CN109342070A - 燃油喷嘴喷雾锥角自动测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于航空发动机技术领域，公开一种燃油喷嘴喷雾锥角自动测量装置，包括喷雾室，喷雾室的第一开口端设有用于安装燃油喷嘴的夹具、第二开口端为回油孔，夹具可使被测燃油喷嘴处于第一开口端的中心，喷雾室第一开口端侧壁上设有至少两个通孔，至少有一个通孔的设置位置为可窥探燃油喷嘴喷出燃油形成的锥角整体情况，通孔处设有用于拍摄锥角的CCD相机，喷雾室侧壁上还设有多个可照亮喷雾锥角处的光源。夹具可确保燃油喷嘴处于喷雾室第一开口端中心，通过至少两台CCD相机对喷嘴喷雾锥角进行多方位测量，燃油喷嘴喷雾不会受外力干扰，可确保测量精准度。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机技术领域，具体地，涉及一种燃油喷嘴喷雾锥角自动测量装置。
背景技术
在航空发动机燃油喷嘴性能试验中，需要对喷嘴喷雾锥角进行测量。目前，对喷雾锥角的测量一般采用手动的机械刻度式方法，这种方法需要人工肉眼判断，精度较差，自动化程度低。当然，也存在自动测量方法，通过设置相机拍摄喷雾锥角，其只设置了一个相机，而将装夹燃油喷嘴的夹具设置成可升降或可旋转的，以便该相机能多方位拍摄喷雾锥角，众所周知，燃油喷嘴喷出的燃油为喷雾状，容易被某些因素影响而改变原有的走向，而燃油喷嘴在被动发生升降或旋转时，其喷雾锥角即很有可能被迫发生了改变，此时相机拍摄的锥角已不能真实的反映燃油喷嘴的真实性能。
发明内容
本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、适用性强、能真实反映燃油喷嘴性能的喷雾锥角自动测量装置。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种燃油喷嘴喷雾锥角自动测量装置，包括喷雾室，喷雾室的第一开口端设有用于安装燃油喷嘴的夹具、第二开口端为回油孔，夹具可使被测燃油喷嘴处于第一开口端的中心，喷雾室第一开口端侧壁上设有至少两个通孔，至少有一个通孔的设置位置为可窥探燃油喷嘴喷出燃油形成的锥角整体情况，通孔处设有用于拍摄锥角的CCD相机，喷雾室侧壁上还设有多个可照亮喷雾锥角处的光源。
进一步地，通孔为两个，两个通孔呈90度夹角布置。
更进一步地，喷雾室在与通孔相对位置的侧壁上安装有暗室，暗室与喷雾室相通，暗室内壁为黑色。
更进一步地，通孔处还设有聚光筒为CCD相机拍摄时提供聚光作用。
进一步地，光源在喷雾室侧壁上均布。
进一步地，喷雾室中段部分侧壁上还设有通风口。
更进一步地，夹具为单个喷嘴夹具，夹具包括与第一开口端适配安装的圆盘和设于圆盘中心的喷嘴安装孔，圆盘和喷嘴安装孔之间通过多根肋板连接。
再进一步地，暗室由上半部和下半部拼合而成，上半部设于夹具圆盘外周。
进一步地，夹具为总管喷嘴夹具，夹具包括与第一开口端适配安装的具有开口段的圆弧盘、设于开口段两端处的总管喷嘴安装盘及设于总管喷嘴安装盘下方的流道，喷雾室在开口段处具有缺口，缺口侧壁与流道外壁之间通过竖直嵌插部件连接，总管喷嘴安装盘与流道可拆卸连接，总管喷嘴安装盘上位于喷雾室第一开口端中心的喷嘴安装孔处于流道外侧，流道用于引流总管喷嘴安装盘上除第一开口端中心燃油喷嘴以外的燃油喷嘴喷出的燃油，靠近第一开口端中心燃油喷嘴处的流道壁呈大于喷嘴喷雾锥角的倾斜锥角结构或弧状结构。
更进一步地，暗室由上半部和下半部拼合而成，上半部设于夹具流道外周。
进一步地，喷雾室内部还设有过滤器。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1）夹具可确保燃油喷嘴处于喷雾室第一开口端中心，通过至少两台CCD相机对喷嘴喷雾锥角进行多方位测量，燃油喷嘴喷雾不会受外力干扰，可确保测量精准度；
2）两个CCD相机呈90度夹角布置，在测量准备阶段，可通过在夹具上安装燃油喷嘴模具来对CCD相机的安装位置进行校正，以确保后续锥角测量精度；
3）适用性强，既可测试单个燃油喷嘴，也可对具有多个燃油喷嘴的燃油总管进行试验；
4）在进行燃油总管喷嘴喷雾锥角测量时，总管喷嘴夹具的流道可及时引流非试验状态下燃油喷嘴喷出的燃油，不会对被测燃油喷嘴的喷射产生干涉；总管喷嘴试验件可通过上提来脱离总管喷嘴安装盘，随后总管喷嘴试验件旋转一定角度，使需要测试的燃油喷嘴处于第一开口端中心处，再将总管喷嘴试验件通过快卸夹具固定在总管喷嘴安装盘上，操作简单便利；
5）缺口侧壁与流道外壁之间通过竖直嵌插部件连接，确保换装的单个喷嘴夹具或总管喷嘴夹具与喷雾室第一开口端密封。
6）喷雾室内部设置的过滤器，其结构具有S形过滤路径，悬浮喷雾在过滤器内慢慢行走过滤，可加速其变成液滴下落，同时还可避免过多燃油被抽取至通风口管道内。
附图说明
图1为实施例1所述的燃油喷嘴喷雾锥角自动测量装置的立体结构图；
图2为图1中喷雾室第一开口端处的局部视图（含夹具）；
图3为图1中喷雾室第一开口端处的局部视图（不含夹具）；
图4为实施例1所述的夹具的结构示意图；
图5为实施例1所述的燃油喷嘴喷雾锥角自动测量装置的剖视图；
图6为实施例2所述的燃油喷嘴喷雾锥角自动测量装置的立体结构图；
图7为图5中喷雾室第一开口端处的局部视图（含夹具）；
图8为实施例2所述的夹具的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例1
提供一种燃油喷嘴喷雾锥角自动测量装置，如图1和图2所示，其包括喷雾室1，喷雾室的第一开口端设有用于安装燃油喷嘴的夹具2、第二开口端为回油孔3，夹具2可使被测燃油喷嘴处于第一开口端的中心，喷雾室1第一开口端侧壁上设有两个通孔11，其中一个通孔的设置位置为可窥探燃油喷嘴喷出燃油形成的锥角整体情况，通孔11处设有用于拍摄锥角的CCD相机4，喷雾室侧壁上还均布有多个透明板12，喷雾室1外壁上在各透明板设置位置处通过支撑结构支撑有可照亮喷雾锥角处的光源5。
夹具2将燃油喷嘴稳定装夹在喷雾室1第一开口端中心，CCD相机4对喷嘴喷雾锥角进行多方位测量，燃油喷嘴喷雾不会发生移动或旋转，锥角不会因外力发生改变，可确保测量精准度。
具体地，为进一步提高测量精确性，本实施例选择将两个通孔11呈90度夹角布置，便于在测量准备阶段，通过在夹具1上安装燃油喷嘴模具来对CCD相机的安装位置进行校正，校正标准为两个CCD相机的焦点均需处在燃油喷嘴模具的中心轴线上且重合。
通孔11处设有聚光筒13为CCD相机拍摄时提供聚光作用，CCD相机也是由设置在喷雾室外壁上的支撑架提供支撑，CCD相机4周围设有保护腔6以防止杂物外物对CCD相机造成破坏等。
为提高CCD相机对锥角的拍摄清晰度，喷雾室1在与通孔相对位置的侧壁上安装有暗室7，暗室7与喷雾室1相通，暗室内壁为黑色。
如图2和图3所示，喷雾室1内设有至少一层整流网14，一来可很好地控制喷雾锥角的形成，二来可防止杂物落入喷雾室内污染燃油。
喷雾室中段部分侧壁上还设有通风口15，通风口管道与主风管管道连通，主风管管道末端连接油雾净化器设备对油雾进行分离。如图5所示，喷雾室内还设有一过滤器17，通风口15与过滤器17的出口接通，过滤器17内部具有S形过滤路径，悬浮喷雾在过滤器内慢慢行走过滤，可加速其变成液滴下落，同时还可避免过多燃油被抽取至通风口外，造成燃油浪费，此外，整流网14的设置还可避免抽风对喷雾锥角造成外力影响。
本实施例的夹具为总管喷嘴夹具，如图2和图4所示，总管喷嘴夹具包括与第一开口端适配安装的具有开口段的圆弧盘21、设于开口段两端处的总管喷嘴安装盘22及设于总管喷嘴安装盘下方的流道23，喷雾室1在开口段处具有缺口16，缺口16侧壁与流道23外壁之间通过竖直嵌插部件8连接，总管喷嘴安装盘22与流道23焊接成一体，总管喷嘴安装盘22上位于喷雾室1第一开口端中心的喷嘴安装孔处于流道23外侧，流道23用于引流总管喷嘴安装盘22上除第一开口端中心燃油喷嘴以外的燃油喷嘴喷出的燃油，靠近第一开口端中心燃油喷嘴处的流道壁呈大于喷嘴喷雾锥角的倾斜锥角结构或弧状结构。
具体地，总管喷嘴试验件可通过上提来脱离总管喷嘴安装盘22，随后总管喷嘴试验件旋转一定角度，使需要测试的燃油喷嘴处于第一开口端中心处，再将总管喷嘴试验件通过快卸夹具固定在总管喷嘴安装盘22上，如此，被测喷嘴处于流道23外侧，流道23可及时引流非测试状态下燃油喷嘴喷出的燃油，不会对被测燃油喷嘴的喷射产生干涉。流道23具有两个燃油出口231，分布在第一开口端中心两侧，流道23底部呈倾斜状，两个燃油出口231处为利于燃油朝下流的倾斜末端，两个燃油出口仍处在喷雾室内整流网14上方，流出的燃油进入喷雾室，不过两个燃油出口的设置位置需保证不在CCD相机的拍摄范围内。
圆弧盘21上对称设有两个把手24便于操作者上提拆卸总管喷嘴夹具。
总管喷嘴安装盘上表面要低于圆弧盘的上表面，否则CCD相机与被测燃油喷嘴高度设置不协调不利于精确拍摄测量。此外，因总管喷嘴安装盘22和流道23是凸出于喷雾室1外周轮廓的，将与暗室7的设置位置发生干涉，为配合总管喷嘴夹具的这种结构设计，本实施例将暗室7设计为由上半部71和下半部72拼合而成，上半部71即固定设于夹具的流道23外周，在安装总管喷嘴安装盘时，上半部即与下半部拼合。
缺口侧壁与流道外壁之间的竖直嵌插部件8具体包括设有缺口侧壁的钩部一81和设于流道外壁的钩部二82，钩部一81朝喷雾室内弯曲，钩部二82与钩部一81适配，此时钩部一和钩部二只能在竖直方向嵌入配合或取出，而无法在水平方向发生连接或脱开可能。
本测量装置还包括计算机处理系统，CCD相机拍摄到的图像可即时传输至计算机处理系统进行处理，得到喷雾锥角大小并保存数据。光源与计算机处理系统电连接，计算机处理系统可根据测试工况及时调整光源亮度。
本实施例中喷雾室直径为900mm，回油孔直径为100mm，通风口直径为250mm，喷雾室和夹具均采用304不锈钢制作。
实施例2
本实施例与实施例1的区别是：试验夹具为单个喷嘴夹具，如图6至8所示，单个喷嘴夹具包括与第一开口端适配安装的圆盘25和设于圆盘中心的喷嘴安装孔26，圆盘和喷嘴安装孔之间通过多根肋板27连接。
为增强喷雾室的通用性，一般地，将喷雾室统一选用为如实施例1所述的喷雾室结构，此时为使得喷雾室也能适于与单个喷嘴夹具装配，需对单个喷嘴夹具作简单的结构改变，此时，单个喷嘴夹具上也需设置部分暗室，即暗室由上半部和下半部拼合而成，上半部固定设于夹具圆盘外周，本实施例的暗室上半部高于实施例1中的暗室上半部。
同样的，本实施例的单个喷嘴夹具与缺口侧壁也采用如实施例1的竖直嵌插部件配合，与实施例1描述对应的钩部二设置在暗室上半部两侧。
本发明的测量装置主要适用于喷雾锥角小于或等于120°的燃油喷嘴的测量。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种燃油喷嘴喷雾锥角自动测量装置，其特征在于，包括喷雾室，喷雾室的第一开口端设有用于安装燃油喷嘴的夹具、第二开口端为回油孔，夹具可使被测燃油喷嘴处于第一开口端的中心，喷雾室第一开口端侧壁上设有至少两个通孔，至少有一个通孔的设置位置为可窥探燃油喷嘴喷出燃油形成的锥角整体情况，通孔处设有用于拍摄锥角的CCD相机，喷雾室侧壁上还设有多个可照亮喷雾锥角处的光源。
2.根据权利要求1所述的燃油喷嘴喷雾锥角自动测量装置，其特征在于，通孔为两个，两个通孔呈90度夹角布置。
3.根据权利要求1或2所述的燃油喷嘴喷雾锥角自动测量装置，其特征在于，喷雾室在与通孔相对位置的侧壁上安装有暗室，暗室与喷雾室相通，暗室内壁为黑色。
4.根据权利要求1或2所述的燃油喷嘴喷雾锥角自动测量装置，其特征在于，通孔处还设有聚光筒为CCD相机拍摄时提供聚光作用。
5.根据权利要求1所述的燃油喷嘴喷雾锥角自动测量装置，其特征在于，光源在喷雾室侧壁上均布。
6.根据权利要求1所述的燃油喷嘴喷雾锥角自动测量装置，其特征在于，喷雾室中段部分侧壁上还设有通风口。
7.根据权利要求3所述的燃油喷嘴喷雾锥角自动测量装置，其特征在于，夹具为单个喷嘴夹具，夹具包括与第一开口端适配安装的圆盘和设于圆盘中心的喷嘴安装孔，圆盘和喷嘴安装孔之间通过多根肋板连接。
8.根据权利要求7所述的燃油喷嘴喷雾锥角自动测量装置，其特征在于，暗室由上半部和下半部拼合而成，上半部设于夹具圆盘外周。
9.根据权利要求3所述的燃油喷嘴喷雾锥角自动测量装置，其特征在于，夹具为总管喷嘴夹具，夹具包括与第一开口端适配安装的具有开口段的圆弧盘、设于开口段两端处的总管喷嘴安装盘及设于总管喷嘴安装盘下方的流道，喷雾室在开口段处具有缺口，缺口侧壁与流道外壁之间通过竖直嵌插部件连接，总管喷嘴安装盘与流道焊接成一体，总管喷嘴安装盘上位于喷雾室第一开口端中心的喷嘴安装孔处于流道外侧，流道用于引流总管喷嘴安装盘上除第一开口端中心燃油喷嘴以外的燃油喷嘴喷出的燃油，靠近第一开口端中心燃油喷嘴处的流道壁呈大于喷嘴喷雾锥角的倾斜锥角结构或弧状结构。
10.根据权利要求9所述的燃油喷嘴喷雾锥角自动测量装置，其特征在于，暗室由上半部和下半部拼合而成，上半部设于夹具流道外周。
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| 郑金保;缪雪龙;洪建海;王先勇;陈希颖;张珂;杨军;: "共轨系统小压力室喷油嘴喷雾特性", 内燃机学报, no. 05, 25 September 2011 (2011-09-25) * |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110361185A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-10-22 | 楼蓝科技(苏州)有限公司 | 一种用于燃气轮机燃油喷嘴的光学测量装置 |
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