CN109799041A - 一种燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测工装，包括用于支撑换热芯体的支撑组件、用于封堵换热芯体的进口端的第一密封堵头、用于封堵换热芯体的出口端的第二密封堵头和用于将换热芯体的进口端与高压气源连通的通气管组件；通气管组件包括通气管体，通气管体的一端与高压气源连通，通气管体的另一端能够密封地穿过第一密封堵头与进口端连通。通过上述气密性检测工装，能够检测到很小的缝隙，大大提升了燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测的准确性，提升了回热器的质量把控的严谨性。

Description

一种燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测工装

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测工装。

背景技术

随着航空发动机动力性的不断提升，航空发动机回热器作为余热回收的重要系统，其回热效果的好坏直接影响发动机的回热效果及其动力性、经济性和可靠性。因此，对高效的航空发动机回热器研制日益得到重视。回热器中包含有大量的换热芯体，其质量的好坏将直接影响回热的效率。

由于换热芯体是由两块波纹板，若干封条和四块导流板焊接而成，其焊接过程中可能存在小缝隙，在通入冷流体的过程中会产生渗漏。目前检测换热芯体质量的方式主要为直接采用肉眼进行视觉观察是否具有明显的缝隙，该种方式在实际应用过程中，对于一些较小的缝隙很难发现，从而导致换热芯体的气密性检测不准确，回热器的质量把控不严谨。

综上所述，如何解决燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测不准确，回热器的质量把控不严谨的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测工装，以解决燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测不准确，回热器的质量把控不严谨的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测工装，包括用于支撑换热芯体的支撑组件、用于封堵所述换热芯体的进口端的第一密封堵头、用于封堵所述换热芯体的出口端的第二密封堵头和用于将所述换热芯体的进口端与高压气源连通的通气管组件；

所述通气管组件包括通气管体，所述通气管体的一端与所述高压气源连通，所述通气管体的另一端能够密封地穿过所述第一密封堵头与所述进口端连通。

优选地，所述支撑组件包括支撑板、定位柱、与所述换热芯体的凹面仿形的第一压板、与所述换热芯体的凸面仿形的第二压板和调节螺母，所述支撑板的中部侧面设置有横向布置的肋板和贯通所述支撑板且靠近所述肋板的顶边布置的通气孔；所述定位柱的始端垂直固定在所述支撑板上且靠近所述支撑板的顶边布置；所述第一压板的上端固定在所述定位柱上，所述第一压板的下端延伸至所述肋板的正上方用于向所述换热芯体的凹面施压以使所述进口端压紧在所述肋板的顶边；所述第二压板的上端自所述定位柱的末端套入所述定位柱且用于支托所述换热芯体的凸面；所述调节螺母与所述定位柱螺纹配合且位于所述第二压板的外侧用于调节所述第二压板与所述第一压板的间距以使所述进口端与所述通气孔正对。

优选地，所述肋板的顶面还设置有用于对所述换热芯体进行横向定位的定位凸台。

优选地，所述第一压板包括用于垂直固定在所述定位柱上的第一平直段和第一渐开线段；所述第二压板包括用于套设在所述定位柱上的第二平直段和第二渐开线段。

优选地，所述通气管体用于穿入所述第一密封堵头的部分为金属管体。

优选地，所述第一密封堵头和所述第二密封堵头均为密封胶带。

优选地，所述支撑板的底部还设置有底板。

优选地，所述底板与所述支撑板为钢板一体弯折成形。

优选地，所述定位柱的数量为多个，且在所述支撑板的横向均匀布置。

优选地，所述通气管组件还包括设置在所述高压气源上的高压气体接头和用于将所述通气管体与所述高压气体接头连接的接头组件，所述接头组件包括接头螺母和密封接头体；

所述接头螺母的一端为盲端，所述接头螺母的另一端为开放端，且所述盲端的中心开设有用于通气管体穿入的中通孔，所述开放端与所述高压气体接头对应侧的外螺纹连接，且所述高压气体接头对应所述开放端的一侧接口为锥形面接口，所述密封接头体的一端与所述锥形面接口相适配，所述密封接头体的另一端与所述盲端相抵，且所述密封接头体的内部设置有贯通的通气管道，所述通气管道用于连通所述中通孔和所述高压气体接头。

相比于背景技术介绍内容，上述燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测工装，包括用于支撑换热芯体的支撑组件、用于封堵换热芯体的进口端的第一密封堵头、用于封堵换热芯体的出口端的第二密封堵头和用于将换热芯体的进口端与高压气源连通的通气管组件；通气管组件包括通气管体，通气管体的一端与高压气源连通，通气管体的另一端能够密封地穿过第一密封堵头与进口端连通。该气密性检测工装，在实际使用过程中，通过通气管体配合第一密封堵头将高压气源与待检测的换热芯体连通，由于通气管体能够密封地穿过第一密封堵头与换热芯体的进口端连通，而第二密封堵头将换热芯体的出口端密封，在高压气源向换热芯体通入高压气体后，可以将支撑组件连同换热芯体一同放入对应的测试液体中进行检测，观察是否有气泡发生，又或者是预先在换热芯体表面涂抹气密检测溶液，又或者是直接听声音或者人为手动感测是否有漏气，即可轻松发现换热芯体上是否具有缝隙，并且即便缝隙较小也很容易发现，因此通过上述气密性检测工装，能够检测到很小的缝隙，大大提升了燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测的准确性，提升了回热器的质量把控的严谨性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测工装的整体剖视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的支撑板的结构示意图；

图3为图2的左视结构示意图；

图4为图2的俯视结构示意图；

图5为图2的A部放大结构示意图；

图6为本发明实施例提供的第二压板的结构示意图；

图7为图6的左视结构示意图；

图8为本发明实施例提供的接头螺母的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的密封接头体的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的高压气体接头的结构示意图。

上图1-图10中，

换热芯体1、支撑组件2、支撑板21、肋板210、定位凸台2101、通气孔211、定位柱22、第一压板23、第二压板24、调节螺母25、底板26、通气管组件3、通气管体31、高压气体接头32、接头组件33、接头螺母331、密封接头体332。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测工装，以解决燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测不准确，回热器的质量把控不严谨的问题。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1-图10所示，本发明实施例提供的一种燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测工装，包括用于支撑换热芯体1的支撑组件2、用于封堵换热芯体1的进口端的第一密封堵头、用于封堵换热芯体1的出口端的第二密封堵头和用于将换热芯体1的进口端与高压气源连通的通气管组件3；通气管组件3包括通气管体31，通气管体31的一端与高压气源连通，通气管体31的另一端能够密封地穿过第一密封堵头与进口端连通。

该气密性检测工装，在实际使用过程中，通过通气管体配合第一密封堵头将高压气源与待检测的换热芯体连通，由于通气管体能够密封地穿过第一密封堵头与换热芯体的进口端连通，而第二密封堵头将换热芯体的出口端密封，在高压气源向换热芯体通入高压气体后，可以将支撑组件连同换热芯体一同放入对应的测试液体中进行检测，观察是否有气泡发生，又或者是预先在换热芯体表面涂抹气密检测溶液，又或者是直接听声音或者人为手动感测是否有漏气，即可轻松发现换热芯体上是否具有缝隙，并且即便缝隙较小也很容易发现，因此通过上述气密性检测工装，能够检测到很小的缝隙，大大提升了燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测的准确性，提升了回热器的质量把控的严谨性。

在一些具体的实施方案中，方便通气管体31与换热芯体1的进口端连接，上述支撑组件2的具体结构可以包括支撑板21、定位柱22、与换热芯体1的凹面仿形的第一压板23、与换热芯体1的凸面仿形的第二压板24和调节螺母25，支撑板21的中部侧面设置有横向布置的肋板210和贯通支撑板21且靠近肋板210的顶边布置的通气孔211；定位柱22的始端垂直固定在支撑板21上且靠近支撑板21的顶边布置；第一压板23的上端固定在定位柱22上，第一压板23的下端延伸至肋板210的正上方用于向换热芯体1的凹面施压以使进口端压紧在肋板210的顶边；第二压板24的上端自定位柱22的末端套入定位柱22且用于支托换热芯体1的凸面；调节螺母25与定位柱22螺纹配合且位于第二压板24的外侧用于以支撑板21和肋板210为支撑，将换热芯体1的进口端上的第一密封堵头压紧在正对通气孔的位置。通过上述支撑组件的结构形式，换热芯体被夹持在第一压板和第二压板之间，而换热芯体的进口端设置的第一密封堵头压紧且正对通气孔，这样通过调节螺母的旋动，能够带动第二压板推动换热芯体的上端使其整体朝向支撑板方向压紧，继而能够使得进口端的第一密封堵头压紧在正对通气孔的位置，从而使得通气管体穿过第一密封堵头后伸入换热芯体的进气端更加顺畅和方便，此外通过第一密封堵头压紧在正对通气孔的位置便于实现进口端与通气孔同轴心。同时针对每件换热芯体而言，当需要更换新的换热芯体时，仅需拆卸调节螺母和第二压板，即可更换下一个待测试的换热芯体，然后重新安装上第二压板和调节螺母，调节到位后，即可对该新安装的待测试的换热芯体进行气密性检测，检测非常方便，并且也大大提升了气密性检测的工作效率。

在一些更具体的实施方案中，为了表面放置至肋板210顶面的换热芯体出现横向运动，在肋板210的顶面还设置有用于对换热芯体1进行横向定位的定位凸台2101。当然可以理解的是，上述定位凸台的结构形式仅仅是本发明实施例对于横向定位结构的优选举例而已，实际应用过程中，还可以采用本领域技术人员常用的其他定位结构形式，比如定位销限位的结构形式等。

需要说明的是，本领域技术人员都应该能够理解的是，由于换热芯体1的结构形式一般为截面为渐开线的结构形式，因此其一般具有凹面和凸面。为了方便第一压板23的固定，以及第二压板24的套装，上述第一压板23一般包括用于垂直固定在定位柱22上的第一平直段和第一渐开线段；第二压板24一般包括用于套设在定位柱22上的第二平直段和第二渐开线段。具体为第一平直段和第二平直段上均开设有与定位柱相适配的开孔，第一平直段上的开孔直接与定位柱固定连接，第二平直段上的开孔能够与定位柱发生轴向滑动。

由于通气管体31需要穿过第一密封堵头，因此需要具有一定的坚韧度，一般来说，通气管体31用于穿入第一密封堵头的部分优选为金属管体，比如不锈钢管体。当然可以理解的是，也可以是本领域技术人员常用的其他非金属的坚硬材质，比如陶瓷材质等。另外需要说明的，通气管体31可以是整体均采用金属管体也可以是仅仅用于穿入第一密封堵头的部分为金属管体，实际应用过程中，可以根据实际需求进行选择。

在一些更具体的实施方案中，上述第一密封堵头和第二密封堵头均优选为密封胶带。因为密封胶带更加方便拆卸和布置，并且方便通气管体穿破，操作更加方便快捷。当然可以理解的是，上述密封胶带的结构形式仅仅是本发明实施例对于第一密封堵头和第二密封堵头的优选举例而已，实际应用过程中，还可以是本领域技术人员常用的其他容易穿过的适用于密封的材质，比如橡胶密封塞的结构形式等。

进一步的实施方案中，为了方便支撑组件的放置，上述支撑板21的底部还设置有底板26。并且该底板可以与支撑板为一体式结构，比如底板26与支撑板21为钢板一体弯折成形，又或者是焊接的固定连接方式；也可以是分体是的结构形式，比如螺栓固定的连接方式等。

另外需要说明的是，为了保证第一压板23固定至定位柱22上的稳定性，以及第二压板24在定位柱22上轴向滑动的稳定性，上述定位柱22的数量一般优选为多个，且在支撑板21的横向均匀布置。一般来说，定位柱22的数量优选为2个。

除此之外，需要说明的是，为了保证通气管组件3与高压气源连接的密封性和可靠性，同时也便于拆装换件的便捷性，上述通气管组件3还包括设置在高压气源上的高压气体接头32和用于将通气管体31与高压气体接头32连接的接头组件33，接头组件33包括接头螺母331和密封接头体332；接头螺母331的一端为盲端，接头螺母331的另一端为开放端，且盲端的中心开设有用于通气管体31穿入的中通孔，开放端与高压气体接头32对应侧的外螺纹连接，且高压气体接头32对应开放端的一侧接口为锥形面接口，密封接头体332的一端与锥形面接口相适配，密封接头体332的另一端与盲端相抵，且密封接头体332的内部设置有贯通的通气管道，通气管道用于连通中通孔和高压气体接头32。实际装配过程中，通气管体31因此穿过接头螺母331的盲孔端的中通孔，进入密封接头体的通气管道，然后伸入至高压气体接头的气体腔室内。通过上述接头螺母使得通气管体与高压气体接头连接更加方便快捷，通过密封接头体332的布置，保证了通气管体与高压气体接头连接的密封性。需要说明的是，本领域技术人员都应该能够理解的是，密封接头体为了能够保证通气管体穿过的密封性，密封接头体上的通气管道应该与通气管体的外表面紧密过盈配合，同时依靠密封接头体与高压气体接头的圆锥面接口相适配保证对接的密封性。

为了本领域技术人员更加清楚的理解本申请的技术方案，下面针对某一特定尺寸的换热芯体而言，其所需的气密性检测工装的各部件的具体的结构尺寸进行说明：

实际应用过程中，第一压板、第二压板的尺寸应当与对应的换热芯体的尺寸相对应，比如对于某些型号的换热芯体而言，可以是将第二压板24的第二渐开线段竖直长度为39mm，平直段长度为20mm，板的宽度为100mm，板的宽度为2mm。与定位柱的配合为两个直径为10mm的通孔套设在定位柱上，同时通孔距离板的上沿10mm，距离板的侧边缘20mm；针对第一压板23长100mm，宽100mm，厚度5mm。

支撑板及底板的尺寸也需根据换热芯体的实际尺寸进行选择。比如一般底板的厚度5mm，长100mm，宽50mm。肋板长100mm，宽5mm，高3mm，其下缘距离底板下缘35mm，肋板上的定位凸台距边9mm，长5mm，宽5mm，高3mm。所开的小孔直径1mm，水平方向距离定位凸台8.16mm，竖直方向距离肋板顶面0.66mm。

其中，第一压板23上对应的第一渐开线段的竖直长度为39mm，第一平直段的长度为20mm，板的宽度为100mm，板的宽度为2mm。对应的固定在定位柱上的两个通孔的直径均为10mm，并且通孔距离板的上沿10mm，距离板的侧边缘20mm，同第二压板24。

其中，定位柱22优选为M10六角头螺栓。

其中，调节螺母25优选为M10六角薄螺母。

其中，接头螺母331的外壁为M18的正六角，总长度20mm；一侧端面上的内螺纹直径是螺距1.5mm，螺纹长度15mm；另一侧端面中心有一的通孔。

其中，密封接头体332中心通孔(通气管道)直径两端是角度为30°的密封圆锥面，中间为直径的圆柱。

其中，高压气体接头32呈台阶状的圆柱体直径分别为和和长度分别为17mm，9.6mm，25mm。处外螺纹的外径是螺距1.5mm，螺纹长度15mm；外圆柱端面带有角度为37°的圆锥面。中心是直径为的通孔。外螺纹的外径是螺距1.5mm。中心是直径为的通孔，处的外圆柱端面带有角度为30°的圆锥面。

其中，通气管体31为外径为1mm的金属长圆管。

以上对本发明所提供的燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测工装进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测工装，其特征在于，包括用于支撑换热芯体(1)的支撑组件(2)、用于封堵所述换热芯体(1)的进口端的第一密封堵头、用于封堵所述换热芯体(1)的出口端的第二密封堵头和用于将所述换热芯体(1)的进口端与高压气源连通的通气管组件(3)；

所述通气管组件(3)包括通气管体(31)，所述通气管体(31)的一端与所述高压气源连通，所述通气管体(31)的另一端能够密封地穿过所述第一密封堵头与所述进口端连通。

2.如权利要求1所述的燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测工装，其特征在于，所述支撑组件(2)包括支撑板(21)、定位柱(22)、与所述换热芯体(1)的凹面仿形的第一压板(23)、与所述换热芯体(1)的凸面仿形的第二压板(24)和调节螺母(25)，所述支撑板(21)的中部侧面设置有横向布置的肋板(210)和贯通所述支撑板(21)且靠近所述肋板(210)的顶边布置的通气孔(211)；所述定位柱(22)的始端垂直固定在所述支撑板(21)上且靠近所述支撑板(21)的顶边布置；所述第一压板(23)的上端固定在所述定位柱(22)上，所述第一压板(23)的下端延伸至所述肋板(210)的正上方用于向所述换热芯体(1)的凹面施压以使所述进口端压紧在所述肋板(210)的顶边；所述第二压板(24)的上端自所述定位柱(22)的末端套入所述定位柱(22)且用于支托所述换热芯体(1)的凸面；所述调节螺母(25)与所述定位柱(22)螺纹配合且位于所述第二压板(24)的外侧用于调节所述第二压板(24)与所述第一压板(23)的间距以使所述进口端与所述通气孔正对。

3.如权利要求1所述的燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测工装，其特征在于，所述肋板(210)的顶面还设置有用于对所述换热芯体(1)进行横向定位的定位凸台(2101)。

4.如权利要求1所述的燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测工装，其特征在于，所述第一压板(23)包括用于垂直固定在所述定位柱(22)上的第一平直段和第一渐开线段；所述第二压板(24)包括用于套设在所述定位柱(22)上的第二平直段和第二渐开线段。

5.如权利要求1所述的燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测工装，其特征在于，所述通气管体(31)用于穿入所述第一密封堵头的部分为金属管体。

6.如权利要求1所述的燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测工装，其特征在于，所述第一密封堵头和所述第二密封堵头均为密封胶带。

7.如权利要求1所述的燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测工装，其特征在于，所述支撑板(21)的底部还设置有底板(26)。

8.如权利要求7所述的燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测工装，其特征在于，所述底板(26)与所述支撑板(21)为钢板一体弯折成形。

9.如权利要求1所述的燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测工装，其特征在于，所述定位柱(22)的数量为多个，且在所述支撑板(21)的横向均匀布置。

10.如权利要求1-9中任一项所述的燃气轮机回热器的换热芯体的气密性检测工装，其特征在于，所述通气管组件(3)还包括设置在所述高压气源上的高压气体接头(32)和用于将所述通气管体(31)与所述高压气体接头(32)连接的接头组件(33)，所述接头组件(33)包括接头螺母(331)和密封接头体(332)；

所述接头螺母(331)的一端为盲端，所述接头螺母(331)的另一端为开放端，且所述盲端的中心开设有用于通气管体(31)穿入的中通孔，所述开放端与所述高压气体接头(32)对应侧的外螺纹连接，且所述高压气体接头(32)对应所述开放端的一侧接口为锥形面接口，所述密封接头体(332)的一端与所述锥形面接口相适配，所述密封接头体(332)的另一端与所述盲端相抵，且所述密封接头体(332)的内部设置有贯通的通气管道，所述通气管道用于连通所述中通孔和所述高压气体接头(32)。