[发明专利]基于相变材料驱动器的压气机叶尖间隙控制装置及压气机

说明书

本发明公开了一种基于相变材料驱动器的压气机叶尖间隙控制装置及压气机，包括：压气机机匣、金属弹性环、相变材料驱动器、第一支架杆和第二支架杆，其中，金属弹性环周向设置于压气机机匣内侧，且与压气机机匣同轴设置；金属弹性环与压气机机匣之间设置有弹性部件；相变材料驱动器设置于压气机机匣外侧，且相变材料驱动器的一端通过贯穿压气机机匣的第一支架杆与金属弹性环固定连接；相变材料驱动器的另一端通过第二支架杆与压气机机匣固定连接；相变材料驱动器随其自身相变材料的形变通过第一支架杆带动金属弹性环挤压或放松弹性部件，进而控制压气机叶尖间隙变大或恢复。本发明可以保持压气机工作的最优间隙，降低油耗，且避免内部流动不稳定。

技术领域

本发明属于航空发动机控制技术领域，具体涉及一种基于相变材料驱动器的压气机叶尖间隙控制装置及压气机。

背景技术

叶尖间隙对航空发动机的效率、安全性、可靠性与寿命等方面均有着十分重要的影响。在实际的航空发动机设计中，为防止叶片与机匣发生刮蹭，叶片与机匣之间通常会预留一个较大的间隙。

但较大的间隙会带来两方面的问题：一是减少了通过叶片通道的流量，造成流量损失，减少做功，降低压气机做功效率，燃油消耗率增大，有害气体排放增加，发动机排气温度升高从而发动机寿命降低；二是由该间隙泄漏的气流在出口会产生涡流，引发压气机内部流动不稳定。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于相变材料驱动器的压气机叶尖间隙控制装置及压气机。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明第一方面提供了一种基于相变材料驱动器的压气机叶尖间隙控制装置，包括：压气机机匣、金属弹性环、相变材料驱动器、第一支架杆和第二支架杆，其中，

所述压气机机匣为中空的圆柱体结构；所述金属弹性环周向设置于所述压气机机匣内侧，且与所述压气机机匣同轴设置；所述金属弹性环与所述压气机机匣之间设置有弹性部件；

所述相变材料驱动器设置于所述压气机机匣外侧，且所述相变材料驱动器的一端通过贯穿所述压气机机匣的第一支架杆与所述金属弹性环固定连接；所述相变材料驱动器的另一端通过所述第二支架杆与所述压气机机匣固定连接；

所述相变材料驱动器随其自身相变材料的形变通过第一支架杆带动所述金属弹性环挤压或放松所述弹性部件，进而控制所述压气机叶尖间隙变大或恢复。

在本发明的一个实施例中，所述相变材料驱动器包括：缸体、驱动杆、复位弹簧、活塞、相变材料，其中，

所述缸体的一端装设有所述相变材料，另一端装设有与所述相变材料邻接的所述活塞；

所述活塞与所述缸体的内壁接触，且与所述驱动杆的一端固定连接，所述驱动杆的另一端伸出所述缸体，并与所述第一支架杆固定连接；

所述复位弹簧套设于所述缸体内部的驱动杆上；

所述相变材料温度控制装置作用下发生相变引起体积变化，以带动所述驱动杆在水平方向上移动。

在本发明的一个实施例中，所述温度控制装置包括：加热带、温度传感器和温度控制器，其中，

所述加热带设置于所述相变材料一端的缸体的外周；

所述温度传感器设置于所述加热带与所述缸体之间，且与所述温度控制器相连接；

所述温度控制器通过所述温度传感器对所述相变材料温度的检测来控制所述加热带对所述相变材料加热，以达到所需的位移量。

在本发明的一个实施例中，所述相变材料驱动器还包括用于密封所述缸体内相变材料的盖体，所述盖体与所述缸体的尾端可拆卸式连接。