CN108254033B - 一种用于航空发动机密封试验的泄漏气体质量流量测量装置 - Google Patents

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    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/86—Indirect mass flowmeters, e.g. measuring volume flow and density, temperature or pressure

Abstract

本发明属于试验装置设计技术，具体涉及一种用于航空发动机密封试验的泄漏气体质量流量测量装置。一种用于航空发动机密封试验的泄漏气体质量流量测量装置包括水箱2、气体收集筒12、磁致伸缩液位传感器3、集气筒放气电磁阀4、铠装热电偶8、常闭电磁阀14、常开电磁阀17、计时器24。其中，常闭电磁阀14、与常开电磁阀17构成了电磁阀组，主要用于控制泄漏空气的流向。本发明能够高效满足航空发动机密封试验的泄漏气体质量流量测量需求，可准确获知密封装置的密封能力。这种新型实用结构简单，对零件的材料无特殊要求，安装维护方便。

Description

一种用于航空发动机密封试验的泄漏气体质量流量测量装置
技术领域
本发明属于测量装置构建技术，具体涉及到一种用于航空发动机密封试验的泄漏气体质量流量测量装置。
背景技术
先进密封技术对航空发动机诸多性能(如燃油消耗率、飞行成本、推重比、发动机及其部件寿命等方面)起着关键性的作用，尤其是气路密封，直接影响发动机增压比和效率的提高。
目前，航空发动机密封技术的理论知识上不充分，设计经验还很欠缺，密封装置的设计需要大量的试验来验证，通过试验来验证密封效果，从而促进对密封结构的优化改进。但是航空发动机密封装置的泄漏量相对较小，目前尚无适合这一量程的质量流量计。同时密封装置在工作中会带有少量油雾，油雾随着泄漏气体一起排出，直接影响了质量流量计的测量精度。因此需要一种装置可以直接而准确的测量航空发动机密封试验的泄漏气体质量流量。在本发明用于航空发动机密封试验的泄露气体质量流量测量装置出现之前，国内外尚无相关专门装置对这一类型的试验进行泄漏气体质量流量的直接测量。
密封试验的泄漏气体质量流量测量装置结构简单，测量装置的构建主要包含泄漏气体收集、收集时间获取、集气筒内压力测量、收集气体温度测量、气体体积测量、数据获取六个方面。
发明内容
本发明的目的是：
提供了一种用于航空发动机密封试验的泄漏气体质量流量测量装置，有效解决这类试验因泄漏气体质量流量小、带有油雾而无法测量的问题。
本发明的技术方案是：
本发明的有益效果是：
1)本发明采用排水取气的容积法测量泄漏气体的质量流量，解决了小流量和含有油雾的气体使用质量流量计难以测量的问题；采用磁致伸缩液位计测量液位的变化，避免了人工测量液位产生的误差。
2)本发明采用电磁阀远程控制集气筒收集气体后的放气，避免了手动球阀现场操作的安全隐患；采用电磁阀组远程控制泄漏气体的流向，实现了气体流向的切换同步性。
4)本发明将控制气体流向的电磁阀组与计时器的通电进行关联。有效保证了气体收集时计时的精确性。
5)本发明应用范围广，既可用于航空发动机圆周密封、端面密封、轴间密封等各类密封试验，还可以和标准容器组合使用，对其它液位传感器进行标定。
附图说明
图1为本发明示意图；
图2用于航空发动机密封试验的泄漏气体质量流量测量装置结构示意图；
图3为本发明俯视图；
图4为数据获取阶段；
图5为泄漏气体质量流量测量过程前半部分；
图6为泄漏气体质量流量测量过程后半部分；
其中，1-支架、2-水箱、3-磁致伸缩液位计、4-集气筒放气电磁阀、5-集气筒放气电磁阀接头、6-U型观察窗、7-集气筒放气组件、8-铠装热电偶、9-压板紧固螺栓、10-L型压板、11-热电偶接头、12-集气筒、13-水箱球阀组件、14-常闭电磁阀、15-气管三通组件、16-气管、17-常开电磁阀、18-L型磁致伸缩液位计安装座、19-紧固螺栓、20-集气筒放气接头、21-集气筒进气接头、22-集气筒紧固螺栓、23-集气筒进气管、24-计时器。
具体实施方式
具体实施方式分为结构搭建与测试工作过程两部分进行说明，下面结合附图对本发明进行详细说明：
1.结构搭建
参考图2和图3，图2为用于航空发动机密封试验泄漏气体质量流量测量的装置主视图，图3为用于航空发动机密封试验的泄漏气体质量流量测量装置结构的俯视图。其主要包括集气筒12、水箱2、常闭电磁阀14与常开电磁阀17构成的电磁阀组、集气筒放气电磁阀4、磁致伸缩液位计3、铠装热电偶8及部分气管。集气筒12置于水箱2内部，且低于水箱约300mm，采用常闭电磁阀14与常开电磁阀17构成的电磁阀组对集气筒12的通气进行控制，计时器24与常闭电磁阀14关联，获取气体收集时间。利用磁致伸缩液位传感器3测量气体收集过程中水箱2的液位变化，利用温度铠装热电偶8测量集气筒12内的气体温度。
参考图2和图3，所述水箱2包含压板紧固螺栓9、L型压板10、水箱球阀组件13、L型液位传感器安装座18“U”观察窗6。所述L型压板10与所述水箱2之间的固定利用紧固螺栓9实现。所述水箱球阀组件13置于水箱2的底部。所述L型液位传感器安装座18安装于水箱2的内壁，且位于水箱2的上端。L型液位传感器安装座18安装于水箱2两者之间的固定利用紧固螺栓19实现。所述U观察窗6由有机玻璃与紧固螺栓组成，螺栓孔的密封由密封圈实现。
所述集气筒12底部为敞开式，采用四点支撑置于水箱2中，且低于水箱2约300mm。集气筒12包含热电偶接头11、集气筒放气接头20、集气筒进气接头21、集气筒紧固螺栓22。集气筒12顶部布置3个孔，用于焊接热电偶接头11、集气筒放气接头20、集气筒进气接头21。所述集气筒紧固螺栓22一端焊接于集气筒12顶部，一端与L型压板10的压板部之间紧固。所述集气筒放气接头20一端焊接于集气筒12顶部，一端与集气筒放气组件7相连。
所述集气筒进气接头21焊接于集气筒2顶部。集气筒进气管23一端与集气筒进气接头21相连，一端与常闭电磁阀14相连。所述常闭电磁阀14与常开电磁阀17组成了电磁阀组，这一电磁阀组有效的控制了泄漏气体的流向。所述常闭电磁阀14与常开电磁阀17之间用气管16连接。所述集气筒进气管23与气管16两者之间用三通15连接，密封采用球形接头与压紧螺母的形式。
参考图2和图3，所述磁致伸缩液位计3安装于L型液位传感器安装座18上。所述铠装热电偶8安装于热电偶接头11上面。
参考图4，数据获取阶段包含测试传感器25、模拟量采集模块26、通讯模块27、工作计算机28。所述测试传感器25包含铠装热电偶8、磁致伸缩液位计3、计时器24。所述模拟量采集模块26用于前端数据采集，采集后的数据通过串行通讯模块27将实时数据传入工作计算机28进行显存储及分析。所述测试传感器25、模拟量采集模块26、通讯模块27这三者之间采用普通测试线缆进行串联。所述通讯模块27与工作计算机28之间采用RS232进行通讯。
2.泄漏空气质量流量测量过程
泄漏气体质量流量测量过程如图5和图6所示。泄漏气体在整个测试过程中属于连续气体，测试过程中泄漏情况相同。测量前，常开电磁阀17和常闭电磁阀14均不通电，此时常开电磁阀17处于打开状态，常闭电磁阀14处于关闭状态，前端泄漏气体随着常开电磁阀17及其管道排空。测量时，常开电磁阀17和常闭电磁阀14同时通电，此时常开电磁阀17处于关闭状态，常闭电磁阀14处于打开状态。泄漏气体的流向被电磁阀组改变而进入集气筒12。随着集气筒12内气体的不断增加，出现了图6所示测量中的现象。测量完成后，通过放气电磁阀4放气，水箱2和集气筒12的液位又回到了图5所示测量前的情况。在测量过程中始终有：水箱2中的液位上升，集气筒12的液位下降，水箱2中液位上升的体积就是集气筒2液位下降的体积，即收集气体的体积。这一体积与磁致伸缩液位计3测得液位上升高度和水箱2的底面积相关。集气筒12中的气体压力则与水箱2上升的液位和集气筒12下降的液位形成的液位差△H相关。所述集气筒12下降的液位与集气筒12收集气体的体积和集气筒12的底面积相关。集气筒12中的气体温度T则由铠装热电偶8测出。计时器和电磁阀组的通断保持一致，用来获取气体收集时间。至此，可以通过公式1)、2)、3)计算泄漏气体的质量流量：
P*＝Patm+ΔH×9.8………………………………(1)
Figure BDA0001530482300000041
Figure BDA0001530482300000042
式中：P*为排水取气装置中的空气压力；Patm为当地大气压；ΔH为水箱与集气筒之间的液位差；ρ*为集气筒中的空气密度；ρatm为标准状态下的空气密度；T为集气筒中的空气温度；PB为标准状态下空气压力；V为集气筒空气的体积；t为气体收集时间；Qm为泄漏气体质量流量。

Claims (3)

1.一种用于航空发动机密封试验的泄漏气体质量流量测量装置，其特征在于，包括集气筒(12)、水箱(2)、常闭电磁阀(14)与常开电磁阀(17)构成的电磁阀组、磁致伸缩液位计(3)、铠装热电偶(8)、计时器(24)，集气筒(12)置于水箱(2)内部，所述集气筒(12)下部开口，与水箱(2)底面采用四点支撑，所述集气筒(12)上表面密封，且低于水箱(2)上表面，常闭电磁阀(14)一端连接密封试验装置，一端连接集气筒(12)，常开电磁阀(17)一端连接密封试验装置与常闭电磁阀(14)，另一端连接大气，通电后常开电磁阀(17)关闭，常闭电磁阀(14)打开，泄漏气体流入集气筒(12)；计时器(24)与常闭电磁阀(14)关联，获取气体收集时间；磁致伸缩液位计(3)垂直置于水箱(2)内，测量气体收集过程中水箱(2)的液位变化；铠装热电偶(8)置于集气筒(12)上部，测量集气筒(12)内的气体温度；还包括集气筒放气电磁阀(4)，所述集气筒放气电磁阀(4)位于集气筒(12)上部，集气筒(12)集气时所述集气筒放气电磁阀(4)关闭，集气筒(12)放气时所述集气筒放气电磁阀(4)打开；还包括L型压板(10)，所述L型压板(10)的连接部连接在水箱(2)侧壁内侧，压板部连接集气筒(12)顶部；
本装置按照下述公式计算泄漏气体的质量流量：
P*＝Patm+ΔH×9.8..............................(1)
Figure FDA0002421996630000011
Figure FDA0002421996630000012
其中，P*为排水取气装置中的空气压力；Patm为当地大气压；ΔH为水箱与集气筒之间的液位差；ρ*为集气筒中的空气密度；ρatm为标准状态下的空气密度；T为集气筒中的空气温度；PB为标准状态下空气压力；V为集气筒空气的体积；t为气体收集时间；Qm为泄漏气体质量流量。
2.根据权利要求1所述的一种用于航空发动机密封试验的泄漏气体质量流量测量装置，其特征在于，还包括U型观察窗(6)，所述U型观察窗(6)位于水箱(2)侧壁上方，用于观察水箱(2)内液位。
3.根据权利要求1所述的一种用于航空发动机密封试验的泄漏气体质量流量测量装置，其特征在于，还包括模拟量采集模块(26)、通讯模块(27)、工作计算机(28)，所述模拟量采集模块(26)采集铠装热电偶(8)、磁致伸缩液位计(3)、计时器(24)获取的数据，采集后的数据通过串行通讯模块(27)将实时数据传入工作计算机(28)进行显存储及分析。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113294142B (zh) * 2021-07-12 2022-07-15 中煤科工集团重庆研究院有限公司 富含水、高瓦斯压力煤层的钻孔瓦斯流量测量装置及方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2901423B1 (fr) * 2006-05-19 2010-11-26 Hispano Suiza Sa Harnais electrique blinde,en particulier pour moteur d'avion
CN100383497C (zh) * 2006-06-07 2008-04-23 李学哲 多功能发气量测定仪
CN102042942A (zh) * 2010-07-01 2011-05-04 青岛海洋地质研究所 天然气水合物储气量测定的实验装置
CN102288238A (zh) * 2011-07-22 2011-12-21 中国科学院广州地球化学研究所 用于测量陆地泥火山纯气体渗漏系统的原位气体流量测量装置
CN104677777B (zh) * 2013-11-29 2017-10-27 中国石油化工股份有限公司 岩石残余含气量测试装置及其测试方法
CN106066198B (zh) * 2016-07-01 2022-11-15 环境保护部南京环境科学研究所 一种测定集气袋中沼气体积的简易装置及测定方法
CN107340101B (zh) * 2017-07-03 2020-09-11 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 一种密封装置气体微泄漏检测装置及方法

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