在挡板6的轴向两侧（图中的左右两侧）与放气口11的侧壁的接触位置设置密封材料层，该密封材料层的一种实施方式是包括橡胶层和润滑油。但可以理解的是橡胶层和润滑油可以设置在挡板6和放气口11中的一方或者双方。

若压气机工作状态发生变化时，压气机对放气口的放气量需求也将随之改变，根据前述实施方式，安装在外层壳体1的电机13带动大齿圈8，所有小齿轮7随之而动，透过旋转轴9带动所有挡板6，将挡板6旋转到一定的角度，满足压气机的放气需求。可以理解到，该挡板6可以旋转到在不同压气机工作条件下所需要的角度，即可以实现对放气流量的无极调节。

由于无需作动筒，采用齿轮啮合，结构紧凑，占用空间小，外层壳体1的外侧通常是航空发动机的外流道面，因此根据前述实施方式的压气机放气机构不会占用外流道太多的空间。此外，根据前述实施方式的压气机放气机构无需松紧放气带，因此不会产生放气带断裂的质量问题，通过齿轮啮合传动，调节过程稳定。由于无需高压气体或液体来维持活塞的运动，根据前述实施方式的压气机放气机构仅需要一个电机来驱动，结构简单。

在前述实施方式中，大齿圈接收运动的输入侧为一圈外齿，但不限于此，例如电机13通过滚轮与大齿圈的外周侧进行摩擦传动，最终也可以驱动挡板6进行转动。在一些实施方式中，电机以及电机输出轴上的传动件作为可选的部件与压气机放气机构进行生产、运输、销售。在一些实施方式中，挡板6的构型可以是翼型，对放出的气体进行导流。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (8)

1.压气机放气机构，其特征在于，包括：

多个挡板，环绕一中心轴线进行周向分布，还分别设置成绕自身轴线转动；

多个小齿轮，与多个挡板分别连接；以及

大齿圈，与该多个小齿轮同步啮合；

其中，该大齿圈具有接收输入运动的输入侧，并通过该多个小齿轮带动该多个挡板同步转动，以使该多个挡板可转动至闭合状态，或者由该闭合状态转动至开启状态，在该闭合状态，相邻挡板的相邻端搭接，在该开启状态，相邻挡板的相邻端彼此分开，打开放气口。

2.如权利要求1所述的压气机放气机构，其特征在于，各挡板两端端部为平行的斜面，在该闭合状态时，相邻挡板的相邻端的斜面彼此搭接。

3.如权利要求2所述的压气机放气机构，其特征在于，所述斜面上设置有密封用的橡胶层。

4.如权利要求1所述的压气机放气机构，其特征在于，各挡板的轴向两侧分别设置有密封材料层。

5.如权利要求1所述的压气机放气机构，其特征在于，所述大齿圈环绕所述多个小齿轮，在内周侧设置成内齿圈，该内齿圈与所述多个小齿轮分别啮合。

6.如权利要求5所述的压气机放气机构，其特征在于，所述大齿圈在外周侧设置成外齿圈，该外齿圈为接收输入运动的输入侧。

7.如权利要求6所述的压气机放气机构，其特征在于，该压气机放气机构还包括电机齿轮，该电机齿轮与该外齿圈啮合。

8.压气机，包括外层壳体、静子叶片、转子叶片，该外层壳体包容相邻设置的一组静子叶片和一组转子叶片，该外层壳体设置有放气口，该放气口的开闭由放气机构控制，其特征在于，该放气机构为如权利要求1至7中任一项所述的压气机放气机构。

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