[发明专利]一种燃气涡轮导管及其成型方法

说明书

本发明属于流体管道及其成型方法，为了解决现有技术中发动机的燃气涡轮进气导管要求压力损失小，同时需要结构强度和可靠性高的技术问题，提供一种燃气涡轮导管及其成型方法。燃气涡轮进气导管包括三通进气通道和C形出气通道；所述三通进气通道包括第一弯曲部和第二弯曲部，C形出气通道与三通进气通道的第二弯曲部共同组成一个环形槽，三通进气通道的第一弯曲部位于其第二弯曲部的中部；所述三通进气通道的第一弯曲部内沿轴线设有分流板，分流板的两侧均与三通进气通道的第二弯曲部连通，所述三通进气通道的第一弯曲部顶部开口设置。成型方法是采用3D打印加工三通进气通道，再与机械加工得到的C形出气通道焊接为一体。

技术领域

本发明属于流体管道及其成型方法，具体涉及一种燃气涡轮导管及其成型方法。

背景技术

涡轮泵是液体火箭发动机的关键组合件，其利用高温燃气推动涡轮转子，带动氧化剂泵和燃料泵叶片旋转做功，保证推进剂以一定的压力和流量进入发动机燃烧室。在采用燃气发生器循环的发动机中，发生器的高温高压燃气经进气导管结构进入周向分布的多个涡轮喷嘴，在喷嘴中加速后推动涡轮转子做功。

为了保证涡轮的输出功率，需要尽可能减少进气导管内的压力损失，同时由于进气导管内的燃气压力和温度较高，其结构强度和可靠性也是设计中必须考虑的关键问题。

发明内容

本发明的主要目的是为了使发动机的燃气涡轮进气导管压力损失小，同时确保该进气导管的结构强度，从而提供了一种燃气涡轮导管及其成型方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种燃气涡轮导管，其特殊之处在于，包括三通进气通道和C形出气通道；所述三通进气通道包括第一弯曲部和第二弯曲部；

第一弯曲部一端为燃气进气口，另一端与第二弯曲部的中间位置连通；

第二弯曲部的两端分别与C形出气通道的两端开口对接连通，从而构成一个圆环形出气管；所述圆环形出气管上沿垂直于轴向的方向切割，形成一个圆环形燃气出气口；

所述第一弯曲部内设有分流板，分流板将第一弯曲部内腔分为相同的两个通道，所述两个通道分别与第二弯曲部连通。

C形出气通道为一定角度的圆截面环形管，C形出气通道与三通进气通道的第二弯曲部共同组成一个完整的环形槽，角度之和为360°。

进一步地，所述分流板的径向尺寸由燃气进气口沿轴向依次增大。

进一步地，所述分流板的两侧为曲面。

进一步地，所述第一弯曲部与第二弯曲部的衔接处为椭圆形。

进一步地，所述第一弯曲部的燃气进气口处为圆形。

进一步地，所述C形出气通道为截面是圆形的等径环形管。

一种如上所述燃气涡轮导管的加工方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1，采用车铣或板材冲压成型的方法加工得到C形出气通道；

步骤2，采用3D打印加工得到内部设有分流板的三通进气通道；

步骤3，将三通进气通道的第二弯曲部和C形出气通道进行焊接，使C形出气通道与第二弯曲部形成一个环形槽，得到燃气涡轮导管。

三通进气通道和分流板部分采用3D打印技术一体成型，C形出气通道采用机械加工方法得到，再将三通进气通道与C形出气通道焊接在一起构成一个完整的燃气涡轮导管。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：