[发明专利]耐高温紧固件装置

说明书

本发明是是联邦政府支持下根据与空军部签定的合同完成的。联邦政府对本发明享有一定的权利。

本发明涉及一种用于两个构件固定在一起的紧固件，两个构件之一是暴露在较高温度环境中。

用于保护安置在靠近具有较高温度的环境，如靠近燃气涡轮发动机的排气喷口或排气导管内流动的热排气流的一种结构件如基板的一种设计方案是提供一个较薄材料的薄板放置在热环境与该基板之间，以便在它们之间形成一个热屏蔽。

这种薄板还可以进一步利用在该薄衬板和该支撑基板之间通入流动的冷却空气进行保护。将该衬板固定在该基板上的问题包括提供一种紧固件装置，而这种紧固件装置本身也要能够耐高温环境而且在设计上首先是结构要简单。

对于在靠近高温排气的部位设置有可动的鱼鳞片的燃气涡轮发动机的排气喷口，例如在该鱼鳞片基板与热空气之间要设置一个保护衬板，该衬板必须要能够从气流通道内拆卸下来以便对它进行更换，而且为了便于维修要允许接近该鱼鳞片的内部结构件。对于这种必须在热空气一侧可以接近的紧固件，用于保护暴露在外的紧固件表面或结构的装置必须要提供合乎要求的装置以免紧固件被烧毁或超温。一种设有保护的紧固件装置增加了附加的保护结构件，这种结构有可能使价格昂贵而且会增加为拆卸该带保护的紧固件的工时消耗。

对一种耐高温紧固件装置需要解决的问题是它要易于从热空气一侧 拆卸下来而且在靠近高温环境一侧不需要附加保护结构件。

因此本发明的一个目的是提供一种用于将一个热保护衬板可拆卸地固定在它下面的基板上的耐高温装置，以便在该基板与一个挨近的高温环境之间形成一个热屏蔽。

本发明的一个进一步的目的是在靠近该固定装置处提供一种冷却装置用于在高温环境中保护该固定装置。

本发明还有一个目的是提供一种带热保护衬板和它的紧固件的装置，该装置要能够由衬板的靠近高温一侧从衬板下面的受保护的基板上拆卸下来。

本发明还有另外一个目的是提供一股气体对着紧固件暴露着的表面进行撞击冷却，这种冷却足以对该紧固件提供热保护而不需要附加保护结构之类的装置。

按照本发明，一个支撑基板是通过在该基板与热空气之间放入一个较薄的衬板使该基板对于它挨近的高温环境，如燃气涡轮发动机的热排气流而受到保护。该衬板是通过一种紧固件固定在基板上的，上述紧固件是通过衬板并以配合恰当和可拆卸地联接在基板上。一股冷却气流，如由燃气涡轮发动机的压气机供给的较冷却的空气通过该衬板与基板之间以便防止衬板的过热。

按照本发明的上述紧固件是可拆卸地由衬板与基板组件的热空气一侧组装起来这样紧固件本身至少其一部分是暴露在热气体环境中的。本发明提供一股撞击冷却空气用于将暴露的紧固件部分进行局部冷却，这股冷却气流是由衬板的下面经过许多个设置在衬板上的挨近该紧固件暴露部分的许多小孔流出来的。

按照本发明所公开的实施例，每个紧固件都是容纳在衬板上的面对热气流的表面上的相对应的凹坑内。这些凹坑也作为一些支座以便在衬板与基板之间保持均匀的间隔距离，并进一步包括上面所述的用于对着 紧固件引导冷却空气的冷却孔。

该紧固件还带有一个基本上平行于面对热气流的衬板表面并围绕着该凹坑的放大的头部，用以形成一个环形槽并与凹坑的表面相配合形成一个通风道。通过衬板的冷却孔进入环形腔体内的冷却空气对着紧固件头部的下端进行撞击，并通过该环形通风道这样来对紧固件暴露部分进行局部冷却而不需要附加保护结构件或其它冷却装置。

该紧固件本身是一个单件的简单结构件，而且当以其头部对面的端部的螺纹部分拧紧在与其相配合的基板上时如在所公开的实施例中所显示的，是非常容易安装和将保护衬板拆卸下来的以便进行维修，更换等等。

本发明的紧固装置的另外一个特征是，该紧固件撞击冷却空气不是经过一个复杂的或弯曲的路程而是经过许多个平行的通路笔直向前流入一个环形腔体内并流入热气流环境中。该气流通道的单一性和多重性降低了相似的堵塞情况发生的机遇以及造成紧固件冷却空气流的组合的干扰，这样就产生了一种用于将保护衬板固定至带防护的基板上去的简单，有效的耐高温紧固装置。

本发明的紧固装置的这些和其它的目的和优点对于那些熟悉本专业技术的人们通过阅读下面的说明和附图以及所附权利要求之后将一清二楚。

图1是显示本发明的一个衬板，基板和紧固装置的一个截面剖示图;

图2是本发明的一个替换型实施例，用以显示一个扩大紧固件冷却的结构。