[发明专利]一种用于转动组件的包容装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于转动组件的包容装置、一种包容组件以及包容机匣。

背景技术

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，但包容能力较强，一般叶片掉块可以被凯芙拉纤维捕获到，采用这种机匣的一个典型的例子是GE90型发动机。复合材料机匣，一般采用二维或三维编织成形，质量更轻，然而，在强度、刚度上有待增强，但全复合材料机匣是未来研发的一个方向。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公开了一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公开了一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公开了用于涡扇发动机的风扇机匣的支撑外壳，该涡扇发动机包括风扇、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US 4,534,698，US 5,482,429的结构，然而这些现有技术或当前的背景技术所公开的包容结构不是难以制造就是质量过大，因此需要一种新型的叶片包容结构来解决这些问题。

发明内容

根据本发明的一个目的，公开了一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渍增强纤维。

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乙烯醇，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。

在本发明的一种实施方式中，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。

在本发明的另一种实施方式中，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。

在本发明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。

进一步地，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一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一个凹槽相对设置而形成的。

更进一步地，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。