[发明专利]一种航空发动机粒子分离器用电驱动式排砂装置

说明书

本发明公开了一种航空发动机粒子分离器用电驱动式排砂装置，包括：叶轮机构、驱动机构和控制机构；所述叶轮机构与驱动机构连接；所述驱动机构与控制机构电性连接；所述叶轮机构，用于吸入分离出的含砂尘气流；所述驱动机构，用于驱动叶轮机构转动；所述控制机构，用于控制驱动机构启动或关闭。通过电机控制电驱动式排砂装置，可根据实际工作环境选择启动或关闭电驱动式排砂装置，可以在非砂尘环境下关闭电驱动式排砂装置，使大部分气流进入发动机，提高发动机非砂尘环境下的功率，还可以节约发动机的输出功率，解除电驱动式排砂装置与发动机传动系统的耦合，可一定程度上降低因电驱动式排砂装置故障带来的发动机的安全性和可靠性风险。

技术领域

本发明属于发动机技术领域，特别涉及一种航空发动机粒子分离器用电驱动式排砂装置。

背景技术

直升机常常需要在一些特殊的砂雾迷漫的环境里，比如在山区、沙漠、冰雪地面和海面上起飞、降落与悬停飞行，发动机的工作环境要求越来越苛刻。这时，大量的砂尘、冰雪等各种外来物或海上盐雾都被吸入发动机，如果事先不采取防护措施，尘砂将会给直升机和发动机带来严重的危害：压气机叶片磨蚀及由此所产生的发动机性能恶化，即功率下降、耗油率增加，最终导致发动机的使用寿命缩短。因此，通常在发动机前增设进气防护装置——进气道粒子分离器(Inlet Particle Separator)，用来分离含杂质气流中的固体粒子，以保护发动机，保证其工作稳定性，并延长使用寿命。

现有的粒子分离器通过牺牲一部分气流将发动机进口气流中的砂尘集中并排出发动机外。集中砂尘的气流通过排砂装置排出发动机，现有的发动机上采用引射器或鼓风机将含砂气流排出发动机。现有的排砂鼓风机是通过将转轴与附件传动轴互相啮合，通过附件传动系统与发动机动力输出轴相连，从而驱动鼓风机运转，在粒子分离器的砂尘出口形成低压，将砂尘排出发动机外，鼓风机的功率提取来源于发动机，其工作状态完全依赖发动机的工作状态。而在非砂尘环境下，进口气流中几乎不含砂尘，无需分离气流中的砂尘，鼓风机依然持续运转提取轴功率，不仅会浪费发动机功率，同时也在非必要情况下牺牲进口气流，降低发动机的输出功率，而且增加因鼓风机故障带来的发动机的安全性和可靠性风险。因此，为了使鼓风机不依赖发动机轴功率，可独立控制鼓风机的工作情况，亟需开发一种新型的排砂装置。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种航空发动机粒子分离器用电驱动式排砂装置，包括：叶轮机构、驱动机构和控制机构；

所述叶轮机构与驱动机构连接；所述驱动机构与控制机构电性连接；

所述叶轮机构，用于吸入分离出的含砂尘气流；

所述驱动机构，用于驱动叶轮机构转动；

所述控制机构，用于控制驱动机构启动或关闭。

更进一步地，还包括进气壳体；

所述进气壳体外表面上设置有安装座，所述进气壳体通过安装座固定安装在发动机上；所述进气壳体为弯曲柱状，一端为锥形开口，锥形开口外壁边缘处设置有环形凸台；所述进气壳体的环形凸台端与叶轮机构连接，另一端与粒子分离器的清除流道连接。

更进一步地，还包括出气壳体；

所述出气壳体包括内壳体、外壳体和导流叶片，内壳体为桶状，外壳体为喇叭状，内壳体的直径小于外壳体的直径，内壳体一部分设置于外壳体中，内壳体和外壳体同轴设置，通过导流叶片固定连接；

所述出气壳体的外壳体一端外壁边缘处设置有环形凸台；所述出气壳体的内壳体和外壳体间设置有导流叶片；所述导流叶片为空心叶片，周向均匀分布在出气壳体的气流入口处；

所述出气壳体的环形凸台端与进气壳体和叶轮机构连接；

所述出气壳体的内壳体和外壳体之间形成排出含砂尘气流的通道。

更进一步地，所述叶轮机构包括叶轮轴、联轴器和斜流叶轮；