一种基于3D打印的尾喷管的制作方法

一种基于3d打印的尾喷管
技术领域
1.本实用新型涉及尾喷管技术领域，更具体地讲，涉及一种基于3d打印的尾喷管。


背景技术：

2.在传统涡喷尾喷管的设计中降噪结构和支撑技术是两个关键技术，在传统的设计中微型的发动机尾喷管是通过设计尾喷管的开口形状来降噪，大型发动机的设计因为体积巨大可以有多中方法来改变尾喷管的尺寸。在传统的微型发动机中尾喷管的倒流锥角都是和支撑通过焊接的方法或螺母安装的方法固定的，这种方法限制了锥角的自由热膨胀，所以传统的支撑一般采用通冷却气冷却，和使用合适材料的方法来避免热膨胀。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种基于3d打印的尾喷管，有效的避免了支撑的断裂，同时能够降低噪音。
4.本实用新型解决技术问题所采用的解决方案是：
5.一种基于3d打印的尾喷管，与涡轮转子连接，包括管本体、套装在管本体内且与管本体同轴设置的内锥体、一端与管本体内侧固定连接且另外一端与内锥体插接的多根支撑体；所述支撑体呈弧形结构且沿内锥体的周向均匀设置；所述管本体的出口端沿其周向均匀设置有若干排射流孔构造。
6.本实用新型中采用支撑体与内锥体插接对于内锥体进行支撑，两者不采用固定连接，这使得在使用过程中内锥体的变形自由度是放开的，不会造成支撑由于内锥体的变形而发生断裂；在管本体的出口端设置射流孔构造采用射流的原理将空气吸入并形成一层冷气保护膜，使高速气体减少与管本体壁面的摩擦并进一步和外界气体混合减少湍流造成的噪音；
7.在一些可能的实施方式中，为了使得在工作过程中内锥体只能向靠近管本体出口端一侧变形，使其不会与涡轮转子发生干涉；
8.多根所述支撑体在同一平面上且以管本体的轴线为圆心呈环形阵列，所述支撑与内锥体连接处距离管主体出口的距离小于支撑体与管主体连接处距离管主体出口的距离。
9.在一些可能的实施方式中，为了避免在打印过程中管本体与支撑体连接处出现裂纹，影响正常使用；
10.所述支撑体与内锥体的插接点与支撑体和管本体内侧的连接点连接所形成的直线与管本体入口端端面相交所形成的夹角为a，0
°
＜a＜20
°
。
11.在一些可能的实施方式中，所述内锥体的大端设置在靠近管本体的入口端的一侧，其大端上设置有用于安装支撑体的插接孔。
12.在一些可能的实施方式中，所述插接孔的形状与支撑体的截面形状一致，且两者间隙配合。
13.支撑体位于插接孔内，实现对于内锥体的支撑，且两者之间形成间隙，使得内锥体
变形时的自由度是放开的，不会造成支撑体的断裂。
14.在一些可能的实施方式中，所述支撑体的数量为三个。
15.在一些可能的实施方式中，所述管本体呈锥形筒结构，其大端与涡轮转子连接，所述内锥体的大端设置在靠近涡轮转子的一侧。
16.在一些可能的实施方式中，为了有效的实现降噪；
17.每组所述射流孔构造包括多个射流孔结构，所述射流孔结构包括设置在管本体出口端一侧的通槽、与通槽靠近管本体入口端一侧连接且倾斜设置的导流板；所述导流板远离通槽底部的一侧向管本体内侧倾斜且与管本体之间形成射流孔。
18.在一些可能的实施方式中，所述管本体的出口端为波浪形结构，所述射流孔与管本体出口端端面的距离为5mm。
19.在一些可能的实施方式中，所述射流孔构造为多排且沿轴向平行设置，相邻两排之间的距离为5mm；每排中的射流孔错开设置；每排所述射流孔的面积沿管本体轴向向靠近涡轮转子一侧依次递减。
20.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
21.本实用新型中支撑体与内锥体不采用固定连接，这使得在使用过程中，内锥体的变形自由度是放开的不会出现支撑体的断裂，而且支撑体是沿气流方向向外的锥角只会向外变形不会影响到涡轮转子；
22.本实用新型通过在管本体的出口端设置射流孔构造，使用射流的原理把空气吸入形成一层冷气保护膜，使高速气体减少与管本体壁面的摩擦，并进一步和外界气体混合减少湍流造成的噪音；
23.本实用新型结构简单、实用性强。
附图说明
24.图1为本实用新型的剖面结构示意图；
25.图2为本实用新型的三维结构示意图；
26.图3图2中a处的放大示意图；
27.图4为本实用新型的侧视图；
28.其中：1、管本体；2、内锥体；3、支撑体；4、射流孔构造；41、导流板；42、射流孔。
具体实施方式
29.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。本技术所提及的"第一"、"第二"以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，"一个"或者"一"等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。在本技术实施中，“和/或”描所述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。在本技术实施例的描所述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个定位柱是指两个或两个以上的定位柱。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具
体情况理解上所述术语在本实用新型中的具体含义。
30.下面对本实用新型进行详细说明。
31.如图1-图4所示：
32.一种基于3d打印的尾喷管，与涡轮转子连接，包括管本体1、套装在管本体1内且与管本体1同轴设置的内锥体2、一端与管本体1内侧固定连接且另外一端与内锥体2插接的多根支撑体3；所述支撑体3呈弧形结构且沿内锥体2的周向均匀设置；所述管本体1的出口端沿其周向均匀设置有若干排射流孔构造4。
33.本实用新型中采用支撑体3与内锥体2插接对于内锥体2进行支撑，两者不采用固定连接，这使得在使用过程中内锥体2的变形自由度是放开的，不会造成支撑由于内锥体2的变形而发生断裂；在管本体1的出口端设置射流孔构造4采用射流的原理将空气吸入并形成一层冷气保护膜，使高速气体减少与管本体1壁面的摩擦并进一步和外界气体混合减少湍流造成的噪音；
34.在一些可能的实施方式中，为了使得在工作过程中内锥体2只能向靠近管本体1出口端一侧变形，使其不会与涡轮转子发生干涉；
35.多根所述支撑体3在同一平面上且以管本体1的轴线为圆心呈环形阵列，所述支撑与内锥体2连接处距离管主体出口的距离小于支撑体3与管主体连接处距离管主体出口的距离。
36.在一些可能的实施方式中，为了避免在打印过程中管本体1与支撑体3连接处出现裂纹，影响正常使用；
37.所述支撑体3与内锥体2的插接点与支撑体3和管本体1内侧的连接点连接所形成的直线与管本体1入口端端面相交所形成的夹角为a，0
°
＜a＜20
°
。
38.在一些可能的实施方式中，所述内锥体2的大端设置在靠近管本体1的入口端的一侧，其大端上设置有用于安装支撑体3的插接孔。
39.在一些可能的实施方式中，所述插接孔的形状与支撑体3的截面形状一致，且两者间隙配合。
40.支撑体3位于插接孔内，实现对于内锥体2的支撑，且两者之间形成间隙，使得内锥体2变形时的自由度是放开的，不会造成支撑体3的断裂。
41.在一些可能的实施方式中，所述支撑体3的数量为三个。
42.如图4所示，三个支撑体3在同一平面上，且以管本体1的轴线为圆心呈环形阵列，分别与内锥体2的大端支撑；
43.这样使得在使用时，在高温工作状态下内锥体2发生热变形时，由于支撑体3是旋转的，所以内锥体2变形的自由度是放开的不会出现支撑的断裂，而且支撑体3是沿气流方向向外设置的，内锥体2只会向外变形不会影响到涡轮转子。
44.在一些可能的实施方式中，所述管本体1呈锥形筒结构，其大端与涡轮转子连接，所述内锥体2的大端设置在靠近涡轮转子的一侧。
45.内锥体2与管本体1内部之间形成用于高温高压气体流动的导流腔。
46.在一些可能的实施方式中，为了有效的实现降噪；
47.每排所述射流孔构造4包括多个射流孔结构，所述射流孔结构包括设置在管本体1出口端一侧的通槽、与通槽靠近管本体1入口端一侧连接且倾斜设置的导流板41；所述导流
板41远离通槽底部的一侧向管本体1内侧倾斜且与管本体1之间形成射流孔42。
48.这里所描所述的通槽底部具体是指，通槽靠近涡轮转子的一侧。
49.具体的，导流板41远离通槽底部自由端呈弧形结构，其顶点设置在远离通槽底部的一侧，从而使得与通槽所形成的射流孔42呈扇形结构，由于导流板41的倾斜设置使得射流孔42靠近管本体1内侧一侧的开口大于靠近管本体1外侧一侧的开口，这样使得外界空气能够有效的进入到管本体1内部并减小了空气阻力，并使得管本体1内部的高温高压气体不会从射流孔42向外溢出。
50.优选的，射流孔42呈鱼鳞片状结构，管本体1的出口端设置鱼鳞片的开孔结构，通过导流板41并结合射流的原理把空气从管本体1的外侧吸入至管本体1的内侧形成一层冷气保护膜，使高速气体减少与管本体1内侧壁面的摩擦，并进一步和外界气体混合减少湍流造成的噪音。
51.在一些可能的实施方式中，所述管本体1的出口端为波浪形结构，所述射流孔42与管本体1出口端端面的距离为5mm。
52.在一些可能的实施方式中，根据管本体1轴向长度的不同，所述射流孔构造4为多排且沿轴向平行设置，相邻两排之间的距离为5mm；每排中的射流孔42错开设置；每排所述射流孔42的面积沿管本体1轴向向靠近涡轮转子一侧依次递减。
53.具体的，靠近出口端的第一排射流孔42的面积为s，第二排射流孔42的面积为0.9s，第三排为0.8s，以此类推。
54.优选的，每排射流孔42的数量为9个。
55.本实用新型并不局限于前所述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。