一种用于转动组件的包容装置制造方法及图纸

一种用于转动组件的包容装置，其包括：壳体，其环绕转动组件并在转动组件的轴向和周向上延伸而成，其内限定一环形的容纳腔体；增强纤维，其填充于容纳腔体的至少一部分腔体内；剪切增稠液体，其可流动地充满至少一部分腔体内并浸渍增强纤维。本发明专利技术当应用于航空发动机中，能够增强包容机匣的包容能力，降低其重量。剪切增稠液体的应用可以进一步降低机匣的重量增强其抗冲击能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于转动组件的包容装置、ー种包容组件以及包容机匣。
技术介绍
尽管现代的涡轮风扇发动机能够运行上万小时而不出故障，然而，一旦风扇出现非包容事故就有可能导致机毁人亡。如果高速的风扇叶片的碎片穿透机匣飞出，则很有可能会击伤飞机的机舱、油箱、液压管路和电器控制线路等，导致机舱失压、油箱泄漏起火、飞机操控失灵等二次破坏，严重危及飞行安全。因此，发动机机匣的包容性设计是非常重要的，即，设计机匣使其能够将叶片掉块或脱落叶片捕获到具有重要的意义。在航空发动机上常用的风扇包容机匣有三种:合金机匣、缠绕“凯芙拉(Kevlar) ”结构的合金机匣以及复合材料机匣。合金机匣的强度和韧性较好，然而密度和质量却较大，这种机匣在早期的发动机中应用最为广泛。缠绕“凯芙拉(Kevlar) ”结构的合金机匣，一般在铝合金或钛合金的机匣内层外缠绕高强度的凯芙拉纤维，这样，质量较轻，但包容能力较強，一般叶片掉块可以被凯芙拉纤维捕获到，采用这种机匣的ー个典型的例子是GE90型发动机。复合材料机匣，一般采用ニ维或三维编织成形，质量更轻，然而，在強度、刚度上有待增强，但全复合材料机E是未来研发的ー个方向。目前，通用电气公司(General Electric,简称GE)已经在GEnx发动机中使用碳纤维增强的复合材料机匣。美国专利US 4，699，567公开了ー种用于涡扇发动机的包容环，该包容环包括刚性的圆柱体，在圆柱体的外表面上缠绕有多层编织纤维材料。美国专利US 6，059，523公开了ー种用于包容叶片或叶片碎片的包容系统，其包括第一内部周向包容装置、包围该第一内部周向包容装置的第二外部周向包容装置、位于第一内部周向包容装置和第二外部周向包容装置之间的延展性材料制成的周向片以及用于安装第一内部周向装置和第二外部周向装置的安装装置。美国专利US 6，053，696公开了用于润扇发动机的风扇机證的支撑外壳,该润扇发动机包括风扇、多个安装在风扇周边的风扇叶片。风扇机匣包括弹性的叶片包容带，其布置在支撑外壳的外表面上，该弹性的叶片包容带是由多凯芙拉纤维材料制成的。现有技术中还具有许多其他的叶片包容结构，诸如公开在美国专利US4，534，698，US 5，482，429的结构，然而这些现有技术或当前的
技术介绍
所公开的包容结构不是难以制造就是质量过大，因此需要ー种新型的叶片包容结构来解决这些问题。
技术实现思路
根据本专利技术的ー个目的，公开了ー种用于转动组件的包容装置，其包括壳体、增强纤维和剪切增稠液体。其中壳体环绕转动组件并在转动组件的轴向和周向上延伸而成，其内限定一环形的容纳腔体。增强纤维填充于容纳腔体的至少一部分腔体内。剪切增稠液体可流动地布置在填充有增强纤维的至少一部分腔体内并浸溃增强纤維。具体地，转动组件至少包括有风扇，风扇上具有多个叶片。较优地，环状连接部为蜂窝结构。 较优地，增强纤维为芳香族聚酰胺纤维更优地，芳香族聚酰胺纤维为凯芙拉纤维。较优地，剪切增稠液体的分散介质为聚こ烯醇，分散相为纳米级硅胶颗粒。较优地，环形吸音部布置于容纳腔体中并与壳体的内表面相连接，处于容纳腔体中的所述至少一部分腔体由环形吸音部和壳体共同限定。在本专利技术的一种实施方式中，环形吸音部连接在容纳腔体靠近所述转动组件侧的内表面上，并在远离转动组件侧的内壁和环形吸音部的未连接侧之间形成了所述通道。在本专利技术的另ー种实施方式中，环形吸音部连接在容纳腔体远离转动组件侧的内壁上，其中，所述至少一部分腔体形成于容纳腔体靠近转动组件侧的内壁和环形吸音部的未连接侧之间。在本专利技术的再一种实施方式中，环形吸音部具有内蜂窝结构和外蜂窝结构，内蜂窝结构连接在容纳腔体靠近转动组件侧的内壁上，外蜂窝结构连接在容纳腔体远离转动组件侧的内壁上，其中，所述至少一部分腔体形成于该内蜂窝结构和该外蜂窝结构之间。进ー步地，至少一部分腔体是由内蜂窝结构在靠近转动组件侧上所具有的至少ー个凹槽以及外蜂窝结构在远离转动组件侧上所具有的至少ー个凹槽相对设置而形成的。更进一歩地，内蜂窝结构的外表面和外蜂窝结构的内表面上分别连接有与其表面形状相一致的内环形密封板和外环形密封板，以将内蜂窝结构和外蜂窝结构密封。优选地，该外蜂窝结构在靠近转动组件侧上具有多个外凹槽，与多个外凹槽相对地，该内蜂窝结构在远离转动组件侧上具有多个内凹槽，所述至少一部分腔体由外凹槽和内凹槽共同形成，所述至少一部分腔体的内部是相连通的。优选地，环形吸音部的材料为铝或铝合金。优选地，壳体的材料为钢、铝、钛、铝合金或钛合金。根据本专利技术另ー个目的，还公开了ー种包容填料，其设置于发动机的机匣中，用于当发动机的风扇叶片失效而断裂时包容叶片碎片。包容填料包括:增强纤维，其填充于机匣内的至少ー个环形通道内；剪切增稠液体，其可流动地充满环形通道内并浸溃其中的增强纤维。其中，可选择地，该增强纤维为芳香族聚酰胺纤维。优选地，该芳香族聚酰胺纤维可以为凯芙拉纤維。本专利技术能够增强航空发动机风扇包容机匣的包容能力，降低其重量。剪切增稠液体应用于航空发动机包容机匣，可以进一歩降低其重量，增强抗冲击能力。附图说明图1为本专利技术的一种实施方式的机匣主体的径向截面图，其概略性地示出了机匣主体的结构以及风扇叶片相对于机匣主体的位置；图2为图1的局部放大图，其详细地示出了机匣主体所限定的容纳腔体的内部结构；图3为图1和图2中的外环形密封板和内环形密封板的径向截面示意图。具体实施方式众所周知，在飞机的发动机机舱上，机匣是环绕转动组件诸如风扇叶片且在转动组件的轴向和周向上延伸的环形壳体，其内限定了ー个环形容纳腔体，该腔体具有在径向上靠近转动组件的内侧内壁和远离转动组件的外侧内壁。图1-3大体上示出了本专利技术的一种实施方式。如图1所示，机匣主体I由前机匣3和后机匣4通过紧固件连接而成，该前机匣3和该后机匣4可以由金属材料或复合材料制成，其中，该金属材料可以为钢、铝、钛、铝合金或钛合金等，该复合材料可以为树脂基复合材料。如图2所示，在机匣主体I所限定的环形容纳腔体中具有环形吸音部。更具体地，该环形吸音部具有蜂窝结构6、7，较优地，该蜂窝结构6、7由金属材料制成。蜂窝结构6外侧与上述容纳腔体的外侧内壁以诸如氩弧焊焊接在一起，内侧上具有多个大体上以相同的轴向间距间隔开的周向凹槽；蜂窝结构7内侧与上述容纳腔体的内侧内壁以诸如氩弧焊焊接在一起，外侧上也具有多个大体上以相同的轴向间距间隔开的周向凹槽。其中，蜂窝结构6的内侧和蜂窝结构7的外侧之间间隔有预定的径向距离，蜂窝结构6上的凹槽和蜂窝结构7上的凹槽一一对应，即，蜂窝结构6上的一个凹槽和蜂窝结构7上的一个凹槽形成了在转动组件的轴向上截面积更大的周向槽。进ー步地，环形吸音部还包括薄的外环形密封板8和薄的内环形密封板9，其中，外环形密封板8和内环形密封板9由铝或铝合金等金属材料制成。外环形密封板8的形状与蜂窝结构6的内侧的形状相一致，并以诸如氩弧焊焊接在蜂窝结构6的内侧；同时，内环形密封板9的形状与蜂窝结构7的外侧的形状相一致，并以诸如氩弧焊焊接在蜂窝结构7的外侧上。这样，外环形密封板8和内环形密封板9就分别将蜂窝结构6、7上的中空部分(在本专利技术中该中空部分为空心六面柱体，然而，未不出)密封。由于薄的外环形密封板8和内环形密封板9的形状分别与蜂窝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于转动组件的包容装置，其包括：壳体，其环绕所述转动组件并在所述转动组件的轴向和周向上延伸而成，其内限定一环形的容纳腔体；增强纤维，其填充于所述容纳腔体的至少一部分腔体内；剪切增稠液体，其可流动地充满填充有所述增强纤维的至少一部分腔体内并浸渍所述增强纤维。

【技术特征摘要】
1.一种用于转动组件的包容装置，其包括: 壳体，其环绕所述转动组件并在所述转动组件的轴向和周向上延伸而成，其内限定一环形的容纳腔体； 增强纤维，其填充于所述容纳腔体的至少一部分腔体内； 剪切增稠液体，其可流动地充满填充有所述增强纤维的至少一部分腔体内并浸溃所述增强纤維。2.根据权利要求1所述的包容装置，其特征在于，所述增强纤维为芳香族聚酰胺纤维。3.根据权利要求2所述的包容装置，其特征在干，所述芳香族聚酰胺纤维为凯芙拉纤维。4.根据权利要求1所述的包容装置，其特征在于，所述剪切增稠液体为处在固液混合状态的纳米粒子溶剂，分散介质为聚こ烯醇，其中悬浮有纳米级硅胶颗粒作为分散相。5.根据权利要求1所述的包容装置，其特征在于，所述包容装置还具有环形吸音部，其布置于所述容纳腔体中并与所述壳体的内表面相连接，其中，所述至少一部分腔体由所述环形吸音部和所述壳体共同限定。6.根据权利要求5所述的包容装置，其特征在于，所述环形吸音部连接在所述容纳腔体靠近所述转动组件侧的内壁上，其中，所述至少一部分腔体形成于所述容纳腔体远离所述转动组件侧的内壁和所述环形吸音部的未连接侧之间。7.根据权利要求5所述的包容装置，其特征在干，所述环形吸音部连接在所述容纳腔体远离所述转动组件侧的内壁上，其中，所述至少一部分腔体形成于所述容纳腔体靠近所述转动组件侧的内壁和所述环形吸音部的未连接侧之间。8.根据权利要求5所述的包容装置，其特征在于，所述环形吸音部具有内蜂窝结构和外蜂窝结构，所述内蜂窝结构连接在所述容纳腔体靠近所述转动组件侧的内壁上，所述外蜂窝结构连接在所述容纳腔体远离所述转动组件侧的内壁上，其中，所述至少一部分腔体形成于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：史同承，杨宵毅，
申请(专利权)人：中航商用航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：