一种发动机模式选择机构中的密封结构及设计方法与流程

本申请属于飞机发动机设计领域，特别涉及一种发动机模式选择机构中的密封结构及设计方法。

背景技术：

发动机模式选择机构是变循环航空发动机中用于实现内外涵空气流量比调节的关键调节机构部件。在结构上，模式选择机构通常位于分流环之前，即外涵流道入口，用于打开或关闭外涵道，从而使得发动机在双涵道与单涵道的工作循环之间切换。当模式选择机构处于打开状态时，模式选择机构需要使气流不受阻地以设计比例流入内涵道和外涵道；而当其关闭时，需要完全封死外涵道，使气流全部流入内涵道。其难点在于无论其处于何种状态，模式选择机构都需要在实现调节涵道比功能的同时使得流路连续、完整且保持良好的密封性，以减小气动损失。在工程应用中，因模式选择阀为旋转运动件，且其所需要密封的几何形状较复杂，所以如何设计使其在各个状态中都能保持阀片转轴处的有效密封同时保持该处流路完整、连续尤其困难。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

技术实现要素：

发动机模式选择机构中的密封结构，以实现调节涵道比功能的同时使得流路连续、完整且保持良好的密封性。

本申请的技术方案是：

本申请第一方面提供了一种发动机模式选择机构中的密封结构，密封结构包括：

多个阀片，周向均匀设置在飞机风扇机匣与外涵流道入口之间，能够组成与风扇机匣相适配的环体，并且阀片背向环体内部的一面上靠近风扇机匣的位置设置有第一安装片和第二安装片，第一安装片上设置第一安装孔，第二安装片上设置第二安装孔，第一安装孔和第二安装孔的轴心连线垂直于环体的中心轴线，每一个阀片能够绕轴心连线转动，阀片靠近风扇机匣一端设置成能够使阀片绕轴心连线转动过程中保持与风扇机匣的密封面；

多个密封段，设置在风扇机匣的端口处，与多个阀片的密封面的形状相适配，能够在阀片绕轴心连线转动过程中与阀片保持密封接触。

根据本申请的至少一个实施方式，阀片的数量至少为10个。

根据本申请的至少一个实施方式，阀片的密封面的两个顶角的位置设置有缺口。

根据本申请的至少一个实施方式，还包括：

转轴，安装在第一安装孔和第二安装孔中；

第三安装片，设置在阀片背向环体内部的一面上靠近外涵流道入口的位置，第三安装片上设置有第三安装孔；

动力机构，通过销轴连接在第三安装孔上，用于提供动力使阀片绕转轴转动。

根据本申请的至少一个实施方式，还包括：

加强筋，设置在阀片背向环体内部的一面上。

根据本申请的至少一个实施方式，阀片朝向外涵流道入口的一端端面上还设置有密封凹槽。

本申请第二方面提供了一种发动机模式选择机构中的密封结构的设计方法，设计方法包括以下步骤：

步骤1、将平行于风扇机匣中心轴线的设定长度的线段沿风扇机匣的外表面周向旋转一定角度形成弧形面，线段的一端痕迹形成弧形边沿；

步骤2、在弧形面上设计第一安装片和第二安装片，第一安装片上设置第一安装孔，第二安装片上设置第二安装孔，第一安装孔和第二安装孔的轴心连线垂直于风扇机匣的中心轴线；

步骤3、将边沿绕轴心连线旋转一定角度形成密封面，弧形面结合密封面形成阀片型面；

步骤4、对风扇机匣端头进行机械加工，形成与密封面相适配的接触面。

根据本申请的至少一个实施方式，步骤1中线段旋转的角度≤36度。

根据本申请的至少一个实施方式，步骤3中边沿的旋转角度根据阀片需要开打开的程度确定。

根据本申请的至少一个实施方式，步骤4完成后还包括：

对密封面的远离弧形面的顶角位置进行加工，在顶角位置形成缺口。

本申请至少存在以下有益技术效果：

本申请提供的阀片和发动机风扇机匣端口接触部分通过接触边沿旋转成型，因此能够保证在阀片转动过程中保持接触密封，并能够在有效密封同时保持该处流路完整流畅。

附图说明

图1是本申请密封结构的阀片结构示意图；

图2是本申请密封结构的密封段结构示意图；

图3是本申请密封结构的阀片关闭示意图；

图4是本申请密封结构的阀片打开示意图。

其中：

1-风扇机匣；2-阀片；3-第一安装孔；4-第二安装孔；5-密封面；6-密封段；7-第三安装孔；8-加强筋；9-密封凹槽；10-弧形面。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

下面结合附图1至图4对本申请做进一步详细说明。

本申请第一方面提供了一种发动机模式选择机构中的密封结构，包括多个阀片2和多个密封段6。

具体地，多个阀片2周向均匀设置在飞机风扇机匣与外涵流道入口之间，能够组成与风扇机匣1相适配的环体，阀片2的数量至少为10个，并且阀片2背向环体内部的一面上靠近风扇机匣的位置设置有第一安装片和第二安装片，第一安装片上设置第一安装孔3，第二安装片上设置第二安装孔4，第一安装孔3和第二安装孔4的轴心连线c1垂直于环体的中心轴线，每一个阀片2能够绕轴心连线c1转动，述阀片2靠近风扇机匣1一端设置成能够使阀片2绕轴心连线c1转动过程中保持与风扇机匣1的密封面5。

并且，阀片2的密封面5的两个顶角的位置设置有缺口，防止相邻的两个阀片2处于关闭状态时相互干扰。

多个密封段6设置在风扇机匣1的端口处，与多个阀片2的密封面5的形状相适配，能够在阀片2绕轴心连线c1转动过程中与阀片2保持密封接触。

进一步，本申请发动机模式选择机构中的密封结构还包括转轴、第三安装片和动力机构。

具体地，转轴安装在第一安装孔3和第二安装孔4中；

第三安装片设置在阀片2背向环体内部的一面上靠近外涵流道入口的位置，第三安装片上设置有第三安装孔7；

动力机构通过销轴连接在第三安装孔7上，用于提供动力使阀片2绕转轴转动，从而实现阀片2的打开和关闭。

进一步，本申请发动机模式选择机构中的密封结构还包括加强筋8，加强筋8设置在阀片2背向环体内部的一面上，用于加强阀片2的强度。

进一步，阀片2朝向外涵流道入口的一端端面上还设置有密封凹槽9，能够使得阀片2处于关闭状态时能够与外涵流道入口之间保持密封，同时使得进气流路连续、完整。

本申请第二方面提供了该发动机模式选择机构中的密封结构的设计方法，设计方法包括以下步骤：

步骤1、将平行于风扇机匣2中心轴线的设定长度的线段a1沿风扇机匣2的外表面周向旋转一定角度形成弧形面10，也就是阀片2的弧面；线段a1的一端痕迹形成弧形边沿a2，也就是阀片2的弧形边沿；

并且，线段a1旋转的角度≤36度，可以保证阀片2的密封效果，并减小相邻阀片2之间的影响。

步骤2、在弧形面10上设计第一安装片和第二安装片，第一安装片上设置第一安装孔3，第二安装片上设置第二安装孔4，第一安装孔3和第二安装孔4的轴心连线c1垂直于风扇机匣2的中心轴线，第一安装孔3和第二安装孔4用于安装转轴；

步骤3、将边沿a2绕轴心连线c1旋转一定角度形成密封面5，弧形面10结合密封面5形成阀片的型面，边沿a2的旋转角度根据阀片2需要开打开的程度确定，并进一步加工成阀片1；

步骤4、对风扇机匣2端头进行机械加工，形成与密封面5相适配的形状。

并且，步骤4完成后还要对密封面5远离弧形面10的顶角位置进行加工，在顶角位置形成缺口，用于防止相邻的两个阀片2处于关闭状态时相互干扰。

密封结构加工完成后，将阀片1组装到风扇机匣2上，可以通过撑杆进行组装，将撑杆的一端与转轴连接，另一端与风扇机匣2连接部件连接。

本申请能够使得阀片2处于动作时保持密封，同时使得进气流路连续、完整。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。