一种起动空气阀气流过滤装置的制作方法

本发明属于航空发动机起动子系统附件领域，涉及一种气流过滤装置，具体涉及一种起动空气阀气流过滤装置。

背景技术：

1、在飞机发动机启动过程中，通常采用空气涡轮起动机带动飞机发动机冷运转，当足量空气流入飞机发动机时，燃料在燃烧室内点燃以启动飞机发动机。若无起动机带动飞机发动机冷运转，发动机将无法正常启动。来自起动机的压缩空气由起动空气阀控制调节，起动空气阀现在普遍采用气动式蝶阀结构。

2、通常，在起动空气阀通道内安装有一探针，使流经通道的空气通过探针转向起动空气阀，从而实现起动空气阀的气动控制。然而，进入起动空气阀的空气可能含有各种颗粒、污垢等污染物，当空气被引入起动空气阀内的各部件时，如排气孔、作动机构、弹簧等，空气中的颗粒可能积聚在部件上，从而降低阀的性能并增加维修频率。为减少颗粒污染，通常在探针下游或探针内部安装气流过滤装置，最常用的是多孔过滤器，如嵌入探针内的金属网或烧结金属粉末。这类多孔过滤器的孔隙易堵塞，寿命有限，需要频繁更换探针。其他类型的过滤装置有朝向下游的过滤探针，尽管这类过滤装置不需要频繁更换，但其进气效率较低，在实际应用中并不高效。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种起动空气阀气流过滤装置，该过滤装置通过气动构型分离空气及颗粒，具有较高的进气效率，结构简单且无需频繁更换，能够有效避免空气中的粒子对起动空气阀部件的磨损和污染，从而提高起动空气阀的寿命和可靠性，为飞机发动机的启动提供可靠保障。

2、为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种起动空气阀气流过滤装置，包括前缘、主体和粒子分离段，气流经过锥形的前缘分别沿着主体的两侧向后流动，粒子分离段设在主体的后段，在粒子分离段由该段的气动式构型分离空气和其中的粒子，粒子分离段设有气流进气口并与主体内部连通，粒子分离段的空气进口方向朝后。

4、进一步的，该气流过滤装置是轴对称构型，具体为前缘、主体和粒子分离段相对于中轴对称。

5、进一步的，该起动空气阀气流过滤装置为鱼型截面拉长的筒状结构，前缘设在前端为锥形结构，将气流分离为两股，主体为鱼型截面的中段部分，主体中间为空腔并且上端连通起动空气阀内部，粒子分离段为鱼型截面折转部和尾部，粒子分离段的后端开口形成进气口，进气口与主体的空腔连通。

6、进一步的，前缘攻角范围为40°～60°。

7、进一步的，当含粒子的气流经过粒子分离段后，具有更大惯性的粒子在鱼尾型的粒子分离段引导下，沿粒子运动轨迹继续运动，气流在起动空气阀内外压差力的作用下通过进气口进入主体，继而流向起动空气阀内部。

8、进一步的，粒子分离段的收缩比是进气口面积与喉道面积之比，喉道是粒子分离段的鱼尾型最窄处；通过控制粒子分离段的鱼尾型圆弧半径r对收缩比进行调节。

9、进一步的，粒子分离段的收缩比为3～5。

10、进一步的，前缘、主体和粒子分离段的内外型面之间的厚度范围为1～2mm。

11、进一步的，粒子分离段内型面沿气流方向形成收缩通道，气流从进气口进入粒子分离段的内部后，在收缩通道的压缩下将加速运动直至进入主体内部的空腔。

12、进一步的，该起动空气阀气流过滤装置垂直于气流方向安装在起动空气阀通道内部，安装时前缘朝向起动空气阀进口，粒子分离段朝向起动空气阀出口。

13、有益效果：

14、1、相对于现有技术，本发明提供的起动空气阀气流过滤装置充分利用气动原理、结构简单、维修制造成本低、便于工程实现。

15、2、通过气动构型分离空气及颗粒，具有较高的进气效率，能够有效避免空气中的粒子对起动空气阀部件的磨损和污染，从而提高起动空气阀的寿命和可靠性，为飞机发动机的启动提供可靠保障。

16、3、本发明未使用滤网等需要更换维护的零件，保证了进气效率在长时间使用过程中始终不变，另外控制了使用成本，保证了使用寿命。

技术特征：

1.一种起动空气阀气流过滤装置，其特征在于，包括前缘(1)、主体(2)和粒子分离段(3)，气流经过锥形的前缘(1)分别沿着主体(2)的两侧向后流动，粒子分离段(3)设在主体(2)的后段，在粒子分离段(3)由该段的气动式构型分离空气和其中的粒子，粒子分离段(3)设有气流进气口并与主体内部连通，粒子分离段(3)的进气口方向朝后。

2.根据权利要求1所述的一种起动空气阀气流过滤装置，其特征在于，该气流过滤装置是轴对称构型，具体为前缘(1)、主体(2)和粒子分离段(3)相对于中轴对称。

3.根据权利要求1所述的一种起动空气阀气流过滤装置，其特征在于，该起动空气阀气流过滤装置为鱼型截面拉长的筒状结构，前缘(1)设在前端为锥形结构，将气流分离为两股，主体(2)为鱼型截面的中段部分，主体(2)中间为空腔并且上端连通起动空气阀内部，粒子分离段(3)为鱼型截面折转部和尾部，粒子分离段(3)的后端开口形成进气口，进气口与主体(2)的空腔连通。

4.根据权利要求3所述的一种起动空气阀气流过滤装置，其特征在于，前缘(1)攻角范围为40°～60°。

5.根据权利要求3所述的一种起动空气阀气流过滤装置，其特征在于，当含粒子(5)的气流(4)经过粒子分离段(3)后，具有更大惯性的粒子(5)在鱼尾型的粒子分离段(3)引导下，沿粒子运动轨迹(6)继续运动，气流(4)在起动空气阀内外压差力的作用下通过进气口进入主体(2)，继而流向起动空气阀内部。

6.根据权利要求3所述的一种起动空气阀气流过滤装置，其特征在于，粒子分离段(3)的收缩比是进气口面积与喉道面积之比，喉道是粒子分离段(3)的鱼尾型最窄处；通过控制粒子分离段(3)的鱼尾型圆弧半径r对收缩比进行调节。

7.根据权利要求6所述的一种起动空气阀气流过滤装置，其特征在于，粒子分离段(3)的收缩比为3～5。

8.根据权利要求3所述的一种起动空气阀气流过滤装置，其特征在于，前缘(1)、主体(2)和粒子分离段(3)的内外型面之间的厚度范围为1～2mm。

9.根据权利要求3所述的一种起动空气阀气流过滤装置，其特征在于，粒子分离段(3)内型面沿气流方向形成收缩通道，气流(4)从进气口进入粒子分离段(3)的内部后，在收缩通道的压缩下将加速运动直至进入主体(2)内部的空腔。

10.根据权利要求1所述的一种起动空气阀气流过滤装置，其特征在于，该起动空气阀气流过滤装置垂直于气流方向安装在起动空气阀通道内部，安装时前缘(1)朝向起动空气阀进口，粒子分离段(3)朝向起动空气阀出口。

技术总结
本发明属于航空发动机起动子系统附件领域，公开了一种起动空气阀气流过滤装置，包括前缘、主体和粒子分离段，气流经过锥形的前缘分别沿着主体的两侧向后流动，粒子分离段设在主体的后段，在粒子分离段由该段的气动式构型分离空气和其中的粒子，粒子分离段设有气流进气口并与主体内部连通，粒子分离段的空气进口方向朝后。该气流过滤装置结构简单，便于安装，无需频繁更换，可降低制造成本。此外，该气流过滤装置有效避免了气流中的粒子对起动空气阀部件的磨损和污染，有利于提高起动空气阀的寿命和可靠性。

技术研发人员：张可心,杨歆海,张洋洋,胡亮,高瞻
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14