CN104897386B - 油气混输泵性能测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是一种油气混输泵性能测试系统，包括一个空气路、一个滑油路和一个掺混段。在滑油路中，滑油流量的调节主要通过变频电机和阀门实现，通过液体流量计读取数值；在空气路中，空气的流量调节主要通过阀门实现，通过压力传感器和气体流量计读取数值；在掺混段，空气和滑油的掺混通过气液掺混器实现，该段可以实现不同比例空气和滑油两相混合物，空气和滑油的分离通过油气分离器实现。本发明能提供符合实际工况的气液两相流场、不同的转速和营造出发动机滑油泵入口端的负压环境。

Description

油气混输泵性能测试系统

技术领域

本发明涉及一种测试系统，尤其涉及一种油气混输泵性能测试系统。

背景技术

航空发动机滑油系统中存在润滑油和空气，润滑油在润滑、冷却轴承和传动装置时，与空气搅拌混合，形成空气与滑油的乳化液，回油泵回油时会将滑油与空气同时抽回，形成油气混合物。滑油混合物流过叶轮时，气液两相分离，液相被挤出叶轮，而气相则聚集在叶轮中心或进口附近的低压区形成死区，对流道产生强烈的排挤作用，其结果是通过叶轮的滑油流量减少，最终影响系统的润滑、冷却能力。如果可以得到不同油气混合比下该油泵的性能，在选择航空发动机滑油泵时考虑油气混输就可降低混气对冷却和润滑效果的影响。为开展滑油系统中滑油泵的实验研究，需要提供符合实际工况的气液两相流场、不同的转速和营造出航空滑油泵入口端的负压环境，最终得到不同工况下测试泵的性能参数。

在《排灌机械》第20卷第3期论文《100-YQH油气混输泵的研制及试验研究》中，马希金等人在法国海神泵的基础上自行研制了100－YQH油气混输泵，并开发了测试验泵性能的开放式实验台，该油气混输泵应用于油田中石油与天然气的混合运输，对于航空发动机滑油系统中滑油泵的实际运行工况该实验系统无法进行试验研究，这就限制了该发明的应用范围。

发明内容

本发明的目的是为了提供符合实际工况的气液两相流场、不同的转速和营造出发动机滑油泵入口端的负压环境而提供一种油气混输泵性能测试系统。

本发明的目的是这样实现的：包括真空泵、分别与真空泵连接的空气路和滑油路，所述空气路包括与真空泵连接的储气罐和与储气罐连接的气体流量计，气体流量计的端部与气液掺混器的进气端连接，且在真空泵与储气罐之间的管路上以及气体流量计与气液掺混器之间的管路上分别设置有第一阀门和第二阀门，所述滑油路包括与真空泵连接的储油罐，储油罐的出口端与气液掺混器的进油端连接，且在储油罐与真空泵之间的管路上设置有第三阀门，气液掺混器的出口端依次连接有测试泵、第四阀门，第四阀门的端部与气液分离器入口端连接，气液分离器的出气端与出油端分别与储气罐的对应的接口连接，且所述储气罐的下部接口通过液体流量计、第五阀门与储油罐连接，所述测试泵还与变频电机连接。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.在所述气液分离器上、储气罐上、气体流量计与第二阀体之间的管道上、气液掺混器的出口端与测试泵之间的管道上、测试泵与第四阀门之间的管道上依次设置有第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器和第五压力传感器。

2.所述储油罐上设置液位计。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明不仅适用于常压下泵的性能测试更适用于航空发动机滑油泵的性能测试，本发明实现了对航空发动机滑油泵性能的实验测试，通过真空泵将整个实验系统抽至真空状态，满足航空滑油泵在高空时的负压环境，并可实现不同真空度；通过油气掺混器形成均匀的油气两相混合物，并可控制不同的油气比；通过测试泵前后端的压力得到运行工况下的扬程；通过变频电机输出不同的转速。本发明主要针对航空发动机油气混输泵的特殊性，给出符合实际工况的气液两相流场、不同的转速和营造出航空滑油泵入口端的负压环境，最终得到不同工况下测试泵的性能参数，本发明能提供更符合实际工况下的负压环境，通过本发明所提供的测试系统使得测试的结果更加精确，本发明中所提供的测试系统中的滑油能处于稳定状态，仅需调节相应的阀门即可实现要求的气液比的油气混合物，而通过改变变频电机的频率，即可实现转速对泵性能影响的测试，结构简单、操作方便。

附图说明

图1是本发明的测试系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

结合图1，本发明包括真空泵12、分别与真空泵12连接的空气路和滑油路，所述空气路包括与真空泵12连接的储气罐7和与储气罐7连接的气体流量计8，气体流量计8的端部与气液掺混器16的进气端连接，且在真空泵12与储气罐7之间的管路上以及气体流量计8与气液掺混器16之间的管路上分别设置有第一阀门10和第二阀门9，所述滑油路包括与真空泵12连接的储油罐15，储油罐15的出口端与气液掺混器16的进油端连接，且在储油罐15与真空泵12之间的管路上设置有第三阀门11，气液掺混器16的出口端依次连接有测试泵17、第四阀门19，第四阀门19的端部与气液分离器6入口端连接，气液分离器6的出气端与出油端分别与储气罐7的对应的接口连接，且所述储气罐7的下部接口通过液体流量计13、第五阀门14与储油罐15连接，所述测试泵17还与变频电机18连接。

在所述气液分离器6上、储气罐7上、气体流量计8与第二阀体9之间的管道上、气液掺混器16的出口端与测试泵17之间的管道上、测试泵17与第四阀门19之间的管道上依次设置有第一压力传感器1、第二压力传感器2、第三压力传感器3、第四压力传感器4和第五压力传感器5。所述储油罐15上设置液位计20。

本发明为滑油系统中油气混输泵性能测试系统，包括一个空气路、一个滑油路和一个掺混段。在滑油路中，滑油流量的调节主要通过对应的阀门实现，通过液体流量计13读取数值；在空气路中，空气的流量调节主要通过对应的阀门实现，通过设置的压力传感器和气体流量计读取数值；在掺混段，空气和滑油的掺混通过气液掺混器16实现，该段可以实现不同比例空气和滑油两相混合物，空气和滑油的分离通过油气分离器6实现。

本发明所述的航空发动机滑油系统油气混输泵性能研究的测试系统包括气液分离器6、储气罐7、气体流量计8、真空泵12、液体流量计13、储油罐15、气液掺混器16、测试泵17、变频电机18、液位计20和5个压力传感器，其中空气路由气液分离器6、储气罐7、气体流量计8、压力传感器3、第二阀门9和气液掺混器16依次通过管路连接组成，通过第二阀门9可以调节空气的流量。滑油路由气液分离器6、储气罐7、液体流量计13、第五阀门14、储油罐15和气液掺混器16依次通过管路连接组成，通过第五阀门14可以调节滑油流量。空气路和滑油路通过管路并联，并联的管路一端连接储气罐7另一端连接储油罐15。掺混段由气液掺混器16、第四压力传感器4、测试泵17、第五压力传感器5、第四阀门19和气液分离器6通过管路依次连接组成。气液分离器6分离出的气体通过管路进入储气罐7的上部、分离出的滑油通过另一段管路进入储气罐7的下部，并在储气罐7中形成气液分层。储气罐7和储油罐15通过管路与真空泵12连接，并且两段管路上分别安装有第一阀门10、第三阀门11。在气液分离器6、储气罐7上分别接第一压力传感器1和第二压力传感器2便于系统流量调节，在气体流量计8出口端接第三压力传感器3用于气体流量换算，在测试泵14前后端各接第四压力传感器4和第五压力传感器5用于测量测试泵17扬程。

本发明所提供的系统由真空泵12抽至真空后关闭与真空泵12连接的第一阀门10和第三阀门11，使系统处于密闭状态。开启测试泵17使储气罐7压力高于储油罐15，形成压差，并通过调节第五阀门14使储油罐15上的液位计20保持不变，即分离出的油量与进入气液掺混器16的油量相等，这样可以使系统中的滑油处于稳定，且满足实验要求。通过调节第二阀门9使空气流量满足实验要求，这样在气液掺混器16中可以形成要求气液比的油气混合物。通过改变变频电机18频率，输出不同转速，可以实现转速对泵性能影响的测试。

Claims (3)

1.油气混输泵性能测试系统，包括储气罐、气体流量计、气液掺混器和测试泵，气体流量计的端部与气液掺混器的进气端连接，所述测试泵与变频电机连接，其特征在于：还包括真空泵、分别与真空泵连接的空气路和滑油路，所述空气路包括与真空泵连接的储气罐和与储气罐连接的气体流量计，且在真空泵与储气罐之间的管路上设置有第一阀门，在气体流量计与气液掺混器之间的管路上设置有第二阀门，所述滑油路包括与真空泵连接的储油罐，储油罐的出口端与气液掺混器的进油端连接，且在储油罐与真空泵之间的管路上设置有第三阀门，气液掺混器的出口端依次连接有测试泵、第四阀门，第四阀门的端部与气液分离器入口端连接，气液分离器的出气端与出油端分别与储气罐的对应的接口连接，且所述储气罐的下部接口通过液体流量计、第五阀门与储油罐连接。

2.根据权利要求1所述的油气混输泵性能测试系统，其特征在于：在所述气液分离器上、储气罐上、气体流量计与第二阀门之间的管道上、气液掺混器的出口端与测试泵之间的管道上、测试泵与第四阀门之间的管道上依次设置有第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器和第五压力传感器。

3.根据权利要求1或2所述的油气混输泵性能测试系统，其特征在于：所述储油罐上设置液位计。