[發明專利]復雜曲面結構腔體的密封件及密封方法

有效

• 申請號: 201911049217.0
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110822099B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 杜霞;覃鶯;朱林;吳劍;曹斐;許沛環
• 申請（專利權）人: 中國航發南方工業有限公司
• 主分類號: F16J15/46
• 分類號: F16J15/46
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 唐湘

本發明公開了一種復雜曲面結構腔體的密封件和密封方法，復雜曲面結構腔體的密封件，包括芯塊和氣囊，所述芯塊的形狀與所述復雜曲面結構腔體相適應，所述芯塊為整塊的塊單元體，或者所述芯塊為由多個塊單元體組合構成，所述氣囊包覆在所述塊單元體外側，所述氣囊采用柔性材料制成，所述氣囊上設有氣門，用于充氣或放氣。本發明的密封件可以適應各種不規則、表面粗糙的和復雜的曲面密封，較硬質的芯塊能抵抗內外壓差造成的密封件變形，柔性材料制成的氣囊可貼合復雜曲面結構腔體的表面，形成連續密封曲面，密封性良好。本發明的密封件尤其適合用于高壓試驗的復雜曲面腔體的密封。

技術領域

本發明涉及渦軸類發動機的技術領域，特別地，涉及一種復雜曲面結構腔體的密封件，另外還涉及一種渦軸類發動機的燃氣發生器進氣機匣復雜曲面結構腔體的密封方法。

背景技術

渦軸類發動機，因工作環境限制需進行燃氣發生器的密封性試驗，以保證安全性。燃氣發生器為產生高溫高壓油氣混合物的單元，因結構限制，某型燃氣渦輪起動機為側方位進氣，傳動機匣與進氣機匣為一體鑄造，其具有開口大、開口不規則、轉折突兀、表面粗糙度大不易形成連續的接觸面，而密封性試驗是在高壓條件下進行。燃氣發生器進行密封性試驗，難點在于進氣機匣組件的密封方式，現有的密封方式常常在肋板和上下機匣接觸面出現多個大面積縫隙導致高壓氣體泄漏，腔體內部壓力與環境無異，進而導致試驗失敗。

發明內容

本發明提供了一種復雜曲面結構腔體的密封件和密封方法，以解決開口大、開口不規則的非連續性復雜曲面結構腔體的密封困難的技術問題。

根據本發明的一個方面，提供一種復雜曲面結構腔體的密封件，包括芯塊和氣囊，所述芯塊的形狀與所述復雜曲面結構腔體相適應，所述芯塊為整塊的塊單元體，或者所述芯塊為由多個塊單元體組合構成，所述氣囊包覆在所述塊單元體外側，所述氣囊采用柔性材料制成，所述氣囊上設有氣門，用于充氣或放氣。

進一步地，所述芯塊采用軟質材料制成。

進一步地，所述軟質材料為橡膠或硅膠。

進一步地，所述氣囊采用橡膠或硅膠制成，厚度為2～4mm。

進一步地，所述芯塊為整塊的塊單元體，所述塊單元體的尺寸比復雜曲面結構腔體的尺寸小15～25％；所述氣囊的尺寸比所述復雜曲面結構腔體的尺寸大1～3％，以使所述氣囊充氣后各個面與所述復雜曲面結構腔體的曲面緊密貼合。

進一步地，所述芯塊為由多個塊單元體組合構成，所述塊單元體的形狀與由所述復雜曲面結構腔體分割的分腔體相適應且所述塊單元體的尺寸比由所述復雜曲面結構腔體分割的分腔體的尺寸小15～25％，所述氣囊的尺寸比由所述復雜曲面結構腔體分割的分腔體的尺寸大1～3％，以使所述氣囊充氣后各個面與由所述復雜曲面結構腔體分割的分腔體的曲面緊密貼合。

進一步地，所述密封件還包括將多個氣囊包覆芯塊的外側進行緊固的卡箍，以用于防止由于壓差導致密封件向外移動與腔體的表面脫開。

進一步地，所述卡箍采用橡膠環，或所述卡箍采用金屬條，所述金屬條采用螺栓緊固。

根據本發明的另一方面，還提供了一種復雜曲面結構腔體的密封方法，所述復雜曲面結構腔體為燃氣發生器的進氣機匣組件的進氣口，所述進氣機匣組件的進氣口處分布有多個肋板支撐上層機匣和下層機匣，所述上層機匣具有占進氣口高度30％左右的凸臺，所述上層機匣和下層機匣之間還橫貫有導管，所述密封方法用于燃氣發生器的密封性試驗，根據所述進氣機匣組件的結構，將肋板作為分割界限分隔成若干腔體，將設置有導管或凸臺的腔體進一步切分成多個連續的分腔體，采用上述的密封件，分別插入對應形狀的腔體或分腔體中，對各個氣囊充氣使氣囊變形壓緊機匣面，形成連續的密封面。

進一步地，所述對各個氣囊充氣使氣囊變形壓緊機匣面包括：先對各個氣囊充氣使氣囊與上下機匣面基本貼合，然后用卡箍將密封件的多個氣囊包覆芯塊固定，再對氣囊繼續充氣使氣囊變形壓緊機匣面。