CN106768591A - 一种耐高温的单点测压受感部装置 - Google Patents

一种耐高温的单点测压受感部装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种测量发动机涡轮出口总压的耐高温单点测压受感部装置，所述装置包括连接在一起的支杆和支杆转接件，所述支杆为两级阶梯结构，在支杆的直径不同的台阶处，分别设置有一个球窝结构的气流进口，支杆和支杆转接件由可在900℃左右环境下工作的高温合金材料构成。测压时，设置在支杆转接件另一端的外部压力传感器感受发动机涡轮出口总压力大小，并将压力信号转换为电信号传递给控制系统，从而实现测压功能。本发明的单点测压受感部装置材料选用高温合金，气流进口设计为双球窝结构，当气流不稳定时，可使气流平稳过渡，进而将气流引入受感部中，可在不同来流角度下精确测量，从而在高温环境下实现对航空发动机涡轮出口总压的精准测量。

Description

一种耐高温的单点测压受感部装置
技术领域
本发明涉及测压装置，尤其涉及一种适用于在高温环境下测定发动机涡轮出口总压的单点测压受感部装置。
背景技术
航空发动机涡轮出口总压是发动机控制系统中比较重要的参数，测定后的压力参数值被传递到控制系统，控制系统根据该参数值发出相应的控制计划，从而实现闭环控制。另外，航空发动机涡轮出口的温度较高，可达到900℃左右。因而，高温环境下的航空发动机涡轮出口总压的测定及其测试精度非常重要。然而，现有的单点测压装置只能在常温环境下进行工作，受自身条件限制，很难实现在900℃左右的高温环境下工作；同时，现有的测压装置抗干扰能力较弱，其测试精度随气流进口角度的变化而变化。
发明内容
鉴于上面所述，本发明的目的是提供一种能够在高温环境下工作，确保测压精度相对稳定的单点测压受感部装置。
按照本发明的单点测压受感部装置包括一端封闭的中空支杆，和中空的支杆转接件，所述支杆和支杆转接件中空部分连通地固定连接在一起，所述支杆为封闭端直径较小的两级阶梯结构，支杆的中空部分为同样的两级阶梯结构，在支杆的直径不同的台阶处，分别设置有一个球窝结构的气流进口，所述气流进口与支杆的中空部分连通，所述支杆转接件的未与支杆相连的另一端设置有气流出口，其中，支杆和支杆转接件都由可在900℃左右环境下工作的高温合金材料构成。
实际测压时，单点测压受感部装置的支杆转接件的所述另一端安装外部的压力传感器，压力传感器感受发动机涡轮出口总压力大小，并将压力信号转换为电信号传递给控制系统，从而实现测压功能。当气流不稳定时，不同的台阶孔可使气流平稳过渡，进而将气流引入受感部中，实现不同来流角度的精确测量。
进一步地，所述球窝结构的大小为SΦ＝3～4mm。
进一步地，支杆和支杆转接件通过焊接连接在一起。
另外，在支杆转接件的所述另一端，设置有可调安装接口，从而可根据实际涡轮出口尺寸匹配性调整安装尺寸，适用于测定不同的航空发动机涡轮出口总压。
本发明的单点测压受感部装置材料选用高温合金，可在900℃左右的环境下工作，气流进口设计为双球窝结构，当气流不稳定时，可使气流平稳过渡，进而将气流引入受感部中，可在不同来流角度下精确测量，从而在高温环境下实现对航空发动机涡轮出口总压的精准测量。同时具有良好的机加工艺性，结构简单，制造成本降低。
附图说明
图1是图解说明按照本发明的单点测压受感部装置的结构的局部剖视图；
图2是图解说明按照本发明的单点测压受感部装置的工作原理的示图。
具体实施方式
下面参考附图，结合具体实施方式，进一步说明本发明的单点测压受感部装置。
图1图解说明按照本发明的单点测压受感部装置的结构。如图所示，本发明的单点测压受感部装置包括一端封闭的中空支杆1，和中空的支杆转接件2，支杆1和支杆转接件2都采用可在900℃左右的环境下工作的高温合金材料构成，在本实施方式中，高温合金材料为GH3044高温合金。不过，也可选用其他高温合金材料，只要该高温合金材料耐受900℃左右的高温，并且机加工艺性良好即可。支杆1和支杆转接件2中空部分连通地固定连接在一起，所述固定方式优选焊接方式。支杆1为封闭端直径较小的2级阶梯结构，支杆1的中空部分为同样的2级阶梯结构。在支杆1直径不同的台阶处，分别设置有一个球窝结构的气流进口，所述气流进口与支杆1的中空部分连通，球窝的大小设计为球体直径SΦ＝3～4mm。支杆转接件2的未与支杆1相连的另一端设置有气流出口。
另外，在支杆转接件2的所述另一端，可设置可调安装接口3，从而可根据实际涡轮出口尺寸匹配性调整安装尺寸，适用于测定不同的航空发动机涡轮出口总压。可调安装接口3可固定在支杆转接件2上，进一步地，可调安装接口3可以与支杆转接件2是一体的。
图2图解说明按照本发明的单点测压受感部装置的工作原理。如图2所示，本发明的单点测压受感部装置的高温合金支杆与支杆转接件采用焊接方式连接，支杆采用阶梯结构，在支杆不同直径的台阶上设计有2处球窝结构的气流进口，当气流不稳定时，可使气流在不同的台阶孔上平稳过渡，进而将气流引入到受感部中，可实现不同来流角度的精确测量。测压受感部装置的测压接口端(即，支杆转接件2作为气流出口的另一端)安装外部的压力传感器，压力传感器感受发动机涡轮出口总压力大小，并将压力信号转换为电信号传递给控制系统，从而实现测压功能。
对按上述结构制备的试验件进行了风洞校准试验，验证本发明的单点测压受感部装置在不同来流角度下实现精确测量的可行性。具体试验数据如下：
通过试验验证，本发明的单点测压受感部装置在不同试验状态下的测压精度都在精度要求的范围内。例如，在马赫数Ma＝0.6的状态下，当气流进口角度在-10°～10°之间变化时，测压精度均在要求的0.5％以内；当气流进口角度在-15°～15°之间变化时，测压精度均在要求的1％以内。通过数据可知，在不同的来流角度范围内，本发明的单点测压受感部装置可使测压精度相对稳定。本发明的单点测压受感部装置已在航空发动机上得到验证。

Claims (4)

1.一种耐高温的单点测压受感部装置，包括一端封闭的中空支杆(1)，和中空的支杆转接件(2)，所述支杆(1)和支杆转接件(2)中空部分连通地固定连接在一起，所述支杆(1)为封闭端直径较小的两级阶梯结构，支杆(1)的中空部分为同样的两级阶梯结构，在支杆(1)的直径不同的台阶处，分别设置有一个球窝结构的气流进口，所述气流进口与支杆(1)的中空部分连通，所述支杆转接件(2)的未与支杆(1)相连的另一端设置有气流出口，其中，支杆(1)和支杆转接件(2)都由可在900℃左右环境下工作的高温合金材料构成。
2.按照权利要求1所述的单点测压受感部装置，其中所述球窝结构的大小为SΦ＝3～4mm。
3.按照权利要求1或2所述的单点测压受感部装置，其中支杆(1)和支杆转接件(2)通过焊接连接在一起。
4.按照权利要求1所述的单点测压受感部装置，其中支杆转接件(2)的所述另一端，设置有可调安装接口(3)。
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