CN102414547A - 一种在飞机涡轮发动机部件上进行流体测试的装置的密封头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用来在飞机涡轮发动机部件(2)上进行流体测试的装置的密封头(22)，所述密封头包括密封件(26)，供气流流动的通道(34)横向穿过该密封件，所述密封件(26)在孔口(40)处与其接触的密封表面(36)，所述孔口用来向部件充入所述气流。根据本发明，密封头包括密封件(26)相对于孔口(40)进行中心定位的装置(38)，所述定装置(38)牢牢地固定在该密封件上，并向所述密封表面(36)的前方伸出，所述密封表面带有围绕这些定中心的装置(38)的外部(44)。

Description

一种在飞机涡轮发动机部件上进行流体测试的装置的密封头

技术领域

本发明一般涉及用来在飞机涡轮发动机部件上进行流体测试的装置领域，所述部件带有供气流流动的管路。

更确切地说，本发明涉及安装在这类装置上的密封头，这种密封头，同时又称作(测试台/待测试部件)接口头，用来与待测试部件实现密封接触，目的是将气流注入流动管路。

流体测试类型可能各不相同，例如，涉及待测试部件泄漏率的测量，例如，流向涡轮整流器空心叶片的泄漏率。

背景技术

这种测试装置一般都包括一个固定测试台和一个安装待测试部件的支架，以及一个或多个密封头，这些密封头与测试部件接触，分别面向部件的各个孔口，以便向其输入用作测试的气流。

通常，每个密封头都由执行机构的活塞支撑，以便能够使其在相关孔口的方向上沿活塞轴线平移或旋转/倾斜。密封头密封件和待测试部件孔口之间的对准一般都确保了气流循环的良好密封，不会出现密封头泄漏和渗入部件孔口内。

然而，这种对准证明很难实现和保持，主要是因为待测试部件可能出现位移，为此，一般情况下，操作手在进行测试作业前，都要检查部件边上的密封固定连接情况。这样，就会大大降低测试方法，假如这种密封连接件需要经常紧固的话。

此外，固定连接件的密封特性对于操作手来讲是很难发现的。于是，操作手就会看不到密封件和部件孔口之间的微小未对准情况，重要的是，对所进行的测量造成重大影响。

发明内容

因此，本发明的目的是至少部分地寻找上述缺陷的解决办法，涉及现有技术的实施方式。

为此，本发明的目的首先是提供一种在飞机涡轮发动机部件上进行流体测试的装置的密封头，所述涡轮发动机部件带有供气流流动的管路，所述密封头包括沿封闭管路布置的密封件，供气流流动的通道在内部横向穿过，所述密封件的密封面与待测试部件接触，而涡轮发动机部件的孔口则用来输入所述气流。

根据本发明，密封头还进一步包括密封件相对于待测试部件所述孔口的中心定位装置，所述中心定位装置牢牢地固定到该密封件上，并伸向所述密封表面的前面，后者带有围绕这些中心定位装置的外部。

为此，本发明还提供了密封件中心定位装置的固定件，用来伸入待测试部件的孔口内，以便实现这些密封件的有效对准，保证密封固定连接。换句话说，中心定位装置的布置是为了其在待测试部件孔口内的安装能够保证孔口周围密封表面的外部良好定位。因此，可以简化或甚至无需操作手的目视检查，而且将非密封固定连接的风险降到零。于是，因为部件孔口和密封头密封表面之间结合处没有任何泄漏，流体测试会很迅速地依次进行，与此同时，获取非常相关的测试结果。

此外，本发明的特性是提供了再现性，与装备这种密封头的测试绝缘的部分或全部自动化相关要求的兼容。因此，有利的是，可以考虑实现这种自动化。

优选地，密封头还包括带孔底座以及布置在所述带孔底座和密封件之间的连接装置，所述密封头可允许空气流从后到前循环，依次穿过所述带孔底座、连接装置和由密封件形成的所述通道。

在这种环境下，所述连接装置优选设计成可允许所述定中心装置相对于所述带孔底座位移。因此，这些装置允许密封件相对于待测试部件上的有关孔口自动确定中心位置。然而，也可以考虑其它的布置形式以便获得密封件的自定中心，诸如允许支撑密封头的工具的组件面向待测试部件而移动。

优选地，为了确保上述位移，所述连接装置可以设想—例如--空心弹性部件形状，例如，轴线对称形状，用来供气流横向流过，以及，例如，采用波纹管形状。这种波纹管实际上优选适合在其自动定中心期间容纳密封件的位移，与此同时，赋予足够的机械刚性，为的是确保这种元件连接到密封头带孔底座上。

优选地，所述定中心装置包括一个或多个定心销，例如，两个，三个，或四个，根据销子插入的孔口的形状而定。一般来讲，定心销的设计和布置应考虑尽可能少地对进入待测试部件的气流带来扰动。

优选地，所述定中心装置安装在所述密封件上，可以拆卸，在出现磨损时便于更换。

另外，本发明的目的是提供用来在飞机涡轮发动机部件上进行流体测试的装置的工具，所述部件带有供气流流动的管路，所述工具包括上述的密封头，以及稳定气流的腔室，用来向所述密封头输送气流，安装在密封头上。

优选地，这种工具还进一步包括一个执行机构，该执行机构的活塞支撑所述稳定室。

另外，本发明的目的是用来在飞机涡轮发动机部件上进行流体测试的装置，所述部件带有供气流流动的管路，该装置包括至少一个上述的工具，而且，优选地，工具的数量与同时输入气流的孔口一样多。

最后，本发明的目的是提供一种在飞机涡轮发动机部件上采用上述密封头进行流体测试的方法，所述部件带有供气流流动的管路，所述方法包括如下步骤：

-密封头向待测试部件位移，这样，其定中心装置伸入该部件的孔口内，位移继续到所述密封表面和待测试部件之间形成密封接触为止。

-通过所述密封头向待测试部件所述孔口内注入气流；以及

-进行气流测量。

通过阅读如下非限定的详细说明，本发明的其它特性和优点便会显现出来。

附图说明

下面参照附图介绍本发明，附图如下：

图1为用来在飞机涡轮发动机部件上进行流体测试的装置的顶视图，所示装置为本发明的最佳实施例形式；

图2为沿图1的II-II线剖开的剖面图，示出了安装在所述装置上的密封头；

图2a类似于图2，所示密封头的形状为第一种不同实施例方式；

图2b类似于图2，所示密封头的形状为第二种不同实施例方式；

图2b’为沿图2b的IIb-IIb’线剖开的剖面图；

图3为沿图1的III-III线剖开的剖面图；

图4a和图4b示出了密封头向待测试部件方向位移情况，实现其密封部件自动定心；

图5为详细示出密封头的透视图；

图6a为图5所示密封头的纵向剖面图，所示密封头处于静止位置；

图6b类似于图6a，图示为密封件已经过自动定心；

图7a为密封头的剖面图，该密封头为另一种实施形式，并且处于静止位置；

图7b类似于图7a，图示为密封件已经过自动定心；

图8a为密封头的剖面图，该密封头又是另外一种实施形式，并且处于静止位置；

图8b类似于图8a，图示为密封件已经过自动定心。

具体实施方式

首先，参照图1，可以看到装置1，该装置用来在飞机涡轮发动机部件2进行流体测试，所述部件带有供气流流动的管路，该装置为本发明的最佳实施例形式。

此处，待测试的部件2是—例如—空心整流器叶片，该叶片用来在其工作时，供经由其中一个径向端部进入的气流从中穿过，并从位于其后缘上的孔眼(图中未示)流出，气流始终沿着后缘流动。为此，装置1用来确定流过整流器叶片2的空气流的泄漏流量，例如，在叶片修复后，实际上都应进行这种泄漏流量的测试。

装置1包括一个固定台4，图中仅示意说明有该设备，部件2采用所属领域技术人员均熟知的传统固定装置固定安装在该台子上，但可以拆下，如图1中附图标记6。另外，在这个台子上，还安装有工具8，该工具的主要作用是向位于台子上的待测试部件2输入气流。因此，很清楚，图1仅示出了一个工具8，但该装置可以设置几个工具，相互连接或彼此独立，每个工具都用来与部件2的特定孔口相匹配，气流通过该孔口注入。例如，可以在叶片2两侧提供两个工具8，从而同时通过这两个彼此相对的径向孔口注入气流。

工具8包括执行机构10，执行机构的本体12固定到台子4上，而其活塞则沿其轴线16方向面向其本体12平移。活塞端部14支撑着起稳定作用的腔室16，气体通过辅助输送装置18被引入该起稳定作用的腔室内，而辅助装置则经由软管20与起稳定作用的腔室相连接。作为示例，输送装置18可以设想为是布置在台子4旁边的气源。

此外，工具8由与起稳定作用的腔室相通的密封头22组成，起稳定作用的腔室16对密封头实现固定支撑。为此，密封头22包括用来机械连接到起稳定作用的腔室16上的带孔底座24、密封件/垫片26，以及布置在底座24和密封件26之间的连接装置28，密封件26紧紧抵靠在待测试的部件2上。

采用这种布局时，气流从前端向后端循环，依次穿过起稳定作用的腔室16、带孔底座24、连接装置28、密封垫26，最后进入待测试部件。此处，获得寻求的泄漏流量—例如--包括测定沿气流循环方向彼此相隔的起稳定作用的腔室16的两个点之间的压力差，而该压力差可通过合适的测量装置30来确定.

参照图1、2和3，可以看出，密封垫片26沿着封闭管路32布置，如图2中虚线所示，该垫片从内部形成通道34，供气流流向待测试部件。

本发明的其中一个特点是，密封头26进一步包括使密封垫相对于待测试部件处于中心位置的装置，这些定中心装置牢牢地固定到密封件26上，并从由垫片形成的与待测试部件2相接触的密封表面36处伸出。此处，定中心装置的形状设想为多个向前伸出的定心销38，每个的端部形状为尖端或者为凸起或锥形头部，以便能够顺利插入待测试部件孔眼40内。实际上，从图1可更清楚地看到，定心销38进入部件2的孔眼40内，气流穿过该孔眼40后沿着其内壁循环。

此外，密封表面36的形成是这样的，其外部围绕着定中心装置38，且该外部44在孔眼40周围支撑在部件2上，如图3所示。于是，可以在密封头22和待测试部件2之间的连接处提供良好密封。在这个优选实施例中，围绕伸出的定心销38的外部44对应于整个密封表面36。然而，图2a所示另一实施例给出了不同的布置形式，在这个实施方式中，定心销38从密封表面36处伸出，这意味着后者的一部分在内部相对于这些销38布置。此外，后者再没有位于由密封表面36所形成的通道34内，而是相对于后者位于外部。

根据另一个不同的实施方式，密封件26的定中心装置不再是多个彼此相互隔开的定心销，而是伸出的唇部，参见图2b和2b’的相同参考号38，这种唇部38在孔眼34周围持续延伸。为了方便该唇部38插入部件2的相应孔眼40内，后者采用倒棱端部46。

现在参照图4a和图4b，可以看出密封头22向部件2移动，与此同时，在这两个部件2，22之间出现稍稍错位。也就是说，孔眼40的中央轴线48与密封垫片26的中央轴线50不一致，例如，可以看出偏移1mm。为此，应该注意的是，采用这里所示工具时，可以弥补大约几个毫米的不对称，例如5毫米，即使通常出现的错位为大约1毫米时。

在工具的活塞移动的影响下，密封头22出现移动时，沿平行于轴线48和50的方向54上，至少其中一个定心销38的锥形端部会与孔眼40的内壁接触。随着密封头22逐渐向前推进，孔眼40内壁对上述定心销38的压迫作用就会表现为整个定心销38的位移，进而使得紧紧固定在这些定心销上的密封垫片26也同样位移。因此，垫片26的轴线50逐渐靠近孔眼轴线48，直到其与后者相重合，如图4b所示。

如下所述，密封件26的由此而形成的自定中心是通过连接装置28而实现的，后者吸收了垫片26和处于其初始位置的带孔底座24之间的相对位移。

密封头22及其自定中心密封垫片26继续相对于孔眼40位移，一直到密封表面26的外部44和部件2表面56之间实现密封接触为止，即孔眼40的边界。只要当该密封结合面建立了，气流才可被注入装置的稳定室内，随后，在该气流上根据要求进行测量。

图5示出了密封头22的可能的实施方式，该实施方式的其中一个特点是，定心销38安装在密封垫片26上，可以拆除。实际上，消耗部件60上带有一个底座62，定心销38该底座伸出，该消耗部件60可装入空心头22内，以便每个定心销38进入其相关护套64内，而护套则布置在由密封垫片26所形成的通道34内。

图6a示出了静止状态下的所述密封头22，该密封头通过其底座24安装在起稳定作用的腔室16上，并置于同一稳定室上的固定式加装的导向机构66内。此处，连接装置28设想为呈轴对称的空心弹性部件形状，并采用波纹管形状，后者证明在密封垫片自定中心期间非常适合底座24和密封垫片26之间出现的预期相对位移。在这方面，图6b示出了密封头22及其垫片26相对于部件2的孔眼40所处在自定中心的情况，定中心装置38已伸入该部件内，密封垫片26和底座24之间的位移在此处可由波纹管28的弹性变形来实现。显然，在密封头26缩回期间，可以看到逆向位移，使得垫片26再次处于其静止位置，如图6a所示。

图7a和图7b示出了密封头22的另一种实施方式，在这个方式中，主要改动是接触装置28的设计。此处，它们设想为弹性空心圆筒的形状，因此，具有足够的挠性，便于密封件26在部件2的孔眼40内自定中心，如图7b所示。实际上，空心圆筒28的挠性，优选带有环形截面，可以允许该垫片26相对于保持固定的底座24而位移。

最后，图8a和图8b示出了密封头22另一种不同实施方式，在这个方式中，主要改动也是在连接装置28的设计上。此处，连接装置包括两个大体上刚性的同心圆筒28a，28b，外圆筒28a与带孔底座24相连，后者牢牢地固定到起稳定作用的腔室16上。此外，内圆筒28b的前端抵在密封垫片26上，在其后端和起稳定作用的腔室16之间可选择插装一根弹簧。此处，在两个筒28a，28b之间明显留有径向间隙70，从而能够在密封垫片26和密封头22的底座24之间获得径向位移。实际上，如图8b所示，密封件26在部件2孔眼40内的自定中心可以通过为此目的而设置的间隙70来进行。为了在密封头22内保持密封，通过优选挠性管道将密封垫片26形成的通道34连接到起稳定作用的腔室16上，管道一直穿过由内筒28b和底座24所形成的中空的空间。

在前面的整个说明中，介绍了一种未对准情况，这种未对准表现为密封垫片26中央轴线50和孔眼40中央轴线48之间的移动，孔眼用来与支撑相关密封头22的工具相配合，两个轴线48，50都会出现移动，但始终保持平行。于是，为了获得密封垫片自定中心而期望的位移就对应于旨在使上述轴线相重合的径向位移。

然而，本发明并不仅限于这种类型的对准修正，同样适合处理其它的未对准情况，例如，因为两个轴线中其中一个轴线相对于另一个轴线出现稍稍倾斜而形成的未对准，在这种情况下，密封垫片26自定中心期间所观察到的位移相当于对该倾斜量的逐渐修正，即，始终使两个轴线48，50相重合。不过，在这种情景下，会始终考虑垫片26相对于密封头22带孔底座24的“径向位移”。

如上所述，密封头22设计成可允许密封垫片26相对于底座24位移，从前方看去，这种位移量自静止位置处大约几毫米。

当然，所属领域的技术人员可以对上述发明进行各种修改，且上面仅为本发明的非限定性示例。

Claims (11)

1.一种用来在飞机涡轮发动机部件(2)上进行流体测试的装置的密封头(22)，所述涡轮发动机部件带有供气流流动的管路，所述密封头包括沿封闭管路(32)布置的密封件(26)，和供气流流过的一个内部横穿的通道(34)，，所述密封件带有与待测试部件接触的密封表面(36)，用来向部件充入所述气流的孔口(40)，其特征在于，其进一步包括密封件(26)相对于待测试部件所述孔口(40)的中心定位装置(38)，所述定中心装置(38)牢牢地固定该密封件上，并向所述密封表面(36)的前方伸出，所述密封表面带有围绕这些定中心装置的外部(44)。

2.根据权利要求1所述的密封头，其特征在于，其还包括带孔底座(24)以及布置在所述带孔底座和所述密封件(26)之间的连接装置(28)，所述密封头用来允许气流从后向前循环，依次穿过所述带孔底座(24)、连接装置(28)和由所述密封件(26)的所述通道(34)。

3.根据权利要求2所述的密封头，其特征在于，所述连接装置(28)设计成允许所述定中心装置相对于所述带孔底座位移。

4.根据权利要求3所述的密封头，其特征在于，所述连接装置(28)为空心弹性部件形状，用来供气流横向穿过。

5.根据权利要求4所述的密封头，其特征在于，所述空心弹性部件为波纹管(28)形状。

6.根据前面任一项权利要求所述的密封头，其特征在于，所述定中心装置(38)包括一个或多个定心销。

7.根据前面任一项权利要求所述的密封头，其特征在于，所述定中心装置(38)安装在所述密封件(26)上，可以拆卸。

8.一种用来在飞机涡轮发动机部件(2)上进行流体测试的装置的工具(8)，所述涡轮发动机部件带有供气流流动的管路，所述工具包括根据前面权利要求任一项所述的密封头(22)，以及稳定气流用的腔室(16)，用来向所述密封头(22)输送气流，并安装在密封头上。

9.根据权利要求8所述的工具，其特征在于，其进一步包括执行机构(10)，支撑着所述腔室(16)该执行机构的活塞(14)。

10.一种用来在飞机涡轮发动机部件(2)上进行流体测试的装置(1)，所述涡轮发动机部件带有供气流流动的管路，其特征在于，其包括根据权利要求8或9所述的至少一个工具(8)。

11.一种通过根据权利要求1到7中任一项所述的密封头在飞机涡轮发动机部件上进行流体测试的方法，所述涡轮发动机部件带有供气流流动的管路，所述方法包括如下步骤：

密封头向待测试部件方向位移，这样，其定中心装置伸入该部件的孔口内，该位移继续到所述密封表面和待测试部件之间形成密封接触为止；

通过所述密封头向待测试部件的所述孔口内注入气流；以及

进行气流测量。

Images