CN109752188A - 一种用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段 - Google Patents

Abstract

本申请属于主燃烧室点火性能试验领域，特别涉及一种用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段。包括：冷却腔体(2)以及供水环管(3)。所述冷却腔体(2)上套设有水冷套，所述水冷套设置有水冷套出水口(4)和水冷套进水口(9)，所述冷却腔体(2)上设置有两个以上喷嘴；所述供水环管(3)通过支撑杆(11)同轴套设在所述冷却腔体(2)的外侧，所述供水环管(3)设置有与所述喷嘴相适配的分流软管(10)，所述分流软管(10)能够与所述喷嘴连接，所述供水环管(3)还设置有供水环管进水口(8)。本申请的用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段，喷水量可调，能够提高冷却效果，延长使用寿命。

Description

一种用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段

技术领域

本申请属于主燃烧室点火性能试验领域，特别涉及一种用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段。

背景技术

航空发动机的研制需要大量部件试验的支撑，主燃烧室点火/熄火试验是重要的部件试验之一。进行主燃烧室点火/熄火试验时，试验件出口燃气具有高温的特点，从节省试验器排气系统的材料成本、降低排气系统设计难度、确保试验安全等方面考虑，需要及时对高温排气进行降温。因此，需要设计一个排气冷却段，安装在试验件出口与试验器排气系统之间，既要满足排气要求，又不影响试验结果的准确性。现有方案为插入式离心喷嘴喷水冷却，喷嘴与喷水杆安装在排气流道中，在水压不变的情况下，喷水量不变。

现有的插入式离心喷嘴喷水冷却方案，喷嘴采用三个同轴的简单离心式喷嘴，缺点如下：

1、三个喷水流路互相影响，导致喷嘴的喷水量在来水压力一定的情况下不能调节；

2、喷嘴喷水位置单一，喷嘴的雾化效果较差，喷出的水不能与高温燃气充分混合，冷却效果受到影响；

3、喷嘴为一体化设计，如果有一部分损坏，则整个喷水装置都需要更换，增加了维护成本和维护周期；

4、喷水杆和喷嘴插入流道中，处在排气温度最高的位置工作，严重影响喷水装置的使用寿命，同时对试验件排气流场有一定的影响。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供了一种用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段，以解决现有技术存在的至少一个问题。

本申请的技术方案是：

一种用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段，包括：

冷却腔体，所述冷却腔体上套设有水冷套，所述水冷套设置有水冷套出水口和水冷套进水口，所述冷却腔体上设置有两个以上喷嘴；

供水环管，所述供水环管通过支撑杆同轴套设在所述冷却腔体的外侧，所述供水环管设置有与所述喷嘴相适配的分流软管，所述分流软管能够与所述喷嘴连接，所述供水环管还设置有供水环管进水口。

可选地，所述冷却腔体的一端设置有前安装法兰，另一端设置有后安装法兰。

可选地，所述喷嘴通过喷嘴安装座安装在所述冷却腔体上，所述喷嘴与所述喷嘴安装座通过螺纹连接。

可选地，所述喷嘴包括大流量喷嘴和小流量喷嘴。

可选地，所述喷嘴在所述冷却腔体上沿周向设置三组，第一组喷嘴包括2个所述小流量喷嘴，第二组喷嘴包括3个所述大流量喷嘴，第三组喷嘴包括3个所述大流量喷嘴。

可选地，所述喷嘴在所述冷却腔体上沿周向均匀布置。

可选地，所述供水环管包括三个，三个所述供水环管分别与三组所述喷嘴相对应，第一个所述供水环管上设置有2个所述分流软管，第二个所述供水环管上设置有3个所述分流软管，第三个所述供水环管上设置有3个所述分流软管。

可选地，每个所述供水环管均通过两个所述支撑杆与所述冷却腔体连接。

可选地，所述喷嘴配置有喷嘴堵盖。

可选地，所述分流软管配置有分流软管堵盖。

发明至少存在以下有益技术效果：

本申请的用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段，喷水量可调，能够提高冷却效果，延长使用寿命。

附图说明

图1是本申请一个实施方式的用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段示意图；

图2是本申请另一个实施方式的用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段示意图；

图3是本申请一个实施方式的用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段喷嘴的安装示意图。

其中：

1-安装法兰；2-冷却腔体；3-供水环管；4-水冷套出水口；5-后安装法兰；6-大流量喷嘴；7-小流量喷嘴；8-供水环管进水口；9-水冷套进水口；10-分流软管；11-支撑杆；12-喷嘴堵盖；13-分流软管堵盖；14-喷嘴安装座。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，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，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请保护范围的限制。

下面结合附图1至图3对本申请做进一步详细说明。

本申请提供了一种用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段，包括：冷却腔体2以及供水环管3。

具体的，冷却腔体2上套设有水冷套，水冷套设置有水冷套出水口4和水冷套进水口9，冷却腔体2上设置有两个以上喷嘴；供水环管3通过支撑杆11同轴套设在冷却腔体2的外侧，供水环管3设置有与喷嘴相适配的分流软管10，分流软管10能够与喷嘴连接，供水环管3还设置有供水环管进水口8。

在本申请中，冷却腔体2的一端设置有前安装法兰1，另一端设置有后安装法兰5，前安装法兰1用于与试验件的后测量段连接，后安装法兰5用于与设备的排气管道连接。

在本申请中，喷嘴安装在冷却腔体2上，冷却腔体2壁面处燃气温度较管道中心温度低，且冷却腔体2壁面为水冷套结构，喷嘴安装在水冷套之间，起到了一定的冷却效果，该结构大大改善了喷嘴结构的工作环境，延长了喷嘴结构的使用寿命，同时，喷嘴的布置位置，也减小了对排气气流的扰动。本实施例中，优选喷嘴通过喷嘴安装座14安装在冷却腔体2上，喷嘴与喷嘴安装座14通过螺纹连接，使喷嘴可随意拆装，达到维护方便、维护成本低的要求。在本申请的一个实施方式中，针对试验的供水压力设计两种喷水量的喷嘴，大流量喷嘴6和小流量喷嘴7，喷嘴在该供水压力下可达到理想的雾化效果。

在本申请中，供水环管3均通过两个支撑杆11与冷却腔体2连接，供水环管3采用绕冷却腔体2一周的环管形式，满足出口冷却段的周向喷水需求，供水环管3与喷嘴间采用分流软管10连接，方便喷水系统的拆装和维护。

本申请的用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段中，喷嘴与分流软管10相适配，均可设置多个。在本申请的一个实施方式中，喷嘴在冷却腔体2上沿周向均匀设置三组，第一组喷嘴包括2个小流量喷嘴7，第二组喷嘴包括3个大流量喷嘴6，第三组喷嘴包括3个大流量喷嘴6；供水环管3包括三个，三个供水环管3分别与三组喷嘴相对应，第一个供水环管3上设置有2个分流软管10，第二个供水环管3上设置有3个分流软管10，第三个供水环管3上设置有3个分流软管10。

本申请的用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段，根据试验状态计算所需的冷却喷水量，确定需要的喷嘴数量以及每个状态需要的喷嘴的排列组合方法，由此实现在喷水压力不变的情况下，喷嘴喷出与试验状态匹配的喷水量；根据试验状态计算确定喷嘴数量后，按照参与工作的喷嘴均匀对称安装的原则与对应的供水分流软管10连接，将不用的喷嘴用喷嘴堵盖12堵上，将不用的分流软管10用分流软管堵盖13堵上，喷嘴的布置方式使雾化后的喷水与燃气混合充分，以达到最好的冷却效果。

本申请的用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段，在试验前，将前安装法兰1与试验件的后测量段连接，后安装法兰5与设备的排气管道连接，水冷套的进水口9以及供水环管的进水口8分别与低压冷却水的供水分管路连接，水冷套的出水口4与低压冷却水的回水口连接，打开水冷套的供水，使水冷套内部的冷却水处于循环冷却状态。

试验开始后，高温燃气从试验件后测量段流入燃气与水的混合冷却腔体2中，试验人员根据试验状态开启对应的喷嘴进行喷水，雾化后的水雾与高温燃气充分混合降温后排出。在使用过程中如果出现喷嘴损坏的现象，可以随时用备件进行替换，维护效率大大提高，维护成本大大降低。

本申请的用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段，在来水压力不变的情况下，可对喷水量进行调节；通过供水环管进行环向对称供水、喷水结构，使冷却水与高温燃气均匀充分接触，以最少的喷水量达到要求的冷却效果；喷嘴可从出口冷却段上任意拆装，达到维护方便、维护成本最低的效果；喷嘴安装在出口冷却段壁面上，使其脱离恶劣的工作环境，延长使用寿命，又不影响试验件排气流场。本申请喷水量可调，节约能源，也更环保，同时防止管道内积水，起到保护设备的作用，维护方便，大大降低了维护保养的成本，缩短了维护周期。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段，其特征在于，包括：

冷却腔体(2)，所述冷却腔体(2)上套设有水冷套，所述水冷套设置有水冷套出水口(4)和水冷套进水口(9)，所述冷却腔体(2)上设置有两个以上喷嘴；

供水环管(3)，所述供水环管(3)通过支撑杆(11)同轴套设在所述冷却腔体(2)的外侧，所述供水环管(3)设置有与所述喷嘴相适配的分流软管(10)，所述分流软管(10)能够与所述喷嘴连接，所述供水环管(3)还设置有供水环管进水口(8)。

2.根据权利要求1所述的用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段，其特征在于，所述冷却腔体(2)的一端设置有前安装法兰(1)，另一端设置有后安装法兰(5)。

3.根据权利要求1所述的用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段，其特征在于，所述喷嘴通过喷嘴安装座(14)安装在所述冷却腔体(2)上，所述喷嘴与所述喷嘴安装座(14)通过螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段，其特征在于，所述喷嘴包括大流量喷嘴(6)和小流量喷嘴(7)。

5.根据权利要求4所述的用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段，其特征在于，所述喷嘴在所述冷却腔体(2)上沿周向设置三组，第一组喷嘴包括2个所述小流量喷嘴(7)，第二组喷嘴包括3个所述大流量喷嘴(6)，第三组喷嘴包括3个所述大流量喷嘴(6)。

6.根据权利要求5所述的用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段，其特征在于，所述喷嘴在所述冷却腔体(2)上沿周向均匀布置。

7.根据权利要求6所述的用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段，其特征在于，所述供水环管(3)包括三个，三个所述供水环管(3)分别与三组所述喷嘴相对应，第一个所述供水环管(3)上设置有2个所述分流软管(10)，第二个所述供水环管(3)上设置有3个所述分流软管(10)，第三个所述供水环管(3)上设置有3个所述分流软管(10)。

8.根据权利要求7所述的用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段，其特征在于，每个所述供水环管(3)均通过两个所述支撑杆(11)与所述冷却腔体(2)连接。

9.根据权利要求1所述的用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段，其特征在于，所述喷嘴配置有喷嘴堵盖(12)。

10.根据权利要求1所述的用于主燃烧室点火性能试验的出口冷却段，其特征在于，所述分流软管(10)配置有分流软管堵盖(13)。