CN106092590A - 一种发动机试验台排气管道冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机试验台排气管道冷却装置，其包括进口法兰，循环冷却水排水环，管道组合件，循环冷却水进水环，出口法兰；管道组合件为收敛型管道，管道组合件包括由钢筋固定连接的管道外筒和管道内筒，管道外筒的外壁设置有三个喷水环，对应三个喷水环，管道外筒和管道内筒沿圆周方向分别均匀设置有喷嘴孔，喷嘴孔内设有喷嘴；进口和出口法兰分别和管道外筒和管道内筒两端固定连接，循环冷却水水环两端分别和法兰和管道外筒固定连接，对应循环冷却水水环，管道外筒沿圆周方向分别均匀设置有循环冷却水排水孔和循环冷却水进水孔；本发明的管道冷却装置，采用夹层循环冷却和喷水冷却结合的方式，提高了冷却效率。

Description

一种发动机试验台排气管道冷却装置

技术领域

本发明涉及一种管道冷却装置，尤其是一种用于发动机试验台排气管道冷却装置。

背景技术

当在地面模拟发动机高空飞行状态时，需要设置排气装置，现有技术中，通常采用金属管道作为排气装置将发动机排出的高温气体排出；但是，高空飞行的发动机所排出的气体为高温气体，其温度通常在350℃以上，当发动机排出的高温气体在金属管道内部流动时，会导致金属变形，长期使用，会导致金属管道严重变形甚至报废；现有技术通常采用喷嘴向管道内喷水对管道内的高温气体进行冷却，但是少量冷却水无法达到很好的冷却效果，而大量的冷却水气化为水蒸气后会增加气体流量，增加后续抽气负担；同时现有技术通常采用离心喷嘴或直流喷嘴向管道内喷射冷却水，但是离心喷嘴的喷射距离有限，当流动的高温气体流过时，会直接将冷却水吹走，无法冷却到管道内部的高温气体，而直流喷嘴，虽然冷却液的喷射距离较长，但是喷射的覆盖面积低，无法即时对高温气体冷却，因此，现有技术所采用的离心喷嘴和直流喷嘴的冷却效率较低，无法达到对高温气体的冷却效果。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供了一种高效冷却的发动机试验台排气管道冷却装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种发动机试验台排气管道冷却装置包括进口法兰，循环冷却水排水环，管道组合件，循环冷却水进水环，出口法兰；所述管道组合件为沿气流方向逐渐收敛的收敛型管道，所述管道组合件包括管道外筒和管道内筒，所述管道外筒和管道内筒之间设置有沿管道轴向设置的钢筋，所述钢筋将管道外筒的内壁和管道内筒的外壁固定连接，沿管道组合件的收敛方向，管道外筒的外壁上依次设置有第一喷水环，第二喷水环和第三喷水环，对应第一喷水环，第二喷水环和第三喷水环所在的圆周上，管道外筒和管道内筒沿圆周方向分别均匀设置有管道外筒喷嘴孔和管道内筒喷嘴孔，喷嘴依次穿过外筒喷嘴孔和管道内筒喷嘴孔并与所述外筒喷嘴孔和管道内筒喷嘴孔固定连接；所述进口法兰分别和管道组合件进气端的管道外筒和管道内筒固定连接，所述出口法兰分别和管道组合件排气端的管道外筒和管道内筒固定连接；所述循环冷却水排水环一端与进口法兰固定连接，另一端与管道组合件进气端的管道外筒固定连接，所述循环冷却水进水环一端与出口法兰固定连接，另一端与管道组合件排气端的管道外筒固定连接，对应循环冷却水排水环和循环冷却水进水环所在的圆周上，管道外筒沿圆周方向分别均匀设置有循环冷却水排水孔和循环冷却水进水孔。

进一步的，所述管道组合件包括第一管道外筒，第二管道外筒和第三管道外筒，所述第一管道外筒，第二管道外筒和第三管道外筒沿管道组合件的收敛方向依次设置，所述第一管道外筒和第二管道外筒之间固定连接有第一冷却循环水集流环，所述第二管道外筒和第三管道外筒之间固定连接有第二冷却循环水集流环，所述第一喷水环，第二喷水环和第三喷水环分别设置在第一管道外筒，第二管道外筒和第三管道外筒的外壁上。

进一步的，所述钢筋沿管道圆周方向均匀分布。

进一步的，所述循环冷却水排水环，和循环冷却水进水环上均设置有冷却循环水接头，所述第一喷水环，第二喷水环和第三喷水环上均设置有喷水管接头。

进一步的，所述喷嘴包括喷嘴体，喷嘴内盖板，筒体；所述喷嘴体包括喷嘴外盖板，喷嘴圆环，离心进液孔，喷嘴孔，过渡锥孔，所述喷嘴外盖板为圆柱体，所述喷嘴外盖板与所述喷嘴圆环一端面同轴固定连接，沿固定连接的喷嘴外盖板和喷嘴圆环的中轴线，在喷嘴圆环到喷嘴外盖板方向上，所述喷嘴外盖板内依次设置有过渡锥孔和喷嘴孔，所述过渡锥孔一端直径与喷嘴孔直径相同，另一端直径与喷嘴圆环的内径相同；所述喷嘴圆环的侧壁设置有离心进液孔；所述喷嘴内盖板为圆柱体，所述喷嘴内盖板中心设有直流进液孔，所述直流进液孔与所述喷嘴孔同轴，所述喷嘴内盖板与所述喷嘴圆环另一端面同轴固定连接，所述直流进液孔的直径小于所述喷嘴孔的直径；所述喷嘴体和喷嘴内盖板设置在所述筒体内，所述喷嘴外盖板与所述筒体同轴固定连接。

进一步的，所述喷嘴圆环的侧壁上设置的离心进液孔为2个，2个所述离心进液孔以所述圆环的轴线中心对称。

进一步的，所述喷嘴外盖板设置在所述筒体内并与设置在所述筒体一端的定位止口固定连接。

与现有技术相比，本发明所述的发动机试验台排气管道冷却装置，通过将管道组合件设置为中间由钢筋固定连接管道外筒和管道内筒的夹层结构，使得循环冷却水采用后进前出逆气流在夹层中流动的方式实现对金属管道冷却和通过喷水冷却对高温气体冷却相结合的方式，提高了冷却效率；同时，本发明所采用的喷嘴，通过设置与喷嘴孔同轴的直流进液孔以及喷嘴圆环的侧壁的离心进液孔，形成了具有中心长距离，周围短距离的大覆盖面积的冷却水，提高了冷却效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。

图1为本发明发动机试验台排气管道冷却装置的外部结构示意图。

图2为本发明发动机试验台排气管道冷却装置的内部结构示意图。

图3为图2中A部的放大示图。

图4为图2中B部的放大示图。

图5为本发明发动机试验台排气管道冷却装置的管道组合件的结构示意图。

图6为图5沿B-B的剖视图。

图7为图5中C部的放大示图。

图8为图6中D部的放大示图。

图9为本发明发动机试验台排气管道冷却装置的管道外筒第一段，管道外筒第二段，管道外筒第三段的结构示意图。

图10为本发明发动机试验台排气管道冷却装置的管道内筒的结构示意图。

图11为本发明发动机试验台排气管道冷却装置的喷嘴的立体图。

图12为本发明发动机试验台排气管道冷却装置的喷嘴的内部结构图。

图13为本发明发动机试验台排气管道冷却装置喷嘴的喷嘴体的示意图。

图14为图13中沿A-A的剖视图。。

具体实施方式

参见图1-图14，一种发动机试验台排气管道冷却装置包括进口法兰1，循环冷却水排水环2，管道组合件3，循环冷却水进水环5，出口法兰6；所述管道组合件3为沿气流方向逐渐收敛的收敛型管道，所述管道组合件3包括管道外筒和管道内筒15，所述管道外筒和管道内筒15之间设置有沿管道轴向设置的钢筋16，所述钢筋16将管道外筒的内壁和管道内筒15的外壁固定连接，沿管道组合件3的收敛方向，管道外筒的外壁上依次设置有第一喷水环7，第二喷水环9和第三喷水环11，对应第一喷水环7，第二喷水环9和第三喷水环11所在的圆周上，管道外筒和管道内筒15沿圆周方向分别均匀设置有管道外筒喷嘴孔18和管道内筒喷嘴孔21，喷嘴17依次穿过外筒喷嘴孔18和管道内筒喷嘴孔21并与所述外筒喷嘴孔18和管道内筒喷嘴孔21固定连接；所述进口法兰1分别和管道组合件3进气端的管道外筒和管道内筒15固定连接，所述出口法兰6分别和管道组合件3排气端的管道外筒和管道内筒15固定连接；所述循环冷却水排水环2一端与进口法兰1固定连接，另一端与管道组合件3进气端的管道外筒固定连接，所述循环冷却水进水环5一端与出口法兰6固定连接，另一端与管道组合件3排气端的管道外筒固定连接，对应循环冷却水排水环2和循环冷却水进水环5所在的圆周上，管道外筒沿圆周方向分别均匀设置有循环冷却水排水孔19和循环冷却水进水孔20。

优选的，所述管道组合件3包括第一管道外筒12，第二管道外筒13和第三管道外筒14，所述第一管道外筒12，第二管道外筒13和第三管道外筒14沿管道组合件3的收敛方向依次设置，所述第一管道外筒12和第二管道外筒13之间固定连接有第一冷却循环水集流环8，所述第二管道外筒13和第三管道外筒14之间固定连接有第二冷却循环水集流环10，所述第一喷水环7，第二喷水环9和第三喷水环11分别设置在第一管道外筒12，第二管道外筒13和第三管道外筒14的外壁上。

优选的，所述钢筋16沿管道圆周方向均匀分布。

优选的，所述循环冷却水排水环2，和循环冷却水进水环5上均设置有冷却循环水接头4，所述第一喷水环7，第二喷水环9和第三喷水环11上均设置有喷水管接头22。

优选的，所述喷嘴17包括喷嘴体23，喷嘴内盖板24，筒体25；所述喷嘴体23包括喷嘴外盖板26，喷嘴圆环27，离心进液孔28，喷嘴孔30，过渡锥孔31，所述喷嘴外盖板26为圆柱体，所述喷嘴外盖板26与所述喷嘴圆环27一端面同轴固定连接，沿固定连接的喷嘴外盖板26和喷嘴圆环27的中轴线，在喷嘴圆环27到喷嘴外盖板26方向上，所述喷嘴外盖板26内依次设置有过渡锥孔31和喷嘴孔30，所述过渡锥孔31一端直径与喷嘴孔30直径相同，另一端直径与喷嘴圆环27的内径相同；所述喷嘴圆环27的侧壁设置有离心进液孔28；所述喷嘴内盖板24为圆柱体，所述喷嘴内盖板24中心设有直流进液孔29，所述直流进液孔29与所述喷嘴孔30同轴，所述喷嘴内盖板24与所述喷嘴圆环27另一端面同轴固定连接，所述直流进液孔29的直径小于所述喷嘴孔30的直径；所述喷嘴体23和喷嘴内盖板24设置在所述筒体25内，所述喷嘴外盖板26与所述筒体25同轴固定连接。

优选的，所述喷嘴圆环27的侧壁上设置的离心进液孔28为2个，2个所述离心进液孔28以所述圆环27的轴线中心对称。

优选的，所述喷嘴外盖板26设置在所述筒体25内并与设置在所述筒体25一端的定位止口固定连接。

最后说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳的实施例对本发明进行了详细说明，本领域的技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改和等同替代，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种发动机试验台排气管道冷却装置，其特征在于，包括进口法兰(1)，循环冷却水排水环(2)，管道组合件(3)，循环冷却水进水环(5)，出口法兰(6)；所述管道组合件(3)为沿气流方向逐渐收敛的收敛型管道，所述管道组合件(3)包括管道外筒和管道内筒(15)，所述管道外筒和管道内筒(15)之间设置有沿管道轴向设置的钢筋(16)，所述钢筋(16)将管道外筒的内壁和管道内筒(15)的外壁固定连接，沿管道组合件(3)的收敛方向，管道外筒的外壁上依次设置有第一喷水环(7)，第二喷水环(9)和第三喷水环(11)，对应第一喷水环(7)，第二喷水环(9)和第三喷水环(11)所在的圆周上，管道外筒和管道内筒(15)沿圆周方向分别均匀设置有管道外筒喷嘴孔(18)和管道内筒喷嘴孔(21)，喷嘴(17)依次穿过外筒喷嘴孔(18)和管道内筒喷嘴孔(21)并与所述外筒喷嘴孔(18)和管道内筒喷嘴孔(21)固定连接；所述进口法兰(1)分别和管道组合件(3)进气端的管道外筒和管道内筒(15)固定连接，所述出口法兰(6)分别和管道组合件(3)排气端的管道外筒和管道内筒(15)固定连接；所述循环冷却水排水环(2)一端与进口法兰(1)固定连接，另一端与管道组合件(3)进气端的管道外筒固定连接，所述循环冷却水进水环(5)一端与出口法兰(6)固定连接，另一端与管道组合件(3)排气端的管道外筒固定连接，对应循环冷却水排水环(2)和循环冷却水进水环(5)所在的圆周上，管道外筒沿圆周方向分别均匀设置有循环冷却水排水孔(19)和循环冷却水进水孔(20)。

2.根据权利要求1所述的发动机试验台排气管道冷却装置，其特征在于，所述管道组合件(3)包括第一管道外筒(12)，第二管道外筒(13)和第三管道外筒(14)，所述第一管道外筒(12)，第二管道外筒(13)和第三管道外筒(14)沿管道组合件(3)的收敛方向依次设置，所述第一管道外筒(12)和第二管道外筒(13)之间固定连接有第一冷却循环水集流环(8)，所述第二管道外筒(13)和第三管道外筒(14)之间固定连接有第二冷却循环水集流环(10)，所述第一喷水环(7)，第二喷水环(9)和第三喷水环(11)分别设置在第一管道外筒(12)，第二管道外筒(13)和第段管道外筒(14)的外壁上。

3.根据权利要求1所述的发动机试验台排气管道冷却装置，其特征在于，所述钢筋(16)沿管道圆周方向均匀分布。

4.根据权利要求1所述的发动机试验台排气管道冷却装置，其特征在于，所述循环冷却水排水环(2)，和循环冷却水进水环(5)上均设置有冷却循环水接头(4)，所述第一喷水环(7)，第二喷水环(9)和第三喷水环(11)上均设置有喷水管接头(22)。

5.根据权利要求1所述的发动机试验台排气管道冷却装置，其特征在于，所述喷嘴(17)包括喷嘴体(23)，喷嘴内盖板(24)，筒体(25)；所述喷嘴体(23)包括喷嘴外盖板(26)，喷嘴圆环(27)，离心进液孔(28)，喷嘴孔(30)，过渡锥孔(31)，所述喷嘴外盖板(26)为圆柱体，所述喷嘴外盖板(26)与所述喷嘴圆环(27)一端面同轴固定连接，沿固定连接的喷嘴外盖板(26)和喷嘴圆环(27)的中轴线，在喷嘴圆环(27)到喷嘴外盖板(26)方向上，所述喷嘴外盖板(26)内依次设置有过渡锥孔(31)和喷嘴孔(30)，所述过渡锥孔(31)一端直径与喷嘴孔(30)直径相同，另一端直径与喷嘴圆环(27)的内径相同；所述喷嘴圆环(27)的侧壁设置有离心进液孔(28)；所述喷嘴内盖板(24)为圆柱体，所述喷嘴内盖板(24)中心设有直流进液孔(29)，所述直流进液孔(29)与所述喷嘴孔(30)同轴，所述喷嘴内盖板(24)与所述喷嘴圆环(27)另一端面同轴固定连接，所述直流进液孔(29)的直径小于所述喷嘴孔(30)的直径；所述喷嘴体(23)和喷嘴内盖板(24)设置在所述筒体(25)内，所述喷嘴外盖板(26)与所述筒体(25)同轴固定连接。

6.根据权利要求5所述的发动机试验台排气管道冷却装置，其特征在于，所述喷嘴圆环(27)的侧壁上设置的离心进液孔(28)为2个，2个所述离心进液孔(28)以所述圆环(27)的轴线中心对称。

7.根据权利要求5所述的发动机试验台排气管道冷却装置，其特征在于，所述喷嘴外盖板(26)设置在所述筒体(25)内并与设置在所述筒体(25)一端的定位止口固定连接。