一种基于3D打印的尾喷管结构制造技术

本实用涉及尾喷管技术领域，具体公开了一种基于3D打印的尾喷管结构，包括喷管主体、位于喷管主体内且与喷管主体形成导流腔的内锥体、与内锥体外侧面与喷管主体内壁连接的支撑体，所述支撑体呈弧形结构且沿内锥体的周向均匀设置；所述内锥体与喷管主体同轴设置。本实用新型专利技术有效的避免了在使用时内锥体与涡轮转子抵接，影响涡轮转子的正常工作。影响涡轮转子的正常工作。影响涡轮转子的正常工作。

【技术实现步骤摘要】
一种基于3D打印的尾喷管结构


[0001]本技术涉及涡轮发动机尾喷管
，更具体地讲，涉及一种基于 3D打印的尾喷管结构。

技术介绍

[0002]在传统涡喷尾喷管的设计中分为两种，一种是喷口可调出口面积，另一种是喷口不可调出口面积的；其中，不可调出口面积的结构简单重量轻，但是对材料的要求和装配的要求较高，它的喷口只在最高工况下性能最佳，需要对尾锥的支撑进行散热防止热膨胀破坏；可调出口面积能使发动机在各种工作状态下都有良好的性能，并且不需要对尾椎进行支撑，但是其要求的控制部分的重量过大，结构复杂加工精度要求高，一般使用在大型发动机之上。
[0003]另外，由于涡轮发动机在工作时尾喷管的温度在极短时间内迅速升高，尾喷管容易因为热胀冷缩导致开裂和挤压变形，降低涡轮喷气发动机的工作效率，影响涡轮喷气发动机的正常工作，甚至发生危险；同时尾喷管与涡轮机匣之间的连接处的密封性能不好。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的技术问题是，提供一种基于3D打印的尾喷管结构，有效的避免了在使用时内锥体与涡轮转子抵接，影响涡轮转子的正常工作。
[0005]本技术解决技术问题所采用的解决方案是：
[0006]一种基于3D打印的尾喷管结构，包括喷管主体、位于喷管主体内且与喷管主体形成导流腔的内锥体、与内锥体外侧面与喷管主体内壁连接的支撑体，所述支撑体呈弧形结构且沿内锥体的周向均匀设置；所述内锥体与喷管主体同轴设置。
[0007]在一些可能的实施方式中，所述支撑体与内锥体连接处距离喷管主体出口的距离小于支撑体与喷管主体连接处距离喷管主体出口的距离。
[0008]在一些可能的实施方式中，所述内锥体的小端设置在靠近喷管主体出口的一侧。
[0009]在一些可能的实施方式中，所述支撑体的数量为三个，且开口方向一致。
[0010]在一些可能的实施方式中，所述喷管主体出口的端部呈波浪状；所述喷管主体包括连接段和呈花瓣形的出口段；所述出口段包括若干块结构相同的花瓣壁面，相邻的花瓣壁面之间圆滑过渡且远离密封构件的一侧形成波浪状。
[0011]在一些可能的实施方式中，所述喷管主体呈锥形筒结构，其大端与涡轮转子连接，所述内锥体的大端设置在靠近涡轮转子的一侧。
[0012]在一些可能的实施方式中，所述喷管主体入口端的内侧壁设置有密封构件。
[0013]在一些可能的实施方式中，所述密封构件为设置在喷管主体内壁面且沿其周向均匀设置的凹槽；所述凹槽呈梭形结构，包括沿周向均匀设置的多列梭形槽一、以及设置在相邻两列梭形槽一之间的梭形槽二。
[0014]在一些可能的实施方式中，每列所述梭形槽一包括多个沿Z轴方向等间距设置且
由喷管主体出口端向靠近喷管主体入口端一侧尺寸依次递减的梭形槽A；每列所述梭形槽二包括多个沿Z轴方向等间距设置且由喷管主体出口端向靠近喷管主体入口端一侧尺寸依次递减的梭形槽B；
[0015]所述梭形槽A沿Z轴方向呈倾斜设置，每列中梭形槽A与相邻的梭形槽B呈交错设置，所述梭形槽A长方向轴线与梭形槽B长方向轴线所形成的角度为E，150
°
≥E≥30
°
。
[0016]在一些可能的实施方式中，所述梭形槽A长方向的轴线投影与喷管主体的轴线所形成的夹角为A，所述A＝40
‑
50
°
。
[0017]与现有技术相比，本技术的有益效果：
[0018]本技术通过在喷管主体内设置内锥体，并通过支撑体实现内锥体与喷管主体的连接；在高温工作状态下内锥体锥角发生热变形，由于支撑体是旋转的，所以锥角的变形的自由度是放开的不会出现支撑体的断裂，而且支撑体是沿气流方向向外的锥角只会向外变形不会影响到涡轮转子；
[0019]本技术通过将喷管主体的出口段设置为花瓣形，使得喷管主体末端在高温工作状态下进行自由的膨胀，从而减下热碰撞造成的变形；
[0020]本技术将喷管主体的出口端设置为波浪状，增大了出口空气与周围空气的接触面，减弱了出口湍流的剪切力，从而减小了出口噪音；
[0021]本技术通过在喷管主体的入口端设置密封构件，使得喷管主体入口段和出口端的压力平衡，降低泄漏量，满足发动机性能的要求，其适用于不同工况下的间隙尺寸，不受转子变形量变化的影响。
附图说明
[0022]图1为本技术的三维结构示意图；
[0023]图2为本技术中密封构件、内锥体、喷管主体的连接关系示意图；
[0024]图3为本技术的剖面结构示意图；
[0025]图4为图3中A处的放大示意图；
[0026]图5为本技术中梭形槽一和梭形槽二的位置关系示意图；
[0027]图6为本技术中梭形槽二与喷管主体的位置关系示意图；
[0028]图7为本技术的的俯视图；
[0029]其中：1、喷管主体；2、内锥体；21、支撑体；3、密封构件；31、梭形槽一；32、梭形槽二。
具体实施方式
[0030]在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。本申请所提及的"第一 "、"第二"以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，"一个"或者"一"等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。在本申请实施中，“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情
况。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个定位柱是指两个或两个以上的定位柱。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0031]下面对本技术进行详细说明。
[0032]如图1
‑
图7所示；
[0033]一种基于3D打印的尾喷管结构，包括喷管主体1、位于喷管主体1内且与喷管主体1形成导流腔的内锥体2、与内锥体2外侧面与喷管主体1内壁连接的支撑体，所述支撑体呈弧形结构且沿内锥体2的周向均匀设置；所述内锥体2与喷管主体1同轴设置。
[0034]优选的，所述喷管主体1呈锥形筒结构，其大端与涡轮转子连接，所述内锥体2的大端设置在靠近涡轮转子的一侧；喷管主体1的大端与涡轮转子连接为气流入口端，其小端为气流出口端。
[0035]内锥体2的小端设置在靠近气流出口端的一侧，大端设置在靠近气流入口端的一侧；内锥体2与喷管主体1同轴设置通过支撑体实现两者的连接。
[0036]在本技术中，内锥体2、支撑体、以及喷管主体1采用3D打印一体成型，这使得2.强度和性能远好于现有通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于3D打印的尾喷管结构，其特征在于，包括喷管主体、位于喷管主体内且与喷管主体形成导流腔的内锥体、与内锥体外侧面与喷管主体内壁连接的支撑体，所述支撑体呈弧形结构且沿内锥体的周向均匀设置；所述内锥体与喷管主体同轴设置。2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的尾喷管结构，其特征在于，所述支撑体与内锥体连接处距离喷管主体出口的距离小于支撑体与喷管主体连接处距离喷管主体出口的距离。3.根据权利要求2所述的一种基于3D打印的尾喷管结构，其特征在于，所述内锥体的小端设置在靠近喷管主体出口的一侧。4.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的尾喷管结构，其特征在于，所述支撑体的数量为三个，且开口方向一致。5.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的尾喷管结构，其特征在于，所述喷管主体出口端的端部呈波浪状；所述喷管主体包括连接段和呈花瓣形的出口段；所述出口段包括若干块结构相同的花瓣壁面，相邻的花瓣壁面之间圆滑过渡且远离密封构件的一侧形成波浪状。6.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的尾喷管结构，其特征在于，所述喷管主体呈锥形筒结构，其大端与涡轮转子连接，所述内锥体的大端设置在靠近涡轮转子的一侧。7.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪律超，宋扬，张浩，韩品连，
申请(专利权)人：浙江意动科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：