[发明专利]一种用于细长型燃烧室的可伸缩供气管道

摘要

本发明提出了一种用于细长型燃烧室的可伸缩供气管道，属于航空宇航推进动力系统技术领域。本发明包括最外侧管道、最内侧管道、中间级管道、管道密封圈、导杆、导向结构、驱动装置和固定装置。驱动装置包括调频电机、电机座和齿轮。固定装置包括轴承端盖、圆柱滚子轴承、法兰盘、固定杆、套筒、轴承端盖密封圈和支撑杆。管道可单侧控制，在有限的空间内实现管道的连续伸长和缩短，可以实现不同速度伸缩及快速停止切换，功能切换快捷。通过丝杠螺纹传动，伸缩进给准确、可靠，并具有良好的密封性能，适于高压环境下的操作使用。本发明结构简单、运行平稳、维护方便，可以通过简单改装适合不同深度、长度和空间的工作环境。

主权项

1.一种用于细长型燃烧室的可伸缩供气管道，其特征在于，包括最外侧管道(1)、中间级管道(2)、最内侧管道(3)、导向结构(4)、支撑杆(5)、套筒(6)、最小直径导杆(7)、中间级导杆(8)、最大直径导杆(9)、第二齿轮(10)、调频电机(11)、电机座(12)、第一法兰盘(13)、第一齿轮(14)、第一轴承端盖(15)、第二轴承端盖(16)、固定杆(17)、轴承端盖第一密封(18)、轴承端盖第二密封圈(19)、管道第一密封圈(20)、管道第二密封圈(21)、第一圆柱滚子轴承(22)、第二圆柱滚子轴承(23)和第二法兰盘(24)；其中，在最外侧管道(1)、中间级管道(2)和最内侧管道(3)三者之中，最外侧管道(1)的直径最大，最内侧管道(3)的直径最小；三者相互连接配合，构成可伸缩的供气通道结构；最外侧管道(1)的一端，端口处的内径小于该管道其它部分的内径，且该处端口的内径表面设有螺纹；在最外侧管道(1)的外表面中间位置，呈阶梯状设置一个轴环和两个轴肩；在最外侧管道(1)另一端的靠近端口的外表面上，设置有一个轴环和一个轴肩；中间级管道(2)的一端，端口处的内径小于该管道其他部分的内径，且端口的内径表面设有螺纹；中间级管道(2)另一端端口处的外径大于管道其他部分的外径，且在该端口外径的外表面上设有一圈凹槽，该端口处的外表面无螺纹，管道其他部分的外表面则设有螺纹；最内侧管道(3)的一端，端口处的外径大于该管道其他部分的外径，在该端口外径的外表面上设有一圈凹槽，该端口处的外表面无螺纹；最内侧管道(3)的另一端，端口处外表面设有螺纹，在管道管身中部的外表面设有螺纹；上述两段螺纹之间的管身的外表面无螺纹；最大直径导杆(9)为空心圆柱，其一端端口的外表面设有外螺纹；该导杆另一端端口的内表面无凹槽导轨，导杆其他部分的内表面，设有凹槽导轨；中间级导杆(8)为空心圆柱，其一端端口的外表面设有凸台，另一端端口的内表面无凹槽导轨；导杆其他部分的内表面，设有凹槽导轨；最小直径导杆(7)为实心圆柱，在其一端端口的外表面设有凸台，另一端端口的外表面设有螺纹，通过螺纹与导向结构(4)连接；导向结构(4)，用于实现管道和导杆同步轴向移动，并限制最内侧管道(3)不可旋转，同时，对整个管道起支撑作用，保证管道挠度很小而不影响丝杠螺纹的传动配合；第一轴承端盖(15)和第二轴承端盖(16)，均采用穿通式轴承端盖，两个轴承端盖的内表面均设有一圈凹槽，用于安放轴承端盖密封圈，实现与最外侧管道(1)之间的密封；轴承端盖的尺寸根据工作需求确定；第一法兰盘(13)采用阶梯型，其一侧圆面的中部有带通孔的凸台，另一侧圆面中部的内表面设有一凸环，用于对圆柱滚子轴承的定位；同时，在第一法兰盘(13)的圆面凸台的外缘侧，设有相互对称的内螺纹通孔，通过内螺纹通孔，将最大直径导杆(9)固定在第一法兰盘(13)上；第二法兰盘(24)的结构与第一法兰盘(13)结构相同、尺寸不同，但第二法兰盘(24)的圆面无内螺纹通孔；第一圆柱滚子轴承(22)和第二圆柱滚子轴承(23)，均采用标准的圆柱滚子轴承，轴承内径和宽度等参数根据工作需求确定；固定杆(17)，为两端带有螺纹的圆柱，通过螺母将第一法兰盘(13)、第二法兰盘(24)连接定位；支撑杆(5)，与导向结构(4)共同组成支撑系统；支撑杆(5)的主体为圆柱，一端与导向结构(4)通过螺纹连接，通过改变螺纹啮合程度，从而改变整个支撑系统的高度；第二齿轮(10)和第一齿轮(14)，均采用标准正齿轮，模数、齿数、内孔大小、键槽大小和齿宽等参数根据工作需求确定；调频电机(11)连接在电机座(12)上，其电机轴与第二齿轮(10)直接通过键配合连接进行传动；电机座(12)通过固定杆(17)固定在第一法兰盘(13)、第二法兰盘(24)之间；管道第一密封圈(20)、管道第二密封圈(21)、轴承端盖第一密封圈(18)、轴承端盖第二密封圈(19)的尺寸大小，分别根据对应的管道、轴承端盖的尺寸大小确定；上述组成部分的连接关系为：在最外侧管道(1)的中间位置的轴环处，依次安装第一齿轮(14)、套筒(6)、第一法兰盘(13)、第二圆柱滚子轴承(23)和第二轴承端盖(16)；其中，第一齿轮(14)通过键配合与最外侧管道(1)连接，此处的轴环和套筒(6)起到对第一齿轮(14)的轴向定位作用，第二轴承端盖(16)通过螺栓与第一法兰盘(13)连接，并起到固定和定位第二圆柱滚子轴承(23)的作用；在第二轴承端盖(16)的内表面的凹槽处，安装有轴承端盖第一密封圈(18)，实现第二轴承端盖(16)与最外侧管道(1)之间的密封；在最外侧管道(1)端侧的轴肩处，依次安装第二法兰盘(24)、第一圆柱滚子轴承(22)和第一轴承端盖(15)；其中，第一轴承端盖(15)通过螺栓与第二法兰盘(24)连接，并且起到固定和定位第一圆柱滚子轴承(22)的作用；在第一轴承端盖(15)内表面的凹槽处，安装轴承端盖第二密封圈(19)，实现第一轴承端盖(15)与最外侧管道(1)之间的密封；第一法兰盘(13)、第二法兰盘(24)通过多根固定杆(17)连接；其中至少两根固定杆(17)在连接时要穿过电机座(12)上对应的圆孔，将电机座(12)固定在固定杆(17)上；同时，将第二齿轮(10)与第一齿轮(14)啮合配合，使调频电机(11)的动力通过第一法兰盘(13)、第二齿轮(10)，传递到最外侧管道(1)上；将管道第一密封圈(20)安装在将中间级管道(2)的凹槽里；同理，将管道第二密封圈(21)安装在将最内侧管道(3)的凹槽里；将最内侧管道(3)通过螺纹旋入中间级管道(2)，将中间级管道(2)通过螺纹旋入最外侧管道(1)；在最内侧管道(3)的端侧，通过螺纹与导向结构(4)连接，导向结构(4)通过螺纹连接两根支撑杆(5)，形成支撑系统；通过调整支撑杆(5)与导向结构(4)的螺纹配合的长度，来改变支撑系统的总长度，由此适应不同工况环境；将最小直径导杆(7)套入中间级导杆(8)内，并通过凸台与中间级导杆(8)的凹槽导轨相配合；将中间级导杆(8)套入最大直径导杆(9)内，并通过凸台与最大直径导杆(9)的凹槽导轨相配合；最小直径导杆(7)的另一端穿过中间级导杆(8)，并通过螺纹与导向结构(4)连接；最大直径导杆(9)的另一端，通过螺纹与第一法兰盘(13)连接；管道工作过程为：将第一法兰盘(13)与工作场地连接，使整个伸缩管道稳固在工作场地；在最外侧管道(1)与第二法兰盘(24)连接的一端的端口处，与气源联通，使所需气体从该端口进入伸缩管道；在最内侧管道(3)与导向结构(4)连接的一端的端口处，与燃烧器连接；打开调频电机(11)，根据实验过程中，伸缩管道所需要移动的距离，确定调频电机(11)需要的转动的圈数或时间，通过第一齿轮(14)、第二齿轮(10)，带动最外侧管道(1)进行旋转，通过丝杠螺纹配合方式，进一步带动中间级管道(2)及最内侧管道(3实现轴向移动，从而实现整个伸缩管道的伸缩调整，最后实现热源位置的调整。