CN103481219B - 一种导向叶片水流量测量夹具及测量方法 - Google Patents

Abstract

一种导向叶片水流量测量夹具及测量方法。本发明在夹具密封垫、夹具通道结构和进水口水路控制方面进行了改进。将密封垫改为对叶片进行整体包容密封、保留型腔通道对接的方式，达到有效密封并满足多路通道测量的目的，与之对应的夹具也按照叶片型孔位置设计了四个对应的进水通道，以适用于叶片四个型腔的进水系统。采用本发明，叶片只需装夹一次，便可将叶片的四个型腔同时与测量系统的四个进水通道相连通，当测量叶片任意一个型腔时，通过控制阀门的开启即可得到该型腔的水流量值。本发明提出供了一种操作简便、数据稳定的测量方法，并设计出一套省时省力、密封性好的测量夹具。

Description

一种导向叶片水流量测量夹具及测量方法

技术领域

本发明涉及航空发动机叶片制造领域，具体是一种叶片水流量测量方法及测量夹具。

背景技术

为保证航空发动机导向叶片在使用过程中的气膜冷却效果，设计通过测量叶片各内腔水流量值来检验叶片是否满足设计需要。目前所有叶片的水流量测量的原理均基本相同，需要有专用水流量试验设备和专用测量夹具配合，流量试验设备提供一定压力的水源并可检测出系统出水的流量，测量夹具用于固定叶片并与流量试验设备的水源通过管路连接，将水源引入叶片指定型腔内，从而可以通过试验设备上的流量计检测出水源流过叶片型腔时系统出水的流量值。

参见附图1所示测量夹具结构简图，原来的测量夹具是采用外端进水管2和内端进水管3两路进水管，两路进水管孔口分别做成与叶片型孔对应的形状，并在孔口端面加留有进水孔的橡胶密封垫，测量时按照叶片型孔的不同位置调整叶片在夹具中的安装位置，将待测叶片型孔与进水口对正后压紧叶片，并旋动第一调节螺母1和第二调节螺母4使进水口与叶片型孔顶紧达到密封状态，然后进行流量测量，测量其它型孔时重复上述步骤。

因叶片测量流量数据多，对整个叶片组的型腔流量要进行单个及组合测量，原测量方法操作步骤复杂，不可控因素多，而且叶片型孔端面形状复杂，密封垫易磨损且密封效果较差，测量数据不稳定，而且使用很不方便，不能满足试验要求。

检索国内外的专利文献和论文数据库，仅有关于叶片水流量试验设备的设计原理、系统组成、元器件的选用及设备的使用等，未对叶片流量测量方法和测量夹具的结构和使用做详细描述，例如沈阳黎明航空发动机公司在2003年《检测涡轮叶片水流量的装置》（公开号CN2578797）的发明中，描述了一种流量检测仪，它是针对现有检测涡轮叶片冷却效果的手动检测容积式流量仪，速度慢、精度低的弊病，而公开一种由卡紧系统、稳压注水系统、水流计量系统和控制电路组成的装置，而赵曦等人在2011年的《一种发动机叶片内腔流量试验设备》专利（专利号：201110260634）和《品牌与标准化》2010年18期中发表的《发动机工作叶片流量试验设备设计》论文中也只介绍了流量试验设备的发明和某发动机低压涡轮工作叶片内腔流量试验设备的设计过程。在这些文献及其它论文中都没有涉及叶片流量测量方法和测量夹具的结构和使用的详细描述。

发明内容

为克服现有技术中存在的操作步骤复杂、测量数据不稳定、使用不方便，以及不能满足试验要求的不足，本发明提出了一种导向叶片水流量测量夹具及测量方法。

本发明所述导向叶片水流量测量夹具，包括夹具底板、支座、叶片下缘板密封垫、叶片上缘板密封垫、控制阀、进水管路和出水管路。

所述支座包括第一支座和第二支座。在所述第一支座和第二支座上分布连接有进水管路和出水管路。在所述第一支座的进水管路上和第二支座的进水管路上分别有两个控制阀。在所述分别位于第一支座和第二支座上的进水管路的两个控制阀之间，分别有进水口。

所述第一支座和第二支座对称的固定在夹具底板的上表面。叶片下缘板密封垫固定在所述第二支座与第一支座相对应的侧表面，叶片上缘板密封垫固定在所述第一支座与第二支座相对应的侧表面，并且叶片下缘板密封垫上的两个密封垫型孔分别与第二支座上两个出水孔对正，叶片上缘板密封垫上的两个密封垫型孔分别与第一支座上的两个出水孔对正。两个密封垫限位器分别安装在第一支座的内侧表面和第二支座的内侧表面，通过密封垫限位器对叶片下缘板密封垫的限位。压紧螺杆固定在底板安放第一支座一端的端头处，并使压紧螺杆的螺杆头卡入所述第一支座上的螺杆头卡槽内，当旋动压紧螺杆时，该压紧螺杆带动第一支座沿叶片的径向移动。

所述叶片上缘板密封垫的一个表面为与叶片上缘板表面配合的凹弧面，在该凹弧面上有两个与叶片上缘板凸缘配合的凹槽。在所述两个与叶片上缘板凸缘配合的凹槽中有贯通所述叶片上缘板密封垫的两个密封垫型孔。所述两个密封垫型孔的横截面的形状均与叶片上缘板凸缘的形状相同。

所述叶片下缘板密封垫的一个表面为与叶片下缘板表面配合的凸弧面。在该凹弧面上有两个与叶片下缘板凸缘配合的凹槽。在所述两个与叶片下缘板凸缘配合的凹槽中有贯通所述叶片下缘板密封垫的两个密封垫型孔。所述两个密封垫型孔的横截面的形状均与叶片下缘板凸缘的形状相同。

所述第一支座的两端端面分别有盲孔，分别形成了两个进水孔；在该第一支座的一侧边分别有两个支座出水孔。所述两个进水孔分别与两个支座出水孔贯通，并且两个支座进水孔的中心线均与两个出水孔的中心线相互垂直。在所述第一支座的另一个侧边的对称中心处有螺杆头卡槽。

所述第二支座的两端端面分别有盲孔，分别形成了两个进水孔；在该第二支座的一侧边有两个出水孔；所述两个进水孔分别与两个支座出水孔贯通，并且两个支座进水孔的中心线均与两个出水孔的中心线相互垂直。

所述密封垫限位器上有两个U形的调节槽，在密封垫限位器上表面的一端有凸出该限位板表面的限位块；通过所述限位块实现对所述叶片上缘板密封垫或叶片下缘板密封垫的限位；通过调节所述U形调节槽与固定螺栓之间的相对位置，实现对该密封垫限位器位置的调节。

本发明还提出了一种利用所述导向叶片水流量测量夹具测量导向叶片水流量的方法，其具体步骤如下：

步骤1，根据设计提出的叶片流量测量的要求，设定流量试验器供水管路的水压。

步骤2，将流量试验器的两个供水管路分别与测量夹具两个进水口连接，并关闭导向叶片水流量测量夹具中的四个控制阀。

步骤3，将叶片装在叶片下缘板密封垫和叶片上缘板密封垫之间并与密封垫的型腔贴合，使第一支座和第二支座上四个出水口同时与叶片下缘板密封垫和叶片上缘板密封垫上的型孔连通；旋动压紧螺杆对第一支座施加力，推动叶片上缘板密封垫对叶片固定压紧，达到第一进水管路和第二进水管路的四个支路分别连通并各自密封的状态。开启叶片流量试验器电源，根据设定的流量试验器供水管路的水压对流量试验器加压。

步骤4，分别测量叶片上缘板上的叶片第一型腔的流量值、叶片第二型腔的流量值，以及叶片第一型腔和第二型腔的总流量值，具体过程是:

Ⅰ测量叶片第一型腔的流量值：打开第一控制阀，开启流量试验器第一路供水开关，使流量试验器水源通过第一支座的进水管路上的进水口，流经第一控制阀、第一支座、叶片上缘板密封垫，顺管路进入叶片的第一型腔，最终从第一型腔的气膜孔喷出。测量时，当流量试验器上的压力稳定在0.15±0.01MPa后，读取流量试验器流量计显示值，记录为通过叶片第一型腔的流量值。

Ⅱ测量叶片第二型腔的流量值：关闭第一控制阀，打开第二控制阀，开启流量试验器第一路供水开关，使流量试验器水源通过第一支座的进水管路上的进水口，流经第二控制阀、第一支座、叶片上缘板密封垫，顺管路进入叶片的第二型腔，最终从第二型腔的气膜孔喷出。测量时，当流量试验器上的压力稳定在0.15±0.01MPa后，读取流量试验器流量计显示值，记录为通过叶片第二型腔的流量值。

Ⅲ测量叶片第一型腔和第二型腔的总流量值：打开第二控制阀和第一控制阀，开启流量试验器第一路供水开关，使流量试验器水源通过第一支座的进水管路上的进水口，流经第二控制阀和第一控制阀，然后同时流经第一支座、叶片上缘板密封垫的两个进水孔，顺管路进入叶片的第一型腔和第二型腔，最终从第一型腔和第二型腔的气膜孔喷出。测量时，当流量试验器上的压力稳定在0.15±0.01MPa后，读取流量试验器流量计显示值，记录为通过叶片第一型腔和第二型腔的总流量值。

步骤5，分别测量叶片下缘板上的叶片第三型腔的流量值、叶片第四型腔的流量值，以及叶片第三型腔和第四型腔的总流量值，具体过程是:

Ⅰ测量叶片第三型腔的流量值：

打开所述叶片第三型腔对应的第三控制阀，关闭其余进水控制阀，开启流量试验器供水开关。测量时，当流量试验器上的压力稳定在0.15±0.01MPa后，读取流量试验器流量计显示值，记录为通过叶片第三型腔的流量值。

Ⅱ测量叶片第四型腔的流量值：打开所述叶片第四型腔对应的第四控制阀，关闭其余进水控制阀，开启流量试验器供水开关。测量时，当流量试验器上的压力稳定在0.15±0.01MPa后，读取流量试验器流量计显示值，记录为通过叶片第四型腔的流量值。

Ⅲ测量叶片第三型腔和第四型腔的总流量值：打开第三型腔对应的第三控制阀和第四型腔对应的第四控制阀，开启流量试验器第一路供水开关，使流量试验器水源通过第二支座进水管路上的进水口，流经所述第三型腔对应的第三控制阀和第四型腔对应的第四控制阀后，同时流经第二支座、叶片下缘板密封垫的两个进水孔，进入叶片第三型腔和第四型腔，最终从所述叶片第三型腔和第四型腔的气膜孔喷出。

测量时，当流量试验器上的压力稳定在0.15±0.01MPa后，读取流量试验器流量计显示值，记录为通过叶片第三型腔和第四型腔的总流量值。

本发明从夹具密封垫、夹具通道结构和进水口水路控制等方面进行了创新设计。在密封垫的设计上，完全放弃了原先只按型孔形状密封的传统方法，改为对叶片进行整体包容密封、保留型腔通道对接的方式来达到有效密封并满足多路通道测量的目的，与之对应的夹具也按照叶片型孔位置设计了四个对应的进水通道，并将原来的两路进水口改为可控制进水通道并适用于叶片四个型腔的进水系统。

采用本发明，叶片只需装夹一次，便可将叶片的四个型腔同时与测量系统的四个进水通道相连通，当测量叶片任意一个型腔时，只需将其余三个进水控制阀关闭，只打开该型腔进水控制阀，通过流量试验设备上的流量计显示便可读出通过该型腔的水流量值，同理开关相应控制阀可测得其它型腔的水流量值；如需同时测量两个或多个型腔的水流量值时，只需打开需测量的型腔对应的控制阀，便可测出两个或多个型腔的总流量值。同时减少了叶片装夹次数和装夹带来的误差，达到了操作简便、测量数据稳定，测量效率高，可测范围灵活的良好效果。

本发明中用于叶片密封的叶片下缘板密封垫和叶片上缘板密封垫中的弧形面能与叶片完好贴合，密封垫上有与夹具本体水路连接的型孔，所述叶片下缘板密封垫型孔的横截面的形状与叶片下缘板凸缘的形状相同，所述叶片上缘板密封垫型孔的横截面的形状与叶片下缘板凸缘的形状相同。所述密封垫上有与夹具本体水路连接的型孔与叶片型孔贯通，确保试验介质只通过叶片型孔进入通道，保证流量试验数据的准确性。

本发明中，通过密封垫限位器调节密封垫的位置，在更换密封垫时，可方便其准确定位安装，提高了叶片装夹效率。

使用本发明时，由于密封垫与叶片的外轮廓配合，因此叶片不需要定位装置，可以直接安装到密封垫中，简化了结构。夹紧端也采用与叶片外轮廓配合的密封垫，可以使叶片在压紧过程中，传递到密封垫与叶片之间的受力均匀，提高密封的可靠性。同时也可避免对叶片的磕、碰、压伤。本发明操作简单、方便，将叶片直接安装进相配合的密封垫中，然后压紧即可，有效提高了水流量测量的效率。

经试验验证，测出的流量数据重复性误差由原来的3.2％降低到0.5％以下，原来的方法测量一件叶片四个型腔的流量需重复装夹四次，且当密封不好时还需重新装夹，平均一件叶片测量时间约1小时，现采用改进后的测量方法，仅需装夹一次，平均一件叶片测量时间约15分钟，效率提高了近4倍，改进效果非常显著。

附图说明

图1是现有技术测量夹具结构示意图,其中图1a是主视图，图1b是俯视图；

图2是测量夹具的结构示意图,其中图2a是主视图，图2b是图2c中A-A剖面的视图，图2c是俯视图，图2d是图2c中B-B剖面的视图；

图3是叶片示意图，其中图3a是叶片上缘板的示意图，图3b是叶片的主视图，图3c是叶片下缘板的示意图。

图4是叶片上缘板密封垫示意图，其中图4a是叶片上缘板密封垫的主视图，图4b是图4a中B-B剖面的视图，图4c是图4a中A-A剖面的视图;

图5是叶片下缘板密封垫示意图,其中图5a是图5b中A-A剖面的视图，图5b是主视图，图5c是图5b中B-B剖面的视图；

图6是第一支座示意图，其中图6a是俯视图，图6b是主视图；

图7是第二支座示意图，其中图7a是主视图，图7b是左视图，图7c是俯视图；

图8是密封垫限位器示意图，其中图8a是主视图，图8b是左视图。图中：

1.第一调节螺母；2.外端进水管；3.内端进水管；4.第二调节螺母；5.叶片；6.压紧螺杆；7三通；8.第一进水口；9.第一进水管路；10.第二控制阀；11.第一支座；12.夹具底板；13.密封垫限位器；14.第二支座；15.第四控制阀；16.第二进水管路；17.第二进水口；18.第三控制阀；19转接头；20.叶片下缘板密封垫；21.叶片上缘板密封垫；22.第一控制阀；23.直角弯头；24.上缘板；25.下缘板；26.后叶身；27.前叶身；28.第一型腔；29.第二型腔；30.第三型腔；31.第四型腔；32.第一密封垫型孔；33.第二密封垫型孔；34.叶片上缘板密封垫模压凹槽；35.第三密封垫型孔；36.第四密封垫型孔；37.叶片下缘板密封垫模压凹槽；38.支座第一进水孔；39.支座第二进水孔；40.支座第一出水孔；41.支座第二出水孔；42.支座第三进水孔；43.支座第四进水孔；44.支座第三出水孔；45.支座第四出水孔。

具体实施方式

本实施例是一种导向叶片水流量测量夹具，包括夹具底板12、支座、叶片下缘板密封垫20、叶片上缘板密封垫21、控制阀、进水管路和出水管路。

所述支座包括第一支座11和第二支座14。所述第一支座11和第二支座14对称的固定在夹具底板12的上表面。第二进水管路16的两端分别通过转接头19接入位于第二支座14上的支座第三进水孔42和支座第四进水孔43内。所述的第二进水管路16的两端分别通过直角弯头23连接有第四控制阀15和第三控制阀18。在所述第四控制阀15和第三控制阀18之间的管路上有第二进水口17。叶片下缘板密封垫20固定在所述第二支座14与第一支座11相对应的侧表面。密封垫限位器13安装在第二支座14的内侧表面，并使该密封垫限位器13与叶片下缘板密封垫20的一侧表面贴合，通过密封垫限位器13对叶片下缘板密封垫20的限位，使叶片下缘板密封垫20的第三密封垫型孔35和第四密封垫型孔36与第二支座14上的支座第三出水孔44、支座第四出水孔45对正。

第一进水管路9的两端分别通过转接头19接入位于第一支座11上的支座第一进水孔38和支座第二进水孔39内。所述第一进水管路9的一端连接有第二控制阀10，另一端连接有第一控制阀22。在所述第二控制阀10与第一控制阀22之间的管路上有第一进水口8。叶片上缘板密封垫21固定在所述第一支座11与第二支座14相对应的侧表面。密封垫限位器13安装在第一支座11的内侧表面，并使该密封垫限位器13与叶片上缘板密封垫21的一侧表面贴合，通过密封垫限位器13对叶片上缘板密封垫21的限位，使叶片上缘板密封垫21的第一密封垫型孔32和第二密封垫型孔33与第一支座11上的支座第一进水孔38和支座第二进水孔39对正。

叶片上缘板密封垫21与叶片下缘板密封垫20之间的间距需能够安放叶片5。

第二支座14通过螺钉固定在夹具底板12上表面。将两个转接头19拧入第二支座14的支座第三进水孔42和支座第四进水孔43内。依次将直角弯头23、第三控制阀18、第四控制阀15、直管和一个三通7采用胶接方式连成具有两个支路的第二进水管路16，并将叶片下缘板密封垫20的第三密封垫型孔35、第四密封垫型孔36分别与第二支座14上的支座第三出水孔44和支座第四出水孔45对正后，通过密封垫限位器13对叶片下缘板密封垫20限位。

压紧螺杆6的安装座固定在底板12安放第一支座11一端的端头处。将第一支座11安放在底板12上，并使该第一支座上的支座第一出水孔40和支座第二出水孔41均与叶片上缘板密封垫21上的第一密封垫型孔32和第二密封垫型孔33对正。压紧螺杆6的螺杆头卡入所述第一支座上的螺杆头卡槽内，当旋动压紧螺杆6时，该压紧螺杆带动第一支座沿叶片的径向移动。

第一支座11上的支座第一进水孔38和支座第二进水孔39分别通过转接头19，连成具有两个支路的第一进水管路9。在所述第一进水管路9上分别串连有第二控制阀10和第一控制阀22；在所述第二控制阀10和第一控制阀22之间有第一进水口。

所述叶片上缘板密封垫21为板状。该叶片上缘板密封垫21的一个表面为与叶片上缘板表面配合的凹弧面，在该凹弧面上有两个与叶片上缘板凸缘配合的凹槽，该凹槽的形状与叶片上缘板凸缘的形状相同。在所述两个与叶片上缘板凸缘配合的凹槽中有贯通所述叶片上缘板密封垫21的型孔，分别是第一密封垫型孔32和第二密封垫型孔33。所述第一密封垫型孔32和第二密封垫型孔33的横截面的形状均与叶片上缘板凸缘的形状相同。

所述叶片下缘板密封垫20亦为板状。该叶片下缘板密封垫20的一个表面为与叶片下缘板表面配合的凸弧面。在该凹弧面上有两个与叶片下缘板凸缘配合的凹槽，该凹槽的形状与叶片下缘板凸缘的形状相同。在所述两个与叶片下缘板凸缘配合的凹槽中有贯通所述下缘板密封垫20的通孔，分别是第三密封垫型孔35和第四密封垫型孔36。所述第三密封垫型孔35和第四密封垫型孔36的横截面的形状均与叶片下缘板凸缘的形状相同。

所述叶片上缘板密封垫21和叶片下缘板密封垫20均采用橡胶制成。

所述第一支座11为条状。在该第一支座11的两端端面分别有盲孔，形成了支座第一进水孔38和支座第二进水孔39；在该第一支座11的一侧边有支座第一出水孔40和支座第二出水孔41。所述支座第一进水孔38与第一出水孔40贯通，并且支座第一进水孔38的中心线与第一出水孔40的中心线相互垂直；所述支座第二进水孔39与支座第二出水孔41贯通，并且第二进水孔39的中心线与支座第二出水孔41的中心线相互垂直。在所述第一支座11的另一个侧边的对称中心处有螺杆头卡槽。

所述第二支座14为条状。在该第二支座14的两端端面分别有盲孔，形成了支座第三进水孔42和支座第四进水孔43；在该第二支座14的一侧边有支座第三出水孔44和支座第四出水孔45。所述支座第三进水孔42与第三出水孔44贯通，并且支座第三进水孔42的中心线与第三出水孔44的中心线相互垂直；所述支座第四进水孔43与支座第四出水孔45贯通，并且第四进水孔43的中心线与支座第四出水孔45的中心线相互垂直。

所述密封垫限位器13为板件，其横截面呈L形。密封垫限位器13上有两个U形的调节槽，在密封垫限位器13上表面的一端有凸出该限位板表面的限位块。使用时，将所述限位板的表面与叶片上缘板密封垫21或叶片下缘板密封垫20的侧表面贴合，并使该限位板表面的限位块卡在所述叶片上缘板密封垫21或叶片下缘板密封垫20的直角上，从而实现对所述叶片上缘板密封垫21或叶片下缘板密封垫20的限位。通过密封垫限位器13上的两个调节槽，用螺栓将该密封垫限位器固定在第一支座11或第二支座14上，并通过调节所述螺栓与所述调节槽之间的相对位置，实现对该密封垫限位器位置的调节。

本夹具的特征在于：将叶片5的上缘板24装在叶片上缘板密封垫21的模压凹槽34中并完全贴合，下缘板25装入叶片下缘板密封垫20的模压凹槽37中并完全贴合，两个密封垫限位器13分布限制叶片下缘板密封垫20和叶片上缘板密封垫21与第一支座11和第二支座14的相对位置，使第一支座11的支座第一出水孔40与叶片上缘板密封垫21上的第一密封垫型孔32连通，支座第二出水孔41与叶片上缘板密封垫21上的第二密封垫型孔33连通，第二支座14的支座第三出水孔44与叶片下缘板密封垫20上的第三密封垫型孔35连通，支座第四出水孔45与叶片下缘板密封垫20上的第四密封垫型孔36连通。旋动压紧螺杆6对第一支座11施加力，推动叶片上缘板密封垫21对叶片5固定压紧，达到第一进水管路9和第二进水管路16的四个支路分别连通并各自密封的状态。

本实施例还提出了一种利用所述导向叶片水流量测量夹具测量导向叶片水流量的方法，具体步骤如下：

步骤1，根据设计提出的叶片流量测量的要求，设定流量试验器所有供水管路的水压。本实施例中，流量试验器所有供水管路的水压设定在0.15±0.01MPa。流量试验器的工作温度为常温。

步骤2，将流量试验器的两个供水管路分别与测量夹具第一进水口8和第二进水口17连接，并关闭导向叶片水流量测量夹具中的四个控制阀。

步骤3，将叶片5装在叶片下缘板密封垫20和叶片上缘板密封垫21对应位置并与所述密封垫的型腔贴合，调整两个密封垫限位器13限制密封垫与第一支座11、第二支座14的相对位置，使第一支座11、第二支座14上的支座第一出水孔40、支座第二出水孔41、支座第三出水孔44、支座第四出水孔45分别与叶片下缘板密封垫20和叶片上缘板密封垫21上的第一密封垫型孔32、第二密封垫型孔33、第三密封垫型孔35、第四密封垫型孔36连通，旋动压紧螺杆6对第一支座11施加力，推动叶片上缘板密封垫21对叶片5固定压紧，达到第一进水管路9和第二进水管路16的四个支路分别连通并各自密封的状态。

开启叶片流量试验器电源，根据设定的流量试验器供水管路的水压对流量试验器加压。

步骤4，分别测量叶片上缘板上的叶片第一型腔的流量值、叶片第二型腔的流量值，以及叶片第一型腔和第二型腔的总流量值，具体过程是:

Ⅰ测量叶片第一型腔28的流量值：打开第一控制阀22，开启流量试验器第一路供水开关，此时流量试验器水源通过测量夹具第一进水口8，流经第一控制阀22、第一支座11、叶片上缘板密封垫21，顺管路进入叶片5的第一型腔28，最终从第一型腔28的气膜孔喷出。测量时，当流量试验器上的压力稳定在0.15±0.01MPa后，读取流量试验器流量计显示值，记录为通过叶片第一型腔的流量值。

Ⅱ测量叶片第二型腔29的流量值：关闭第一控制阀22，打开第二控制阀10，开启流量试验器第一路供水开关，此时流量试验器水源通过测量夹具第一进水口8，流经第二控制阀10、第一支座11、叶片上缘板密封垫21，顺管路进入叶片5的第二型腔29，最终从第二型腔29的气膜孔喷出。测量时，当流量试验器上的压力稳定在0.15±0.01MPa后，读取流量试验器流量计显示值，记录为通过叶片第二型腔的流量值。

Ⅲ测量叶片第一型腔28和第二型腔29的总流量值：打开第一控制阀22和第二控制阀10，开启流量试验器第一路供水开关，此时流量试验器水源通过测量夹具第一进水口8，流经第一控制阀22和第二控制阀10，然后同时流经第一支座11、叶片上缘板密封垫21的第一密封垫型孔32和第二密封垫型孔33，顺管路进入叶片5的第一型腔28和第二型腔29，最终从第一型腔28和第二型腔29的气膜孔喷出。测量时，当流量试验器上的压力稳定在0.15±0.01MPa后，读取流量试验器流量计显示值，记录为通过叶片第一型腔28和第二型腔29的总流量值。

步骤5，分别测量叶片下缘板上的叶片第三型腔的流量值、叶片第四型腔的流量值，以及叶片第三型腔和第四型腔的总流量值，具体过程是:

Ⅰ测量叶片第三型腔30的流量值

打开所述叶片第三型腔30对应的第三控制阀18，关闭其余进水控制阀，开启流量试验器供水开关。测量时，当流量试验器上的压力稳定在0.15±0.01MPa后，读取流量试验器流量计显示值，记录为通过叶片第三型腔30的流量值。

Ⅱ测量叶片第四型腔31的流量值

打开所述叶片第四型腔31对应的第四控制阀15，关闭其余进水控制阀，开启流量试验器供水开关。测量时，当流量试验器上的压力稳定在0.15±0.01MPa后，读取流量试验器流量计显示值，记录为通过叶片第四型腔31的流量值。

Ⅲ测量叶片第三型腔30和第四型腔31的总流量值：

打开第三控制阀18和第四控制阀15，开启流量试验器第一路供水开关，此时流量试验器水源通过测量夹具第二进水口17，流经第三控制阀18和第四控制阀15，然后同时流经第二支座14、叶片下缘板密封垫22的第三密封垫型孔35和第四密封垫型孔36，顺管路进入叶片5的第三型腔30和第四型腔31，最终从第三型腔30和第四型腔31的气膜孔喷出。

测量时，当流量试验器上的压力稳定在0.15±0.01MPa后，读取流量试验器流量计显示值，记录为通过叶片第三型腔30和第四型腔31的总流量值。

Claims (7)

1.一种导向叶片水流量测量夹具，其特征在于，包括夹具底板、支座、叶片下缘板密封垫、叶片上缘板密封垫、控制阀、进水管路和出水管路；

所述支座包括第一支座和第二支座；在所述第一支座和第二支座上分布连接有进水管路和出水管路；在所述第一支座的进水管路上和第二支座的进水管路上分别有两个控制阀；在所述分别位于第一支座和第二支座上的进水管路的两个控制阀之间，分别有进水口；

所述第一支座和第二支座对称的固定在夹具底板的上表面；叶片下缘板密封垫固定在所述第二支座与第一支座相对应的侧表面，叶片上缘板密封垫固定在所述第一支座与第二支座相对应的侧表面，并且叶片下缘板密封垫上的两个密封垫型孔分别与第二支座上两个出水孔对正，叶片上缘板密封垫上的两个密封垫型孔分别与第一支座上的两个出水孔对正；两个密封垫限位器分别安装在第一支座的内侧表面和第二支座的内侧表面，通过密封垫限位器对叶片下缘板密封垫的限位；压紧螺杆固定在底板安放第一支座一端的端头处，并使压紧螺杆的螺杆头卡入所述第一支座上的螺杆头卡槽内，当旋动压紧螺杆时，该压紧螺杆带动第一支座沿叶片的径向移动。

2.如权利要求1所述一种导向叶片水流量测量夹具，其特征在于，叶片上缘板密封垫的一个表面为与叶片上缘板表面配合的凹弧面，在该凹弧面上有两个与叶片上缘板凸缘配合的凹槽；在所述两个与叶片上缘板凸缘配合的凹槽中有贯通所述叶片上缘板密封垫的两个密封垫型孔；所述两个密封垫型孔的横截面的形状均与叶片上缘板凸缘的形状相同。

3.如权利要求1所述一种导向叶片水流量测量夹具，其特征在于，所述叶片下缘板密封垫的一个表面为与叶片下缘板表面配合的凸弧面，在该凸弧面上有两个与叶片下缘板凸缘配合的凹槽；在所述两个与叶片下缘板凸缘配合的凹槽中有贯通所述叶片下缘板密封垫的两个密封垫型孔；所述两个密封垫型孔横截面的形状均与叶片下缘板凸缘的形状相同。

4.如权利要求1所述一种导向叶片水流量测量夹具，其特征在于，所述第一支座的两端端面分别有盲孔，分别形成了两个进水孔；在该第一支座的一侧边分别有两个支座出水孔；所述两个进水孔分别与两个支座出水孔贯通，并且两个支座进水孔的中心线均与两个出水孔的中心线相互垂直；在所述第一支座的另一个侧边的对称中心处有螺杆头卡槽。

5.如权利要求1所述一种导向叶片水流量测量夹具，其特征在于，所述第二支座的两端端面分别有盲孔，分别形成了两个进水孔；在该第二支座的一侧边有两个出水孔；

所述两个进水孔分别与两个支座出水孔贯通，并且两个支座进水孔的中心线均与两个出水孔的中心线相互垂直。

6.如权利要求1所述一种导向叶片水流量测量夹具，其特征在于，所述密封垫限位器上有两个U形的调节槽，在密封垫限位器上表面的一端有凸出该限位板表面的限位块；通过所述限位块实现对所述叶片上缘板密封垫或叶片下缘板密封垫的限位；通过调节所述U形调节槽与固定螺栓之间的相对位置，实现对该密封垫限位器位置的调节。

7.一种利用权利要求1所述导向叶片水流量测量夹具测量导向叶片水流量的方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1，根据设计提出的叶片流量测量的要求，设定流量试验器所有供水管路的水压；

步骤2，将流量试验器的两个供水管路分别与测量夹具两个进水口连接，并关闭导向叶片水流量测量夹具中的四个控制阀；

步骤3，将叶片装在叶片下缘板密封垫和叶片上缘板密封垫之间并与密封垫的型腔贴合，使第一支座和第二支座上四个出水口同时与叶片下缘板密封垫和叶片上缘板密封垫上的型孔连通；旋动压紧螺杆对第一支座施加力，推动叶片上缘板密封垫对叶片固定压紧，达到第一进水管路和第二进水管路的四个支路分别连通并各自密封的状态；开启叶片流量试验器电源，根据设定的流量试验器供水管路的水压对流量试验器加压；

步骤4，分别测量叶片上缘板上的叶片第一型腔的流量值、叶片第二型腔的流量值，以及叶片第一型腔和第二型腔的总流量值，具体过程是:

Ⅰ测量叶片第一型腔的流量值：打开第一控制阀，开启流量试验器第一路供水开关，使流量试验器水源通过第一支座的进水管路上的进水口，流经第一控制阀、第一支座、叶片上缘板密封垫，顺管路进入叶片的第一型腔，最终从第一型腔的气膜孔喷出；测量时，当流量试验器上的压力稳定在0.15±0.01MPa后，读取流量试验器流量计显示值，记录为通过叶片第一型腔的流量值；

Ⅱ测量叶片第二型腔的流量值：关闭第一控制阀，打开第二控制阀，开启流量试验器第一路供水开关，使流量试验器水源通过第一支座的进水管路上的进水口，流经第二控制阀、第一支座、叶片上缘板密封垫，顺管路进入叶片的第二型腔，最终从第二型腔的气膜孔喷出；测量时，当流量试验器上的压力稳定在0.15±0.01MPa后，读取流量试验器流量计显示值，记录为通过叶片第二型腔的流量值；

Ⅲ测量叶片第一型腔和第二型腔的总流量值：打开第二控制阀和第一控制阀，开启流量试验器第一路供水开关，使流量试验器水源通过第一支座的进水管路上的进水口，流经第二控制阀和第一控制阀，然后同时流经第一支座、叶片上缘板密封垫的两个进水孔，顺管路进入叶片的第一型腔和第二型腔，最终从第一型腔和第二型腔的气膜孔喷出；测量时，当流量试验器上的压力稳定在0.15±0.01MPa后，读取流量试验器流量计显示值，记录为通过叶片第一型腔和第二型腔的总流量值；

步骤5，分别测量叶片下缘板上的叶片第三型腔的流量值、叶片第四型腔的流量值，以及叶片第三型腔和第四型腔的总流量值，具体过程是:

Ⅰ测量叶片第三型腔的流量值：打开所述叶片第三型腔对应的第三控制阀，关闭其余进水控制阀，开启流量试验器供水开关；测量时，当流量试验器上的压力稳定在0.15±0.01MPa后，读取流量试验器流量计显示值，记录为通过叶片第三型腔的流量值；

Ⅱ测量叶片第四型腔的流量值：打开所述叶片第四型腔对应的第四控制阀，关闭其余进水控制阀，开启流量试验器供水开关；测量时，当流量试验器上的压力稳定在0.15±0.01MPa后，读取流量试验器流量计显示值，记录为通过叶片第四型腔的流量值；

Ⅲ测量叶片第三型腔和第四型腔的总流量值：打开第三型腔对应的第三控制阀和第四型腔对应的第四控制阀，开启流量试验器第一路供水开关，使流量试验器水源通过第二支座进水管路上的进水口，流经所述第三型腔对应的第三控制阀和第四型腔对应的第四控制阀后，同时流经第二支座、叶片下缘板密封垫的两个进水孔，进入叶片第三型腔和叶片第四型腔，最终从所述叶片第三型腔和第四型腔的气膜孔喷出；

测量时，当流量试验器上的压力稳定在0.15±0.01MPa后，读取流量试验器流量计显示值，记录为通过叶片第三型腔和第四型腔的总流量值。