专利名称：具有整体式配合表面的密封接头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种装配在用于涡轮喷气发动机的短舱中的两个易于经受相对运动 的管道元件之间的密封件。
背景技术：
飞机由多个均容纳在短舱中的涡轮喷气发动机推动；各个短舱还容纳有一系列与 其操作相关联并在涡轮喷气发动机工作或静止时执行各种功能的附属装置。短舱通常具有管状结构，该管状结构包括位于喷气发动机前方的导气口 ；用于 围绕喷气发动机的风扇的中段；可以容纳推力反向装置并且用于围绕涡轮喷气发动机的燃 烧室的尾段；以及出口位于涡轮喷气发动机下游的喷管。
现代的短舱通常用来容纳双路式涡轮喷气发动机，这种发动机能够通过旋转风扇 的叶片产生来自于涡轮喷气发动机燃烧室的热气流(也称作第一气流)。短舱通常具有被称为外部固定结构(OFS)的外部结构，该外部结构与被称为内部 固定结构(IFS)并且包括整流罩的同心内部结构共同地限定出用于气流的环形通道，其中 整流罩围绕着涡轮喷气发动机自身到风扇后部的结构，所述环形通路又被称为流动路径并 且用于引导围绕涡轮喷气发动机的外部行进的被称为第二气流或旁路气流的冷气流。第一 气流及第二气流经由短舱的尾部从涡轮喷气发动机喷射出。因此，飞机的每个推进单元均由短舱和涡轮喷气发动机形成，并且从飞机的固定 结构例如通过附连到涡轮喷气发动机或短舱的外挂架或者吊架而悬置在机翼下方或者机 身上。短舱外部结构的尾段通常由两个大致半圆筒形形状的整流罩形成，这两个整流罩 以一侧一个的方式位于短舱的纵向竖直对称平面的两侧，并以可移动的方式安装，使得它 们能够在工作位置与提供通往涡轮喷气发动机的通路的维修位置之间使用。这两个整流罩通常以能够绕在反向器的顶部(12点钟位置)形成铰链的纵向轴线 枢转的方式安装。整流罩通过闭锁装置保持在闭合位置，该闭锁装置沿着位于底部(6点钟 位置)的相交线进行定位。这同样适用于中段，该中段也能够打开以提供通往风扇的通路。由此可见，飞机推进单元结合有具有相对运动的功能性子组件，需要控制具有相 对运动的功能性子组件之间的密封。更具体地，应当指出，尾段和中段分别包括充当用于喷嘴的壳体和充当用于风扇 的壳体的子组件，推进单元的这些区域在产生和定向气流时具有重要作用。这些子组件受到使它们膨胀并导致变形、特别是径向变形的温度的影响。由此，鉴于需要控制风扇壳体与所述风扇的叶片之间的间隙以确保最佳风扇效 率，因此壳体的径向膨胀伴随增大所述间隙的尺寸进而降低风扇性能的风险，原因是更多 的未压缩空气将能够经由该间隙漏出。为了防止这种缺点，风扇壳体配备有用于分配风扇壳体表面处的冷空气的回路，这些冷空气通常由设置在冷气流所流经的区域(流动路径区域)中的导气口引出。这种原理同样应用于短舱的其它部件，例如喷射管。还应当指出，在工作中，子组件会遭受纵向变形，同样需要消除这种纵向变形的影 响。如前所述，由于子组件之间的不连续，空气分配管道延伸穿过多个子组件因此同 样经历连续性的中断，在这些中断位置必须通过密封件来实现密封。由于这些密封件通常由硅树脂或者由编织材料制成，因此它们呈现出对于磨损、 摩擦以及剪切的一定程度的脆弱性，并且抗碎强度也低。目前，假如包含大尺寸部件的话，那么子组件在工作期间会经历相当大的相对运 动。所以插置在两个这种子组件之间的密封件必须形成密封屏障，而无论一个子组件相对 于另一个子组件的相对位置如何。考虑到已知密封件的可压缩性以及能够提供密封的运动 幅度，已经发现已知密封件不能可靠地在所有情况下都提供这种密封，并且存在着管道部 件之间连接将会变差以及流体流动将会受到破坏或者甚至发生泄漏的风险。
发明内容
本发明的目标就是解决上面提到全部缺点或者其中的一部分，因此本发明包括一 种密封件，所述密封件用于装配在第一管道与第二管道之间，所述第一管道和所述第二管 道易于经受轴向和/或径向相对运动但是属于同一流体分配回路，所述密封件包括挠性中 央部件，所述中央部件具有根据所述第一和第二管道的形状定制的基本圆筒形整体形状并 且由相对于所涉及的流体具有流体密封性的材料制成，所述中央部件在一侧上具有用于使 得能够将所述密封件固定到所述第一管道的安装表面并且在另一侧上具有用于与所述第 二管道配合接触的配合表面，以便在所述第一和第二管道之间产生流体密封挠性连接，其 特征在于，所述配合表面包括周向加强装置，所述周向加强装置至少部分地在所述中央部 件上方径向地延伸。由此，由于提供了配备有径向延伸的周向加强装置的配合表面、即与安装表面有 所不同没有固定到对应的管道端部的表面，因此该加强装置可充当保护中间部件的屏障。 由侧向运动及轴向运动引起的剪切力及摩擦力将由加强板承受，而不是由制成密封件的中 央部件的易损坏挠性材料承受。这种配置能够使配合表面与第二管道之间的接触面积最小化，这二者易于相对于 彼此运动。此外，当密封件受到压挤力的时候，又称为裙边的中央部件自然地会倾向于变成 扁平的并且形成卷状物(roll)，该卷状物能够突出超过密封件的总体空间并且与第二管道 或者一些其它表面相接触。这是不希望的，原因是相对运动将伴随导致裙边、而不仅仅是配 合表面发生损坏的风险。该加强板提供了针对中央部件在压挤情况下可能突出的遏制功 能。此外，可以认识的是，加强板设置在配合表面上。因此不会有损密封件的整体挠性 并且不会影响压挤力。由此，密封件的裙边不再与第二管道的配合表面直接接触，而是受到具有更好耐 磨性的加强板的保护。
有利地，所述安装表面由固定环制成，所述固定环具有用于接收固定装置的孔，所 述固定装置能够与所述第一管道中的对应的孔协作。优选地，所述流体密封的中央部件由硅树脂制成。可选择地或者另外地，所述流体密封的中央部件由玻璃和/或陶瓷纤维制成。再次可选择地或者另外地，所述流体密封的中央部件由芳族聚酸胺纤维制成。优选地，所述纤维是织物。有利地，所述加强装置是由不锈钢制成的板。优选地，所述加强装置包括构建到所述密封件的主体中的周向部分。由此，所述密 封件的一部分可以围绕所述加强表面的一部分模制而成。有利地，所述加强装置具有穿孔表面。这会使加强装置的质量最小化，并且由此通 过与 现有技术的密封件相比，使根据本发明的密封件的附加质量最小化。有利地，所述加强装置具有外部周向边缘，所述外部周向边缘是带凸缘的或者是 局部硬化的。该特征提高了加强装置的整体硬度并且由此能够使加强装置的变形最小化， 特别是在着火的情况下，并且由此避免在其配合表面处的任何泄漏。优选地，所述中央部件包括外部表面和内部表面，所述外部表面和所述内部表面 是沿着周向的并且界定出中空内部空间。这样的结构使密封件对压挤具有更佳的耐受性。 一般，密封件可由一个或多个壁构成。有利地，所述加强装置具有硬化的外部周向部分。当然，非特别优选地，所述密封件可以固定到第一或第二管道。在此处更加具体针 对的应用中，密封件可非特别优选地固定到导气口或者固定到位于发动机端部处的管道。
为了更好地理解本发明，参考附图对本发明进行描述，附图通过非限制性示例示 出了根据本发明的密封件的一种实施方式。图1是涡轮喷气发动机短舱尾部结构的半壳的示意性立体图。图2是密封件的放大视图，该密封件被显示成处于图1中的情况下。图3是根据本发明的密封件的立体图。图4是图3中密封件的横截面的局部视图。
具体实施例方式参见图1，图1示出了短舱的右侧半壳1，在此例中，该半壳定位在短舱的尾部处并 且与第二个半壳一起构成能够围绕涡轮喷气发动机尾部的短舱尾部结构。必须指出，该尾 部结构可以结合有推力反向装置，应当理解，本发明也适用于简单短舱的情况，即没有推力 反向装置的短舱。附图标记AV和AR分别表示半壳1的相对于在该半壳1内流动的气流的方向的前 部和后部。在该具体示例中，该半壳1包括内半部结构3，其限定出用于容置涡轮喷气发动机 (未示出)的半空腔C。该半壳1还包括外部结构5，该外部结构5与内部结构3共同限定出半流动路径V，其用于使在半壳1的前部与后部之间流动的冷气流从中穿过。在半壳1的上部、即在当该半壳1安装到飞行器机翼下方的时候其朝向顶部定位 的部分，该半壳包括多个铰接点7，所述铰接点设计用于使得能够将半壳1安装在飞行器机 翼(未示出)的外挂架(或者吊架)上。如前面所说明，涡轮喷气发动机结合有冷却空气循环管道的集合(collection)， 这些管道通往易于在涡轮喷气发动机温度的影响下发生径向和/或纵向变形的壳体元件。这些冷却空气通过导气口 100从冷气流的流动路径V流出。由此，导气口 100属于半壳C并且必须将流出的空气引导到安装在涡轮喷气发动 机上的冷却回路。这两个元件构成了易于经受径向和/或纵向相对运动的不同的子组件。具体地，施加到涡轮喷气发动机上的膨胀力与施加到受到冷气流影响的半壳C上 的膨胀力 是极为不同的。由于这些运动，导气口 100通过根据本发明的密封件101而连接到冷却空气分配 回路。密封件101包括安装板102、流体密封挠性中央部件103以及支承配合表面104。安装板102用于使密封件101能够固定到导气口 100。为此，该安装板102具有基 本环形或者椭圆形的表面，该表面根据导气口 100的形状定制，所述表面被穿透使得具有 多个孔，每个孔均用于接收栓式固定装置105，栓式固定装置105穿过各个孔从而进入到导 气口 100中的对应的孔，栓式固定装置105通过互补的保持环式固定装置105’而固定到导 气口 100。挠性中央部件103构成密封部件本身。其呈基本圆筒形形状并且由芳族聚酸胺纤 维及玻璃纤维加强的硅树脂制成。该中央部件由外壁106和内壁107组成，所述外壁和内壁 是沿着周向的，在安装表面102和配合表面104处相交，并且共同界定出空的内部空间108。密封件101的上部构成了配合表面104，其用于与第二管道形成配合接触并且根 据本发明包括加强板110。为此，由硅树脂制成的中央部件103在其上部具有模制在加强板110上的附加厚 度，以便将其结合到密封件101中。该加强板110是形成周向环的穿孔不锈钢板。板中制出的孔口使该附加部件的重
量更轻。当密封件101受到压挤力的时候，加强板110充当屏障并且防止受压的中央部件 103突出到第二管道上。此外，径向相对运动引起摩擦力，该摩擦力现在由更坚固的加强板110而非中央 部件103的易损坏的硅树脂承受。当然，本发明并不局限于以上作为非限制性示例进行描述的实施方式，而是包括 其所有实施方式。
权利要求
一种密封件(101)，用于装配在第一管道(100)与第二管道之间，所述第一管道(100)和所述第二管道易于经受轴向和/或径向相对运动但是属于同一流体分配回路，所述密封件包括挠性中央部件(103)，所述中央部件(103)具有根据所述第一和第二管道的形状定制的基本上圆筒形的整体形状并且由相对于所涉及的流体具有流体密封性的材料制成，所述中央部件(103)在一侧上具有用于使得能够将所述密封件固定到所述第一管道的安装表面(102)并且在另一侧上具有用于与所述第二管道配合接触的配合表面(104)，以便在所述第一和第二管道之间产生流体密封挠性连接，其特征在于，所述配合表面包括周向加强装置(110)，所述周向加强装置(110)至少部分地在所述中央部件上径向地延伸。
2.如权利要求1所述的密封件(101)，其特征在于，所述安装表面(102)由固定环制 成，所述固定环具有用于接收固定装置(105，105’ )的孔，所述固定装置(105，105’ )能够 与所述第一管道(100)中的对应的孔协作。
3.如权利要求1和2中任一项所述的密封件(101)，其特征在于，所述流体密封的中央 部件(103)由硅树脂制成。
4.如权利要求1-3中任一项所述的密封件(101)，其特征在于，所述流体密封的中央部 件(103)由玻璃和/或陶瓷纤维制成。
5.如权利要求1-4中任一项所述的密封件(101)，其特征在于，所述流体密封的中央部 件(103)由芳族聚酸胺纤维制成。
6.如权利要求4和5中任一项所述的密封件(101)，其特征在于，所述纤维是织物。
7.如权利要求1-7中任一项所述的密封件(101)，其特征在于，所述加强装置(110)是 由不锈钢制成的板。
8.如权利要求1-7中任一项所述的密封件(101)，其特征在于，所述加强装置(110)包 括构建到所述密封件的主体中的周向部分。
9.如权利要求1-8中任一项所述的密封件(101)，其特征在于，所述加强装置(110)具 有穿孔的表面。
10.如权利要求1-9中任一项所述的密封件(101)，其特征在于，所述加强装置(110) 具有外部周向边缘，所述外部周向边缘是带凸缘的或者是局部硬化的。
11.如权利要求1-10中任一项所述的密封件(101)，其特征在于，所述中央部件(103) 包括至少一个外部表面(106)和至少一个内部表面(107)，所述至少一个外部表面(106)和 所述至少一个内部表面(107)是沿着周向的并且界定出至少一个中空内部空间(108)。
12.如权利要求1-11中任一项所述的密封件(101)，其特征在于，所述加强装置(110) 具有硬化的外部周向部分。
全文摘要
本发明涉及一种密封接头(101)，其设计用以布置在第一管道(100)与第二管道之间，所述第一和第二管道易受轴向和/或径向相对运动的影响但却属于相同的流体分配回路，所述接头包括挠性中央部件(103)，该中央部件具有与第一和第二管道的形式相配的大致圆筒形形状，由耐受所述流体的材料制成，并且具有位于一侧上的用于固定到第一管道的安装表面(102)以及位于另一侧上的用于与第二管道接触的配合表面(104)，以便在第一和第二管道之间提供挠性密封连接，其特征在于，所述配合表面具有周向加强装置(110)，该加强装置至少部分地在中央部件上方径向地延伸。
文档编号F16L27/108GK101842628SQ200880103065
公开日2010年9月22日 申请日期2008年8月8日 优先权日2007年8月20日
发明者泽格·比内尔 申请人:埃尔塞乐公司