發動機燃燒室溫度場旋轉測試裝置的製作方法

2023-10-05 05:27:29

專利名稱：發動機燃燒室溫度場旋轉測試裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發動機溫度測試裝置，適合在發動機燃燒室溫度場上測試使用。
背景技術：
航空渦輪噴氣發動機燃燒室出口溫度較高，由於燃燒室出口距渦輪進口空間較小的原因，一般在1400～1500℃，瞬間可達1800℃，因此具體實施起來難度很大，費用高，且具有一定風險，目前國內外涉及此項技術很少，這方面成功測試技術也較為少見，因此沒有此類裝置，為了製造和大修發動機燃燒室，檢測室後的溫度場這是不可缺少的一項技術要求。

發明內容
為解決航空發動機溫度場的測試，本發明的目的提供一種燃燒室溫度場旋轉測試裝置，利用該裝置在溫度場內進行旋轉測試，以達到有效測試溫度場參數的目的。
本實用新型之結構設計是這樣實現的該旋轉測試裝置由驅動裝置、支架、外殼體、內殼體、旋轉架及梳狀熱電偶組成(如圖1所示)，其聯接是外面為一外殼體，在外殼體內裝有內殼體，內殼體為錐形結構，其上垂直裝有電機與減速器，內殼體前端頭上同時垂直裝有旋轉架，旋轉架上裝有梳狀熱電偶，熱電偶輸出通過補償導線與外面的計算機聯接，其中驅動裝置是使裝有熱電偶的旋轉架轉動，掃測燃燒室出口溫度場的動力傳動裝置，該裝置安裝在外殼體上，傳動軸上下裝有軸承，側面開有內、外殼體冷卻水最後出口，傳動軸下端是減速傘齒輪，從動傘齒輪軸裝有軸瓦，內殼體裝有旋轉架的入、出水管，電偶導線及壓縮空氣輸入、輸出管、內殼體右端頭的外罩開有排氣孔。燃氣在內、外殼體中間通過旋轉架上裝有左右對稱形熱電偶，同時裝有雙層隔熱屏，旋轉架上的熱電偶以對稱形式安裝(如圖3所示)，外面罩有熱電偶保護殼體、滯止室，外面為垂直殼體，垂直殼體的前端安裝座下面裝有進出接口，中間為熱電偶導線引出端(如圖2所示)，外殼體的「人」字支承架與內殼體聯結，從外殼體「人」字架的一端裝有內外殼體的冷卻水入口、壓縮冷卻氣測壓口、冷卻電偶、旋轉架進水口、電偶導線出口；另一端同樣裝有外殼體的一個冷卻水入口、壓縮進氣口、電偶旋轉架出水口、電偶導線出口，旋轉架外邊為安裝邊與燃燒室安裝邊連接，安裝後與燃燒室成一整體(如圖4所示)。
本實用新型優點熱電偶輸出與計算機聯接，響應速度快，測試精度高，工作可靠，採用了多通道冷卻裝置，防止了由於高溫對測試的影響，解決了高溫環境中長時間連續工作的難點問題。


圖1為發動機燃燒室溫度場旋轉測試裝置總體結構圖；圖2為發動機燃燒室溫度場旋轉測試裝置梳狀熱電偶結構圖；圖3為發動機燃燒室溫度場旋轉測試裝置內、外殼體內結構圖；
圖4為發動機燃燒室溫度場旋轉測試裝置旋轉架冷卻管結構圖。
圖中1驅動裝置，2支架，3外殼體，4內殼體，5旋轉架，6梳狀熱電偶，7熱電偶保護殼體，8滯止室，9安裝座，10出水管，11電偶導線，12進水管，13軸承，14傳動軸，15內殼體，16減速傘齒輪，17軸瓦，18外罩排氣孔，19電偶旋轉架入水管，20電偶旋轉架出水管，21電偶引出線，22防護罩，23旋轉架，24電偶梳狀架，25隔熱屏，26安裝邊與燃燒室連接邊，27外殼體，28注水管，29電機，30減速器，31壓縮空氣輸入管，32電偶旋轉架出水口，33電偶導線入口，34冷卻水入口，35冷卻水出口，36電偶導線出口，37冷卻電偶旋轉架進水口，38壓縮空氣輸出管。
具體實施方式
工作原理由於被試燃燒室出口為環狀，高度45mm。為了在有限的高度內合理多設布點，加大數據採測密度，經過對燃氣流各種因素的影響及利弊關係進行綜合考慮後，打破了以往關注多點單排列的布局，而是採用雙排交叉式的排列，同時在電偶的設計上分別將四支電偶的高度做成兩高兩短，高度差只有5mm，這樣在運行掃測過程中便形成了填零佔位的方式，另外，在測量高溫氣流的溫度時，對於熱電偶高溫下的承受能力、工作的可靠性、以及減少熱電偶感頭的「速度誤差」、「傳熱誤差」和「幅射誤差」，提高了測試精度，在具體的設計實施中對承受高溫工作條件的測試感應元件我們採用了φ0.5mm直徑的標準雙鉑銠偶絲的同時，並對熱電偶的熱接點採用了安裝滯止室(屏蔽罩)的結構形式，並將每個梳狀熱電偶的五個滯止室的排列上下兩支呈現長短之分，滯止室的材料則選用了自行研究的複合剛玉製作而成，在安裝止滯室的殼體除採用高溫合金材料外，又以循環水進行了冷卻，以上相應措施的採用均是減少同時存在的各種誤差的具體有效途徑，梳狀熱電偶是這個機構中的關鍵核心部分，經過測試試驗的使用，取得了很好的效果，測試結果通過與標準燃燒室對比，誤差為0.3％，平均使用壽命(易損件剛玉滯止室)達12臺次，累計25小時。
採用旋轉測試機構，並與先進的傳感器監控系統組合，以快速響應進入計算機，不僅提高了測試位置的解析度，使大量的測點數據採集由計算工作短期完成，而且保證了試驗測試效果。
權利要求1.一種發動機燃燒室溫度場旋轉測試裝置，其特徵在於該旋轉測試裝置由驅動裝置(1)、支架(2)、外殼體(3)、內殼體(4)、旋轉架(5)及梳狀熱電偶(6)組成，其聯接是外面為一外殼體(3)，在外殼體(3)內裝有內殼體(4)，內殼體(4)為錐形結構，其上垂直裝有電機(29)與減速器(30)，內殼體(4)前端頭上同時垂直裝有旋轉架(5)，旋轉架(5)上裝有梳狀熱電偶架(24)，熱電偶(6)輸出通過補償導線(21)與外面的計算機聯接。
2.按權利要求1所述的測試裝置，其特徵在於該裝置安裝在外殼體(3)上，傳動軸(14)上、下裝有軸承(13)，側面開有內、外殼體冷卻水最後出口(35)，傳動軸(14)下端是減速傘齒輪(16)，從動傘齒輪軸裝有軸瓦(17)，內殼體裝有電偶、旋轉架的入水管(19)、出水管(20)，電偶導線(21)及壓縮空氣輸入管(31)、內殼體右端頭的外罩開有排氣孔(18)，燃氣在內、外殼體中間通過旋轉架(5)上裝有左右對稱形熱電偶(6)，同時裝有雙層隔熱屏(25)。
3.按權利要求1所述的測試裝置，其特徵在於旋轉架上的熱電偶(6)以對稱形式安裝，外面為熱電偶保護殼體(7)，滯止室(8)，殼體(7)的前端安裝座下面裝有進出接口(10)(12)，中間為熱電偶導線引出端(11)，外殼體的「人」字支承架與內殼體聯結，從外殼體「人」字架的一端裝有內外殼體的冷卻水入口(34)、壓縮冷卻氣測壓口(38)、冷卻電偶、旋轉架進水口(37)、電偶導線出口(36)；另一端同樣裝有外殼體的一個冷卻水入口(34)、電偶旋轉架出水口(32)、電偶導線出口(33)，旋轉架外邊為安裝邊與燃燒室安裝邊連接，安裝後與燃燒室成一整體。
專利摘要一種發動機燃燒室溫度場旋轉測試裝置，其結構由驅動裝置、支架、外殼體、內殼體、旋轉架及梳狀熱電偶組成，驅動裝置是使裝有熱電偶的旋轉架轉動，掃測燃燒室出口溫度場的動力傳動裝置，其聯接是外面為一外殼體，在外殼體內裝有內殼體，內、外殼體由「人」字支承架聯結，內殼體為錐形結構，外殼體上裝有電機與減速器，內殼體前端頭裝有旋轉架，旋轉架上裝有梳狀熱電偶架，熱電偶輸出通過補償導線並與外面的計算機聯接。其優點是熱電偶輸出與計算機聯接，響應速度快，測試精度高，工作可靠，採用了多通道冷卻裝置，防止了由於高溫對測試的影響，在高溫環境中可長時間連續工作。
文檔編號G01M15/00GK2625876SQ0229218
公開日2004年7月14日 申請日期2002年12月30日 優先權日2002年12月30日
發明者馮文田 申請人:瀋陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司