一种基于增材制造技术的集成配气装置的制作方法

本申请涉及发动机的，特别是一种基于增材制造技术的集成配气装置。

背景技术：

1、发动机上的配气装置，作为发动机的控制系统，对发动机的顺利工作起着重要作用。配气装置中包含有控制气管路，控制阀门，安装固定支板等组件。现有设计中，控制气管路采用导管弯曲后和接头进行焊接加工的形式，焊缝数量多，结构安全性下降，而且受导管弯曲半径和接头焊接尺寸要求的限制，控制气管路的外形较大。同时，要保证配气装置装配时的可操作性和开敞性要求，配气装置的结构尺寸较大，整体重量较大。对于配气装置采用导管焊接，钣金成形的组成方案，存在外形尺寸大，零组件数量多，装配工序长的不足，

技术实现思路

1、本发明提供一种基于增材制造技术的集成配气装置，可以减少装置工序和装配时间，缩短生产周期，内部管路一体成形，减少大量焊缝，提高产品结构强度和可靠性，缩小结构外形，减轻结构重量。

2、第一方面，提供了一种基于增材制造技术的集成配气装置，包括集成管路、对外接头，对外接头安装于集成管路上；

3、集成管路中集成有多个内部气体流通管路、对外接头安装孔和外部框架，外部框架为集成管路的主体框架，内部气体流通管路容置于外部框架所形成的空腔内，对外接头安装孔位于主体框架上，且与内部气体流通管路的第一出口连通，对外接头安装孔用于固定对外接头，以实现对外接头与内部气体流通管路的第一出口连通；

4、集成管路是增材制造一体成型得到，内部气体流通管路任一位置的轴线方向和集成管路的增材制造加工方向的夹角小于45°，对外接头安装孔的轴线相对于增材制造加工方向垂直设置，对外接头安装孔与内部气体流通管路之间采用斜管过渡，对外接头安装孔与内部气体流通管路之间的夹角大于45°。

5、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，外部框架呈菱形，为面心晶格结构，外部框架的菱形结构任一位置的满足悬垂角度＞45°。

6、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，相邻两个内部气体流通管路之间设置有加强筋连接，以在相邻两个内部气体流通管路之间提供支撑力，或者，相邻两个内部气体流通管路在相互交叉的情况下直接连接进而相互支撑。

7、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，对外接头安装孔和对外接头采用焊接工艺固定连接，所述集成配气装置还包括单向阀，所述集成管路的主体框架还设置有单向阀安装座，单向阀安装座与内部气体流通管路的第二出口连通，且单向阀安装座用于固定单向阀，进而实现单向阀与内部气体流通管路的第二出口连通，单向阀安装座的配合面加工有螺纹，并通过螺纹连接安装单向阀。

8、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述集成配气装置还包括电动气阀，所述集成管路的主体框架还设置有多个电动气阀安装区域，多个电动气阀安装区域位于同一平面；

9、电动气阀安装区域包括入口安装孔、出口安装孔、螺栓固定孔；入口安装孔与内部气体流通管路的第三出口连通，电动气阀的入口与入口安装孔径向密封连接；出口安装孔与内部气体流通管路的第四出口连通，电动气阀的出口与出口安装孔径向密封连接；电动气阀通过螺栓和螺栓固定孔固定于电动气阀安装区域。

10、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，入口安装孔、出口安装孔二者均与内部气体流通管路之间采用斜管过渡。

11、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述集成配气装置还包括堵头，在电动气阀安装区域未安装有电动气阀的位置安装有堵头，以将相应的内部气体流通管路进行封堵，堵头的出口、入口结构和电动气阀相同。

12、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述集成配气装置还包括固定支架，所述集成管路的主体框架还设置有固定支架安装孔，固定支架安装孔用于将固定支架固定于外部框架上，位置位于相邻两个电动气阀安装区域之间，进而电动气阀的背面通过固定支架与外部框架固定。

13、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述集成管路还包括配气装置固定板，配气装置固定板用于实现集成管路与发动机上其他部件的固定连接，进而将集成配气装置安装于发动机上。

14、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述集成管路还包括安装支板安装孔，安装支板安装孔用于固定安装支板，以实现集成管路与其他部件的固定或组装。

15、与现有技术相比，本申请提供的方案至少包括以下有益技术效果：

16、1)基于增材制造技术的设计思路。集成管路将阀门的入口管路、出口管路、固定结构、安装结构集成设计，采用增材制造技术一体成形。集成管路既作为介质的流道、又作为集成配气装置的支撑结构，管路和管路之间可以共用管路，也可设计加强筋进行连接。

17、2)集成管路对外接口的管路设计形式。集成配气装置中，随着阀门数量的增加，对外接口数量也会增加。为减少集成管路中的机加结构，降低机加难度，集成管路对外接口上的连接结构采用电子束焊接，热影响区小，可以减少接头的变形。焊接结构凹槽处直接连接内部集成管路，且内部集成管路的成形角度大于45°，可以直接使用增材制造工艺加工，不需再进行机加。

18、3)集成配气装置中，不同阀门的安装结构形式。电动气阀上是一种2位三通阀门，共有入口、出口、排放口3个接口。电动气阀的入口和出口需要接入集成管路中，因此需要将电动气阀的入口、出口设计在同一个面上，该面也是电动气阀的安装面，这样可以使电动气阀沿一个方向安装进内部集成管路。电动气阀入口、出口与集成管路采用径向密封结构，这种密封结构对轴向位置的精度要求低，可以提高安装可靠性。单向阀是一种一个入口，一个出口，单向流通的阀门。将单向阀其中一个接口通过螺纹连接旋入式安装在内部集成管路上，相当于把单向阀安装座与内部管路集成设计，做到结构功能一体化。

技术特征：

1.一种基于增材制造技术的集成配气装置，其特征在于，包括集成管路、对外接头，对外接头安装于集成管路上；

2.根据权利要求1所述的集成配气装置，其特征在于，外部框架呈菱形，为面心晶格结构，外部框架的菱形结构任一位置的满足悬垂角度＞45°。

3.根据权利要求1所述的集成配气装置，其特征在于，相邻两个内部气体流通管路之间设置有加强筋连接，以在相邻两个内部气体流通管路之间提供支撑力，或者，相邻两个内部气体流通管路在相互交叉的情况下直接连接进而相互支撑。

4.根据权利要求1所述的集成配气装置，其特征在于，对外接头安装孔和对外接头采用焊接工艺固定连接，所述集成配气装置还包括单向阀，所述集成管路的主体框架还设置有单向阀安装座，单向阀安装座与内部气体流通管路的第二出口连通，且单向阀安装座用于固定单向阀，进而实现单向阀与内部气体流通管路的第二出口连通，单向阀安装座的配合面加工有螺纹，并通过螺纹连接安装单向阀。

5.根据权利要求1所述的集成配气装置，其特征在于，所述集成配气装置还包括电动气阀，所述集成管路的主体框架还设置有多个电动气阀安装区域，多个电动气阀安装区域位于同一平面；

6.根据权利要求5所述的集成配气装置，其特征在于，入口安装孔、出口安装孔二者均与内部气体流通管路之间采用斜管过渡。

7.根据权利要求5所述的集成配气装置，其特征在于，所述集成配气装置还包括堵头，在电动气阀安装区域未安装有电动气阀的位置安装有堵头，以将相应的内部气体流通管路进行封堵，堵头的出口、入口结构和电动气阀相同。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的集成配气装置，其特征在于，所述集成配气装置还包括固定支架，所述集成管路的主体框架还设置有固定支架安装孔，固定支架安装孔用于将固定支架固定于外部框架上，位置位于相邻两个电动气阀安装区域之间，进而电动气阀的背面通过固定支架与外部框架固定。

9.根据权利要求1所述的集成配气装置，其特征在于，所述集成管路还包括配气装置固定板，配气装置固定板用于实现集成管路与发动机上其他部件的固定连接，进而将集成配气装置安装于发动机上。

10.根据权利要求1所述的集成配气装置，其特征在于，所述集成管路还包括安装支板安装孔，安装支板安装孔用于固定安装支板，以实现集成管路与其他部件的固定或组装。

技术总结本发明公开一种基于增材制造技术的集成配气装置，包含集成管路、对外接头、单向阀、电动气阀、堵头、固定支架、安装支板。集成管路将阀门的入口管路、出口管路、固定结构、安装结构集成设计，采用增材制造技术一体成形，既作为介质的流道、又作为集成配气装置的支撑结构。管路和管路之间共用管路或加强筋连接。集成管路对外接口上采用电子束焊接，热影响区小，减少接头的变形。焊接结构凹槽处直接连接内部集成管路，且内部集成管路的成形角度大于45°，减少机加工序。将电动气阀的入口、出口设计在电动气阀的安装面上，使电动气阀沿一个方向安装在集成管路。电动气阀与集成管路采用径向密封结构，对轴向位置的精度要求低，提高安装可靠性。技术研发人员：秦红强,杨亚龙,李娟,马键,陈园飞,韩松涛,陈维宇受保护的技术使用者：西安航天动力研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/18