CN106706290A - 航空发动机涡轮叶片水流量试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明所述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置，包括水箱、粗过滤器、水泵、压力表、精过滤器、主路调压阀、叶片夹具、工作台、安装有旁路调节阀的旁路流路，还包括至少两条并联的测量支路及温度传感器和压力传感器，各测量支路均从进水端至出水端依次安装一个截止阀和一个流量计，且各测量支路上的流量计具有不同的量程。本发明所述发动机涡轮叶片水流量试验装置，能实现用同一台试验装置测量多种不同涡轮叶片的流道及气膜孔的水流量，并提高测量精度。

Description

航空发动机涡轮叶片水流量试验装置

技术领域

本发明属于于航空发动机非标件领域，特别涉及一种发动机涡轮叶片水流量试验装置。

背景技术

按照发动机涡轮叶片研制要求，需对叶片进行水流量试验，通过测量涡轮叶片气膜孔及流道的水流量检验叶片气膜孔情况及内部流道加工情况，为挑选装机叶片提供参考，这便需要用到水流量试验装置。现有航空发动机涡轮叶片水流量测试装置主要为两种。第一种结构原理图如图6所示，由水箱1、水箱开关2、粗过滤器3、水泵4、压力表5、缓冲器20、精过滤器6、主路调压阀、流量计9、工作台13、旁路手动调压阀14等组成。该装置在试验过程中需要频繁启动水泵和手动调压。第二种试验装置结构原理图如图7所示，该装置在第一种试验装置基础上进行了线路优化，增加了旁路自动开关22、主路自动开关24和当量喷嘴23，实现了当量回路和测试管路的自动切换，解决了试验时频繁启动水泵和手动调压的问题。但这两种试验装置都存在共同的缺陷，即均只设置有一个流量计。由于仅设置有一个流量计，现有两种试验装置均只能对某一种涡轮叶片的流道及气膜孔的水流量进行测量，当用同一台试验装置测量不同流量值的涡轮叶片水流量时，则会带来测量精度偏低甚至误差较大的问题，这是因为流量计的特性是在其量程中部最佳测量范围内测量精度较高，在接近量程的最小值和最大值的两端范围测量精度较低甚至误差较大。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种发动机涡轮叶片水流量试验装置，以实现用同一台试验装置测量多种不同涡轮叶片的流道及气膜孔的水流量，并提高测量精度。

本发明所述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置，包括水箱、粗过滤器、水泵、压力表、精过滤器、主路调压阀、叶片夹具、工作台、安装有旁路调节阀的旁路流路，其特征在于还包括至少两条并联的测量支路及温度传感器和压力传感器，各测量支路均从进水端至出水端依次安装一个截止阀和一个流量计，且各测量支路上的流量计具有不同的量程；

所述水箱出水口通过管件与粗过滤器的进水口连通，水箱出水口处的管件上安装有水箱开关，所述粗过滤器的出水口通过管件与水泵的进水口连通，水泵的出水口通过管件与精过滤器的进水口连通，所述压力表安装在连接水泵与精过滤器的管件上，所述主路调压阀的进水口通过管件与精过滤器的出水口连通，主路调压阀的出水口通过一根管件及多通管接头与各测量支路的进水端连通，各测量支路的出水端通过多通管接头及一根管件与放置在工作台上的叶片夹具的进水口连通，工作台的出水口与水箱连通，所述温度传感器、压力传感器安装在连接多通管接头与叶片夹具进水口的管件上，所述旁路流路的进水端与主路调压阀的出水口连通，旁路流路的出水端与水箱连通。

上述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置，主路调压阀由主路主调节阀和主路微调节阀并联连接而成。

上述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置，所述水泵为离心泵。

上述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置，该试验装置设置有控制柜，所述压力表、精过滤器、主路调压阀、旁路调节阀、温度传感器、各测量支路中的截止阀和流量计及相关连接管件位于控制柜中，各仪表的测量读数表盘和各阀门的控制按钮或旋钮嵌入控制柜的控制面板上预留的窗口中。

上述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置，该试验装置设置有工作柜，所述叶片夹具和工作台位于工作柜中，所述压力传感器位于工作柜外。

上述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置，所述工作台的出水口通过回水槽或管件与水箱连通。

上述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置，所述水箱设置有排水口和顶盖。

上述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置，所述主路主调节阀、主路微调节阀、旁路调节阀为针型阀，所述测量支路中的截止阀为电磁阀，所述水箱开关为球阀。

上述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置，所述流量计为质量流量计。

本发明所述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置进行发动机涡轮叶片水流量测量的方法，步骤如下：

(1)将发动机涡轮叶片装夹在叶片夹具上，根据叶片参考流量范围选择匹配的测量支路，打开相应测量支路的截止阀，关闭其它测量支路的截止阀；

(2)开启水泵，同时调节主路主调节阀、主路微调节阀和旁路调节阀，使压力传感器测得的数值与测量要求数值相同，然后读取测量支路上的流量计读数，得到该叶片的水流量值；

(3)关闭主路主调节阀、主路微调节阀和旁路调节阀，取下已测量的涡轮叶片，装夹上同批次中同一参考流量范围内的下一个需测量的涡轮叶片，

(4)重新调节主路主调节阀、主路微调节阀和旁路调节阀，使压力传感器测得的数值与测量要求的数值相同，读取测量支路上的流量计读数，得到该叶片的水流量值；

(5)重复上述步骤(3)、步骤(4)的操作，直至同批次中同一参考流量范围内的涡轮叶片水流量测量完毕。

上述方法中的参考流量通过涡轮叶片设计时的三维模型计算得到。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:

1.本发明提供了一种新的用于发动机涡轮叶片水流量试验装置。

2.本发明所述发动机涡轮叶片水流量试验装置由于在同一测量主路上并联了多个不同量程的流量计，形成多个测量支路，满足不同涡轮叶片的流道及气膜孔的水流量测量对流量计测量量程的需要，使不同涡轮叶片的流道及气膜孔的水流量均在流量计的最佳测量精度量程内，实现了同一台试验装置测量多种不同涡轮叶片的流道及气膜孔的水流量并提高了测量精度。

3.本发明所述发动机涡轮叶片水流量试验装置的水泵选用离心泵，由于离心水泵的工作特性，在关闭出水口更换叶片时水泵照样正常工作而出水口无流量，避免了传统涡轮叶片水流量测试装置需频繁启动水泵，导致工作效率不高的问题。

附图说明

图1是本发明所述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置的结构原理图；

图2是本发明所述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置侧前方立体结构图。

图3是图2打开柜门后的内部结构图。

图4是本发明所述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置侧后方立体结构图。

图5是4打开柜门后的内部结构图。

图6是现有第一种航空发动机涡轮叶片水流量测试装置的结构原理图。

图7是现有第二种航空发动机涡轮叶片水流量测试装置的结构原理图。

图中，1—水箱，2—水箱开关，3—粗过滤器，4—水泵，5—压力表，6—精过滤器，7-1—主路主调节阀，7-2—主路微调节阀，8-1—第一截止阀，8-2—第二截止阀，9-1—第一流量计，9-2—第二流量计，10—温度传感器、11—压力传感器、12—叶片夹具、13—工作台、14—旁路调节阀，15—控制柜，15-1—控制面板，16—工作柜，17—软管，18—回水槽，19—排水口，20—缓冲器，21—旁路自动开关，22—当量喷嘴，23—主路自动开关。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明所述发动机涡轮叶片水流量试验装置作进一步说明。

实施例1

本实施例所述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置，结构如图1～5所示，包括设置有排水口19和顶盖的水箱1、粗过滤器3、离心泵4、压力表5、精过滤器6、主路调压阀、叶片夹具12、工作台13、安装有旁路调节阀14的旁路流路、两条并联的测量支路及温度传感器10和压力传感器11；两条并联的测量支路为第一测量支路、第二测量支路，第一测量支路从进水端至出水端依次安装第一截止阀8-1，第一流量计9-1，第二测量支路从进水端至出水端依次安装第二截止阀8-2，第二流量计9-2。

所述水箱1出水口通过管件与粗过滤器3的进水口连通，水箱出水口处的管件上安装有水箱开关2，所述粗过滤器的出水口通过管件与离心泵4的进水口连通，离心泵的出水口通过管件与精过滤器6的进水口连通，所述压力表5安装在连接离心泵与精过滤器的管件上，所述主路调压阀的进水口通过管件与精过滤器6的出水口连通，主路调压阀的出水口通过一根管件及二通管接头与各测量支路的进水端连通，各测量支路的出水端通过二通管接头及一根管件与放置在工作台13上的叶片夹具12的进水口连通，工作台的出水口通过回水槽18或管件与水箱连通，所述温度传感器10、压力传感器11安装在连接二通管接头与叶片夹具进水口的管件上，所述旁路流路的进水端与主路调压阀的出水口连通，旁路流路的出水端与水箱连通。

该试验装置设置有控制柜15，所述压力表5、精过滤器6、主路调压阀、旁路调节阀14、温度传感器10、各测量支路中的截止阀和流量计及相关连接管件位于控制柜中，各仪表的测量读数表盘和各阀门的控制按钮或旋钮嵌入控制柜的控制面板15-1上预留的窗口中，控制柜与控制面板相对的背面和一个侧面设置为可拆卸的门板结构。该试验装置设置有工作柜16，所述叶片夹具12和工作台13位工作柜中，所述压力传感器11位于工作柜外。

所述主路调压阀由主路主调节阀7-1和主路微调节阀7-2并联连接而成。主路主调节阀、主路微调节阀、旁路调节阀14为针型阀。所述水箱开关2为球阀。所述第一截止阀、第二截止阀均为电磁阀，第一流量计、第二流量计均为质量流量计。第一质量流量计的量程为0～2800g/s，第二质量流量计的量程为0～500g/s。

利用上述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置进行发动机涡轮叶片水流量测量的方法，步骤如下：

(1)将发动机涡轮叶片装夹在叶片夹具上，根据叶片参考流量范围400g/s-2800g/s选择第一测量支路，打开第一截止阀，关闭第二测量支路的第二截止阀；

(2)开启离心泵，同时调节主路主调节阀、主路微调节阀和旁路调节阀，使压力传感器测得的数值与测量要求数值相同，然后读取测量支路上的流量计读数，得到该叶片的水流量值；

(3)关闭主路主调节阀、主路微调节阀和旁路调节阀，取下已测量的涡轮叶片，装夹上同批次中同一参考流量范围内的下一个需测量的涡轮叶片，

(4)重新调节主路主调节阀、主路微调节阀和旁路调节阀，使压力传感器测得的数值与测量要求的数值相同，读取测量支路上的流量计读数，得到该叶片的水流量值；

(5)重复上述步骤(3)、步骤(4)的操作，直至同批次中同一参考流量范围内的涡轮叶片水流量测量完毕。

Claims (10)

1.航空发动机涡轮叶片水流量试验装置，包括水箱(1)、粗过滤器(3)、水泵(4)、压力表(5)、精过滤器(6)、主路调压阀、叶片夹具(12)、工作台(13)、安装有旁路调节阀(14)的旁路流路，其特征在于还包括至少两条并联的测量支路及温度传感器(10)和压力传感器(11)，各测量支路均从进水端至出水端依次安装一个截止阀和一个流量计，且各测量支路上的流量计具有不同的量程；

所述水箱(1)出水口通过管件与粗过滤器(3)的进水口连通，水箱出水口处的管件上安装有水箱开关(2)，所述粗过滤器的出水口通过管件与水泵(4)的进水口连通，水泵的出水口通过管件与精过滤器(6)的进水口连通，所述压力表(5)安装在连接水泵与精过滤器的管件上，所述主路调压阀的进水口通过管件与精过滤器(6)的出水口连通，主路调压阀的出水口通过一根管件及多通管接头与各测量支路的进水端连通，各测量支路的出水端通过多通管接头及一根管件与放置在工作台(13)上的叶片夹具(12)的进水口连通，工作台的出水口与水箱连通，所述温度传感器(10)、压力传感器(11)安装在连接多通管接头与叶片夹具进水口的管件上，所述旁路流路的进水端与主路调压阀的出水口连通，旁路流路的出水端与水箱连通。

2.根据权利要求1所述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置，其特征在于主路调压阀由主路主调节阀(7-1)和主路微调节阀(7-2)并联连接而成。

3.根据权利要求1或2所述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置，其特征在于所述水泵为离心泵。

4.根据权利要求1或2所述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置，其特征在于该试验装置设置有控制柜(15)，所述压力表、精过滤器、主路调压阀、旁路调节阀、温度传感器、各测量支路中的截止阀和流量计及相关连接管件位于控制柜中，各仪表的测量读数表盘和各阀门的控制按钮或旋钮嵌入控制柜的控制面板(15-1)上预留的窗口中。

5.根据权利要求1或2所述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置，其特征在于该试验装置设置有工作柜(16)，所述叶片夹具和工作台位于工作柜中，所述压力传感器位于工作柜外。

6.根据权利要求1或2所述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置，其特征在于所述工作台的出水口通过回水槽(18)或管件与水箱连通。

7.根据权利要求1或2所述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置，其特征在于所述水箱设置有排水口(19)和顶盖。

8.根据权利要求2所述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置，其特征在于所述主路主调节阀(7-1)、主路微调节阀(7-2)、旁路调节阀(14)为针型阀，所述测量支路中的截止阀为电磁阀，所述水箱开关为球阀。

9.根据权利要求1或2所述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置，其特征在于所述流量计为质量流量计。

10.利用权利要求1～9中任一权利要求所述航空发动机涡轮叶片水流量试验装置进行发动机涡轮叶片水流量测量的方法，其特征在于步骤如下：

(1)将发动机涡轮叶片装夹在叶片夹具上，根据叶片参考流量范围选择匹配的测量支路，打开相应测量支路的截止阀，关闭其它测量支路的截止阀；

(2)开启水泵，同时调节主路主调节阀、主路微调节阀和旁路调节阀，使压力传感器测得的数值与测量要求数值相同，然后读取测量支路上的流量计读数，得到该叶片的水流量值；

(3)关闭主路主调节阀、主路微调节阀和旁路调节阀，取下已测量的涡轮叶片，装夹上同批次中同一参考流量范围内的下一个需测量的涡轮叶片，

(4)重新调节主路主调节阀、主路微调节阀和旁路调节阀，使压力传感器测得的数值与测量要求的数值相同，读取测量支路上的流量计读数，得到该叶片的水流量值；

(5)重复上述步骤(3)、步骤(4)的操作，直至同批次中同一参考流量范围内的涡轮叶片水流量测量完毕。