CN105092189A - 一种空气流路密封静态试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气流路密封静态试验装置，属于流路密封的静态试验领域。所述装置包括试验装置主体，其内设置有进气腔与泄漏腔，并在所述进气腔的腔壁上设置有进气口，在所述泄漏腔的腔壁上设置有排气口，所述进气腔与泄漏腔之间设置有通孔；安装座，设置在所述通孔处；试验件，设置在所述安装座与所述通孔接触处；压力测试装置，连接所述进气腔与泄漏腔；温度测量装置，连接所述进气腔与泄漏腔。本发明中，空气经过流路密封的试验件由进气腔E流入泄漏腔D中，能够完成各型流路密封静态性能试验，满足了试验装置要模拟发动机的高温、高压的试验条件，解决了空气流路密封泄漏量测量精度问题，试验装置可靠性高、安全性强。

Description

一种空气流路密封静态试验装置

技术领域

本发明属于流路密封的静态试验领域，具体涉及一种空气流路密封静态试验装置。

背景技术

改进和发展密封技术是具有巨大潜力的领域,随着发动机热力循环参数的提高，密封工作条件也大幅度增高，现行的密封技术已不能满足要求。减少二次流路的密封泄漏，可使发动机性能得到很大的改善。目前篦齿密封，丝状刷密封作为空气流路密封已经在某些航空发动机上成功应用，预研项目中研发的箔片式刷密封，指尖密封等先进的流路密封形式还处于研制与试验阶段。

流路密封静态性能试验是检验密封性能的重要环节，流路密封新件出厂时，由于缺少试验装置，无法进行出厂时的性能检验，目前生产厂、大修厂都没有此类试验装置，此外，流路密封试车前后的静态性能试验，能够有效地检验流路密封性能的衰减情况，了解流路密封的可靠性，由于没有用于评估的试验装置，只能停留在理论分析研究基础上，随着流路密封专业的发展，迫切需要能够适应各种工况，各型流路密封形式，各种尺寸范围，泄漏量测量精确的专用流路密封静态性能试验装置，用以解决以下技术难题：一方面试验装置要模拟发动机的高温、高压的试验条件；另一方面需要解决空气流路密封泄漏量测量精度问题；还有要解决试验装置可靠性、安全性，空间尺寸小等问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种空气流路密封静态试验装置，包括试验装置主体，其内设置有进气腔与泄漏腔，并在所述进气腔的腔壁上设置有进气口，在所述泄漏腔的腔壁上设置有排气口，所述进气腔与泄漏腔之间设置有通孔；

安装座，设置在所述通孔处；

试验件，设置在所述安装座与所述通孔接触处；

压力测试装置，连接所述进气腔与泄漏腔；

温度测量装置，连接所述进气腔与泄漏腔。

优选的是，所述通孔为环状通孔，所述安装座为环状结构，所述试验件为环状结构。

在上述方案中优选的是，所述环状通孔内侧为安装在所述试验装置主体中心轴上的流路密封跑道，所述环状通孔外侧连接所述试验装置主体的内腔壁。

在上述方案中优选的是，所述安装座一端固定在所述试验装置主体的内腔壁上，另一端接触所述流路密封跑道。

在上述方案中优选的是，所述试验件一端固定在所述安装座上，另一端与流路密封跑道过盈配合。

在上述方案中优选的是，所述安装座上可拆卸连接有流路密封压板，所述流路密封压板将所述试验件压接在所述安装座上。

在上述方案中优选的是，所述流路密封跑道通过螺栓连接在所述验装置主体的中心轴上。

在上述方案中优选的是，所述试验装置主体上设置有至少一个进气口，若存在多个进气口，则所述进气口均匀分布在所述试验装置主体的进气腔四周。

在上述方案中优选的是，所述排气口上设置有气体流量计。

在上述方案中优选的是，所述试验装置主体为可拆盖结构，其试验装置上盖上设置有排气口、温度测试接头以及压力测试接头。

在上述方案中优选的是，所述试验装置上盖与试验装置主体的其它部分过螺栓连接，并设置有密封圈，所述密封圈为半圆形密封圈。

在上述方案中优选的是，装置主体结构采用不锈钢材料，能够完成最高进气温度为600℃，封严压差最高0.8MPa的空气流路密封静态性能试验。

本发明提供的空气流路密封静态试验装置能够完成各型流路密封静态性能试验，满足了试验装置要模拟发动机的高温、高压的试验条件，解决了空气流路密封泄漏量测量精度问题，试验装置可靠性高、安全性强，具有空间尺寸小等优点。

附图说明

图1为按照本发明的一优选实施例的空气流路密封静态试验装置的结构示意图。

图2为图1所示实施例的A-A方向剖视图。

图3为图1所示实施例的通孔处结构放大示意图

其中，1为进气口，2为试验装置主体，3为试验装置上盖，4为压力测试接头，5为排气口，6为温度测试接头，7为密封圈，8为安装座，9为试验件，10为流路密封压板，11为流路密封跑道，E为进气腔，D为泄漏腔。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明为模拟发动机的高温、高压的试验条件；解决空气流路密封泄漏量测量精度问题；还有要解决试验装置可靠性、安全性，空间尺寸小的问题，提出了一种空气流路密封静态试验装置，如图1所示，包括试验装置主体2，其内设置有进气腔E与泄漏腔D，并在所述进气腔E的腔壁上设置有进气口1，在所述泄漏腔D的腔壁上设置有排气口5，所述进气腔E与泄漏腔D之间设置有通孔；

安装座8，设置在所述通孔处；

试验件9，设置在所述安装座与所述通孔接触处；

压力测试装置，连接所述进气腔与泄漏腔；

温度测量装置，连接所述进气腔与泄漏腔。

需要说明的是，本实施例中，试验装置主体2为敞口桶装结构，其目的是为了方便安装试验装置主体2内的其它结构，如安装座8、试验件9等组件，安装以后，通过试验装置上盖3对试验装置主体2进行密封，同时，在试验装置上盖3上设置有一个排气口5以及若干个压力测试接头4以及温度测试接头6。可以理解的是，本装置只设计了一个排气口5，对于流路密封的泄漏量只通过排气口5排入大气，没有额外的泄漏量，空气的泄漏量可以通过该处的流量计精确测量，测量准确。

另外，为保证压力、温度等测量的准确性，在试验装置上盖3沿周向方向设置有多个压力测试接头4以及温度测试接头6，图2示意性给出了其沿试验装置上盖3分布的2个温度测试接头6以及4个均匀分布的压力测试接头4，可以理解的是，在试验装置主体2的进气腔E腔壁上也设置有类似数量的温度测试接头与压力测试接头，用以连接压力测试装置与温度测试装置，对进气腔E内的气体进行压力及温度测量。

需要说明的是，试验装置主体2与试验装置上盖3通过螺栓连接，为保证密封性，在试验装置主体2与试验装置上盖3的连接处还设置有密封圈7，密封圈为半圆形密封圈，适用于环状的试验装置主体2。

在本实施例中，所述通孔为环状通孔，所述安装座8为环状结构，所述试验件9为环状结构。

所述环状通孔内侧为安装在所述试验装置主体2中心轴上的流路密封跑道11，所述环状通孔外侧连接所述试验装置主体2的内腔壁。

参考图3，所述安装座,一端固定在所述试验装置主体的内腔壁上，另一端接触所述流路密封跑道。

所述试验件9一端固定在所述安装座8上，另一端与流路密封跑道过盈配合。所述安装座8上可拆卸连接有流路密封压板10，所述流路密封压板10将所述试验件9压接在所述安装座8上。

另外，需要说明的是，所述流路密封跑道11通过螺栓连接在所述试验装置主体2的中心轴上。作为本实施例的一备选实施方式，所述流路密封跑道11还可以设置为“几”字型，套接在所述试验装置主体2的中心轴上。

所述试验装置主体2上设置有至少一个进气口1，若存在多个进气口1，则所述进气口1均匀分布在所述试验装置主体2的进气腔四周。

本发明具体结构方案为：试验进气从进气口1处流入进气腔D腔，进气口沿圆周方向四处均布，空气经过流路密封试验件9流入泄漏腔D腔，泄漏腔的空气经排气口5排入大气，在排气口5处安装耐高温流量计测量流路密封泄漏量，用于评定流路密封的泄漏情况。在进气和排气端分别安装两个温度测试接头6和压力测试接头4，用于测定试验过程中的温度和压力情况。

本发明装置主体结构采用不锈钢材料，能够完成最高进气温度为600℃，封严压差最高0.8MPa的空气流路密封静态性能试验，满足目前所有型号试验要求；该装置采用下方进气，上方排气的结构形式，下方是高压进气腔E腔，能够将一部分气体载荷经试验装置主体2传递到试验基座上，降低了试验装置主体的气体负荷，保证了试验的可靠性与安全性；该装置能够通过修改跑道以及修改安装座8和流路密封压板10来适应不同直径尺寸的流路密封性能试验，能满足流路密封直径范围90～540mm的静态性能试验，在直径尺寸方面满足现有和预研的各型航空发动机和燃气轮机流路密封静态性能试验要求。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种空气流路密封静态试验装置，其特征在于：包括试验装置主体(2)，其内设置有进气腔与泄漏腔，并在所述进气腔的腔壁上设置有进气口(1)，在所述泄漏腔的腔壁上设置有排气口(5)，所述进气腔与泄漏腔之间设置有通孔；

安装座(8)，设置在所述通孔处；

试验件(9)，设置在所述安装座与所述通孔接触处；

压力测试装置，连接所述进气腔与泄漏腔；

温度测量装置，连接所述进气腔与泄漏腔。

2.如权利要求1所述的空气流路密封静态试验装置，其特征在于：所述通孔为环状通孔，所述安装座(8)为环状结构，所述试验件(9)为环状结构。

3.如权利要求2所述的空气流路密封静态试验装置，其特征在于：所述环状通孔内侧为安装在所述试验装置主体(2)中心轴上的流路密封跑道(11)，所述环状通孔外侧连接所述试验装置主体(2)的内腔壁。

4.如权利要求3所述的空气流路密封静态试验装置，其特征在于：所述安装座(8)一端固定在所述试验装置主体(2)的内腔壁上，另一端接触所述流路密封跑道(11)。

5.如权利要求4所述的空气流路密封静态试验装置，其特征在于：所述试验件(9)一端固定在所述安装座(8)上，另一端与流路密封跑道过盈配合。

6.如权利要求5所述的空气流路密封静态试验装置，其特征在于：所述安装座(8)上可拆卸连接有流路密封压板(10)，所述流路密封压板(10)将所述试验件(9)压接在所述安装座(8)上。

7.如权利要求6所述的空气流路密封静态试验装置，其特征在于：所述流路密封跑道(11)通过螺栓连接在所述试验装置主体(2)的中心轴上。

8.如权利要求1所述的空气流路密封静态试验装置，其特征在于：所述试验装置主体(2)上设置有至少一个进气口(1)。

9.如权利要求1所述的空气流路密封静态试验装置，其特征在于：所述排气口(5)上设置有气体流量计。