一種用于轉動組件的包容裝置，其包括：殼體，其環繞轉動組件并在轉動組件的軸向和周向上延伸而成，其內限定一環形的容納腔體；增強纖維，其填充于容納腔體的至少一部分腔體內；剪切增稠液體，其可流動地充滿至少一部分腔體內并浸漬增強纖維。本發明專利技術當應用于航空發動機中，能夠增強包容機匣的包容能力，降低其重量。剪切增稠液體的應用可以進一步降低機匣的重量增強其抗沖擊能力。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種用于轉動組件的包容裝置、ー種包容組件以及包容機匣。
技術介紹
盡管現代的渦輪風扇發動機能夠運行上萬小時而不出故障，然而，一旦風扇出現非包容事故就有可能導致機毀人亡。如果高速的風扇葉片的碎片穿透機匣飛出，則很有可能會擊傷飛機的機艙、油箱、液壓管路和電器控制線路等，導致機艙失壓、油箱泄漏起火、飛機操控失靈等二次破壞，嚴重危及飛行安全。因此，發動機機匣的包容性設計是非常重要的，即，設計機匣使其能夠將葉片掉塊或脫落葉片捕獲到具有重要的意義。在航空發動機上常用的風扇包容機匣有三種:合金機匣、纏繞“凱芙拉(Kevlar) ”結構的合金機匣以及復合材料機匣。合金機匣的強度和韌性較好，然而密度和質量卻較大，這種機匣在早期的發動機中應用最為廣泛。纏繞“凱芙拉(Kevlar) ”結構的合金機匣，一般在鋁合金或鈦合金的機匣內層外纏繞高強度的凱芙拉纖維，這樣，質量較輕，但包容能力較強，一般葉片掉塊可以被凱芙拉纖維捕獲到，采用這種機匣的ー個典型的例子是GE90型發動機。復合材料機匣，一般采用ニ維或三維編織成形，質量更輕，然而，在強度、剛度上有待增強，但全復合材料機E是未來研發的ー個方向。目前，通用電氣公司(General Electric,簡稱GE)已經在GEnx發動機中使用碳纖維增強的復合材料機匣。美國專利US 4，699，567公開了ー種用于渦扇發動機的包容環，該包容環包括剛性的圓柱體，在圓柱體的外表面上纏繞有多層編織纖維材料。美國專利US 6，059，523公開了ー種用于包容葉片或葉片碎片的包容系統，其包括第一內部周向包容裝置、包圍該第一內部周向包容裝置的第二外部周向包容裝置、位于第一內部周向包容裝置和第二外部周向包容裝置之間的延展性材料制成的周向片以及用于安裝第一內部周向裝置和第二外部周向裝置的安裝裝置。美國專利US 6，053，696公開了用于潤扇發動機的風扇機證的支撐外殼,該潤扇發動機包括風扇、多個安裝在風扇周邊的風扇葉片。風扇機匣包括彈性的葉片包容帶，其布置在支撐外殼的外表面上，該彈性的葉片包容帶是由多凱芙拉纖維材料制成的。現有技術中還具有許多其他的葉片包容結構，諸如公開在美國專利US4，534，698，US 5，482，429的結構，然而這些現有技術或當前的
技術介紹
所公開的包容結構不是難以制造就是質量過大，因此需要ー種新型的葉片包容結構來解決這些問題。
技術實現思路
根據本專利技術的ー個目的，公開了ー種用于轉動組件的包容裝置，其包括殼體、增強纖維和剪切增稠液體。其中殼體環繞轉動組件并在轉動組件的軸向和周向上延伸而成，其內限定一環形的容納腔體。增強纖維填充于容納腔體的至少一部分腔體內。剪切增稠液體可流動地布置在填充有增強纖維的至少一部分腔體內并浸潰增強纖維。具體地，轉動組件至少包括有風扇，風扇上具有多個葉片。較優地，環狀連接部為蜂窩結構。 較優地，增強纖維為芳香族聚酰胺纖維更優地，芳香族聚酰胺纖維為凱芙拉纖維。較優地，剪切增稠液體的分散介質為聚こ烯醇，分散相為納米級硅膠顆粒。較優地，環形吸音部布置于容納腔體中并與殼體的內表面相連接，處于容納腔體中的所述至少一部分腔體由環形吸音部和殼體共同限定。在本專利技術的一種實施方式中，環形吸音部連接在容納腔體靠近所述轉動組件側的內表面上，并在遠離轉動組件側的內壁和環形吸音部的未連接側之間形成了所述通道。在本專利技術的另ー種實施方式中，環形吸音部連接在容納腔體遠離轉動組件側的內壁上，其中，所述至少一部分腔體形成于容納腔體靠近轉動組件側的內壁和環形吸音部的未連接側之間。在本專利技術的再一種實施方式中，環形吸音部具有內蜂窩結構和外蜂窩結構，內蜂窩結構連接在容納腔體靠近轉動組件側的內壁上，外蜂窩結構連接在容納腔體遠離轉動組件側的內壁上，其中，所述至少一部分腔體形成于該內蜂窩結構和該外蜂窩結構之間。進ー步地，至少一部分腔體是由內蜂窩結構在靠近轉動組件側上所具有的至少ー個凹槽以及外蜂窩結構在遠離轉動組件側上所具有的至少ー個凹槽相對設置而形成的。更進一歩地，內蜂窩結構的外表面和外蜂窩結構的內表面上分別連接有與其表面形狀相一致的內環形密封板和外環形密封板，以將內蜂窩結構和外蜂窩結構密封。優選地，該外蜂窩結構在靠近轉動組件側上具有多個外凹槽，與多個外凹槽相對地，該內蜂窩結構在遠離轉動組件側上具有多個內凹槽，所述至少一部分腔體由外凹槽和內凹槽共同形成，所述至少一部分腔體的內部是相連通的。優選地，環形吸音部的材料為鋁或鋁合金。優選地，殼體的材料為鋼、鋁、鈦、鋁合金或鈦合金。根據本專利技術另ー個目的，還公開了ー種包容填料，其設置于發動機的機匣中，用于當發動機的風扇葉片失效而斷裂時包容葉片碎片。包容填料包括:增強纖維，其填充于機匣內的至少ー個環形通道內；剪切增稠液體，其可流動地充滿環形通道內并浸潰其中的增強纖維。其中，可選擇地，該增強纖維為芳香族聚酰胺纖維。優選地，該芳香族聚酰胺纖維可以為凱芙拉纖維。本專利技術能夠增強航空發動機風扇包容機匣的包容能力，降低其重量。剪切增稠液體應用于航空發動機包容機匣，可以進一歩降低其重量，增強抗沖擊能力。附圖說明圖1為本專利技術的一種實施方式的機匣主體的徑向截面圖，其概略性地示出了機匣主體的結構以及風扇葉片相對于機匣主體的位置；圖2為圖1的局部放大圖，其詳細地示出了機匣主體所限定的容納腔體的內部結構；圖3為圖1和圖2中的外環形密封板和內環形密封板的徑向截面示意圖。具體實施方式眾所周知，在飛機的發動機機艙上，機匣是環繞轉動組件諸如風扇葉片且在轉動組件的軸向和周向上延伸的環形殼體，其內限定了ー個環形容納腔體，該腔體具有在徑向上靠近轉動組件的內側內壁和遠離轉動組件的外側內壁。圖1-3大體上示出了本專利技術的一種實施方式。如圖1所示，機匣主體I由前機匣3和后機匣4通過緊固件連接而成，該前機匣3和該后機匣4可以由金屬材料或復合材料制成，其中，該金屬材料可以為鋼、鋁、鈦、鋁合金或鈦合金等，該復合材料可以為樹脂基復合材料。如圖2所示，在機匣主體I所限定的環形容納腔體中具有環形吸音部。更具體地，該環形吸音部具有蜂窩結構6、7，較優地，該蜂窩結構6、7由金屬材料制成。蜂窩結構6外側與上述容納腔體的外側內壁以諸如氬弧焊焊接在一起，內側上具有多個大體上以相同的軸向間距間隔開的周向凹槽；蜂窩結構7內側與上述容納腔體的內側內壁以諸如氬弧焊焊接在一起，外側上也具有多個大體上以相同的軸向間距間隔開的周向凹槽。其中，蜂窩結構6的內側和蜂窩結構7的外側之間間隔有預定的徑向距離，蜂窩結構6上的凹槽和蜂窩結構7上的凹槽一一對應，即，蜂窩結構6上的一個凹槽和蜂窩結構7上的一個凹槽形成了在轉動組件的軸向上截面積更大的周向槽。進ー步地，環形吸音部還包括薄的外環形密封板8和薄的內環形密封板9，其中，外環形密封板8和內環形密封板9由鋁或鋁合金等金屬材料制成。外環形密封板8的形狀與蜂窩結構6的內側的形狀相一致，并以諸如氬弧焊焊接在蜂窩結構6的內側；同時，內環形密封板9的形狀與蜂窩結構7的外側的形狀相一致，并以諸如氬弧焊焊接在蜂窩結構7的外側上。這樣，外環形密封板8和內環形密封板9就分別將蜂窩結構6、7上的中空部分(在本專利技術中該中空部分為空心六面柱體，然而，未不出)密封。由于薄的外環形密封板8和內環形密封板9的形狀分別與蜂窩本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于轉動組件的包容裝置，其包括：殼體，其環繞所述轉動組件并在所述轉動組件的軸向和周向上延伸而成，其內限定一環形的容納腔體；增強纖維，其填充于所述容納腔體的至少一部分腔體內；剪切增稠液體，其可流動地充滿填充有所述增強纖維的至少一部分腔體內并浸漬所述增強纖維。
【技術特征摘要】
1.一種用于轉動組件的包容裝置，其包括: 殼體，其環繞所述轉動組件并在所述轉動組件的軸向和周向上延伸而成，其內限定一環形的容納腔體； 增強纖維，其填充于所述容納腔體的至少一部分腔體內； 剪切增稠液體，其可流動地充滿填充有所述增強纖維的至少一部分腔體內并浸潰所述增強纖維。2.根據權利要求1所述的包容裝置，其特征在于，所述增強纖維為芳香族聚酰胺纖維。3.根據權利要求2所述的包容裝置，其特征在干，所述芳香族聚酰胺纖維為凱芙拉纖維。4.根據權利要求1所述的包容裝置，其特征在于，所述剪切增稠液體為處在固液混合狀態的納米粒子溶劑，分散介質為聚こ烯醇，其中懸浮有納米級硅膠顆粒作為分散相。5.根據權利要求1所述的包容裝置，其特征在于，所述包容裝置還具有環形吸音部，其布置于所述容納腔體中并與所述殼體的內表面相連接，其中，所述至少一部分腔體由所述環形吸音部和所述殼體共同限定。6.根據權利要求5所述的包容裝置，其特征在于，所述環形吸音部連接在所述容納腔體靠近所述轉動組件側的內壁上，其中，所述至少一部分腔體形成于所述容納腔體遠離所述轉動組件側的內壁和所述環形吸音部的未連接側之間。7.根據權利要求5所述的包容裝置，其特征在干，所述環形吸音部連接在所述容納腔體遠離所述轉動組件側的內壁上，其中，所述至少一部分腔體形成于所述容納腔體靠近所述轉動組件側的內壁和所述環形吸音部的未連接側之間。8.根據權利要求5所述的包容裝置，其特征在于，所述環形吸音部具有內蜂窩結構和外蜂窩結構，所述內蜂窩結構連接在所述容納腔體靠近所述轉動組件側的內壁上，所述外蜂窩結構連接在所述容納腔體遠離所述轉動組件側的內壁上，其中，所述至少一部分腔體形成于所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：史同承，楊宵毅，
申請(專利權)人：中航商用航空發動機有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。