CN111779591B - 一种分段式排气装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种分段式排气装置，包括排气入口段、排气入口延伸段、平直段、波纹过渡段、以及排气出口段；排气入口段的第二端口与排气入口延伸段的第一端口相连，平直段的第二端口与波纹过渡段的第一端口相连，波纹过渡段的第二端口与排气出口段的第一端口相连；排气入口延射段的第二端口伸入从平直段的第一端口伸入平直段内。本公开通过设计了排气入口延伸段，用于满足后续有不同排气截面要求的试验需求，只更换一个小部件就能解决问题，不需要重新设计加工整个排气装置，从而可以大大节省试验台改造成本。将排气装置设计为分段式结构，有利于安装人员操作和维护，后期维护时发现某一部位损伤，只需局部更换新的零件即可。

Description

一种分段式排气装置

技术领域

本公开涉及一种排气引射装置的排气装置，尤其涉及一种分段式排气装置。

背景技术

排气引射装置是航空发动机整机试车试验中的重要气动设备，完整的排气引射装置包括引射筒、开孔扩压器、排气装置及支撑结构，为抵御高温气流长时间的热疲劳和腐蚀破坏，通常采用不锈钢材料制造，成本很高。对于用于型号研制的航空发动机整机试车台，其排气引射筒装置设计时与被试发动机是一一匹配的，当更换其他型号发动机时如果气动特性不能满足要求，则需要更换整个排气引射装置，改造费用很高；而对于用于科研试验的航空发动机整机试车台，由于科研试验被试发动机型号不固定，以及针对发动机排气尾流的测试项目和测试要求随着研究需求而不断变化，因此需要一种能够具有多种接口匹配能力或者后续改造费用较低的过渡装置。

此外，以往的航空发动机试验中发现，排气引射装置由于长时间受到发动机尾部高温气流的热疲劳破坏，尽管一些试验台采用了引入外部气流降温或者喷水降温等措施，但是依然存在长时间使用后排气引射装置出现裂纹损伤甚至开裂，需要进一步采取有效措施，以延长使用寿命降低后期维护成本。

公开内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种分段式排气装置，具体实现方式：

一种分段式排气装置，包括排气入口段、排气入口延伸段、平直段、波纹过渡段、以及排气出口段；所述排气入口段的第一端口为排气入口，所述排气入口段的第二端口与所述排气入口延伸段的第一端口相连，所述平直段的第二端口与所述波纹过渡段的第一端口相连，所述波纹过渡段的第二端口与所述排气出口段的第一端口相连；所述排气入口延射段的第二端口伸入从所述平直段的第一端口伸入所述平直段内。

进一步地，所述平直段、和/或所述波纹过渡段、和/或所述排气出口段的外筒壁设置有用于支撑排气装置在排气引射装置内沿轴向移动的数个滑轮组件。

进一步地，所述滑轮组件包括滑轮支架和安装于所述滑轮支架上的滑轮，所述滑轮的一侧安装有电动限位机构。

进一步地，在排气引射装置的内壁面设有内部滑轨，所述滑轮与所述内部滑轨滚动配合。

进一步地，所述平直段、和/或所述排气出口段上设置有数个测试传感器。

进一步地，所述排气入口段的第二端口的边缘部设有排气入口段法兰边；所述排气入口延伸段的第一端口的边缘部设有排气入口延伸段法兰边；所述平直段的第一端口设有平直段法兰边；第一连接螺栓依次穿过所述排气入口段法兰边、所述排气入口延伸段法兰边以及所述平直段法兰边，并将所述排气入口段、所述排气入口延伸段和所述平直段相互固定连接。

进一步地，所述平直段的第二端口与所述波纹过渡段的第一端口通过箍带组件固定连接；所述平直段的第二端口的外沿凹设形成有平直段定位止口部，所述波纹过渡段的第一端口的内沿凹设形成有波纹过渡段定位止口部；所述平直段定位止口部与所述波纹过渡段定位止口部相卡接，所述箍带组件包括箍带，所述箍带绕所述波纹过渡段定位止口部的外侧壁并箍紧。

进一步地，所述平直段定位止口部设有一定位凹口，所述波纹过渡段定位止口部射有一贯穿的定位通孔；定位销钉的一端穿过所述定位通孔并插入所述定位凹口，定位销钉的另一端卡接于所述定位通孔内。

进一步地，所述平直段和/或所述波纹过渡段的外侧壁凸设有箍带定位边。

进一步地，所述波纹过渡段的第二端口的边沿部设有波纹段右侧法兰边，所述排气出口段的第一端口的边沿部设有排气出口段法兰边，第二连接螺栓依次穿过所述波纹段右侧法兰边、所述排气出口段法兰边，并将所述波纹过渡段和所述排气出口段固定相连。

进一步地，所述波纹过渡段包括波纹段，所述波纹段的筒壁的轴截面呈波纹线。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是本公开的分段式排气装置的结构示意图；

图2是本公开的排气入口段的连接示意图；

图3是本公开的滑轮组件的结构示意图；

图4是本公开的波纹过渡段连接示意图；

图5是本公开的箍带组件连接示意图；

图中：

测试传感器2；排气引射装置3；排气入口段4；排气入口延伸段5；平直段6；滑轮组件7；波纹过渡段8；排气出口段9；排气入口段法兰边41；排气入口段螺栓孔42；排气入口延伸段法兰边51；排气入口延伸段螺栓孔52；平直段法兰边61；平直段螺栓孔62；第一连接螺栓100；内部滑轨31；滑轮71；电动限位机构72；安装螺栓73；调节垫片74；滑轮支架75。波纹段右侧法兰边81；波纹段右侧法兰边螺栓孔82；排气出口段法兰边91；排气出口段法兰边螺栓孔92；第二连接螺栓110；箍带组件120；箍带121；波纹过渡段定位止口122；定位销钉123；平直段定位止口123；箍带定位边125。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。

参照图1，本实施例提供一种分段式排气装置，包括排气入口段4、排气入口延伸段5、平直段6、波纹过渡段8、以及排气出口段9；所述排气入口段4的第一端口为排气入口，所述排气入口段4的第二端口与所述排气入口延伸段5的第一端口相连，所述平直段6的第二端口与所述波纹过渡段8的第一端口相连，所述波纹过渡段8的第二端口与所述排气出口段9的第一端口相连；所述排气入口延射段的第二端口伸入从所述平直段6的第一端口伸入所述平直段6内。所述平直段6、和/或所述排气出口段9上设置有数个测试传感器2。

所述排气入口延伸段5设置在排气入口段4和平直段6之间，设计为可更换部件，可以根据试验需求加工成不同截面参数的零件。当不需要进行较小排气截面积的排气试验研究时，将排气入口延伸段5取下，只连接排气入口段4和平直段6以及其他部件；当需要进行较小排气截面积的排气试验研究时，将排气入口延伸段5安装在排气入口段4和平直段6之间，从而通过更换一个小部件来满足试验需求，大大降低改造成本。

本公开的分段式排气装置，在保留了原有试车台排气引射装置3的前提下，将入口排气延伸段设计为可更换部件，改造时不需要整体更换排气装置，从而通过较小的成本来满足科研试验需求，极大的降低了试验改造费用；将工艺排气装置设计为分段式结构，有利于安装人员操作和维护，后期维护时发现某一部位损伤，只需局部更换新的零件即可。

所述平直段6、和/或所述波纹过渡段8、和/或所述排气出口段9的外筒壁设置有用于支撑排气装置在排气引射装置3内沿轴向移动的数个滑轮组件7。

参照图1和图3，所述滑轮组件7包括滑轮支架75和安装于所述滑轮支架75上的滑轮71，所述滑轮支架75通过安装螺栓73固定于所述平直段6的外筒壁、和/或所述波纹过渡段8的外筒壁、和/或所述排气出口段9的外筒壁，所述滑轮支架75与外筒壁之间安装有调节垫片74，可用调节垫片74的数量或厚度来调整滑轮支架75与外筒壁之间的距离，方便工作人员实际安装调整。

在排气引射装置3的内壁面设有内部滑轨31，所述滑轮71与所述内部滑轨31滚动配合。所述分段式工艺排气装置和试车台原有的排气引射装置3之间通过滑轮组件7以及滑轨连接，所述滑轮组件7设置在分段式工艺排气装置外侧，所述滑轨设置在排气引射装置3内侧，两者之间通过滑轮71实现分段式工艺排气装置的轴向移动，可以根据试验需求调整分段式工艺排气装置与发动机喷口之间的距离，提高试验装置的功能性，获取更多的试验数据。

所述滑轮71的一侧安装有电动限位机构72。当操作人员将分段式工艺排气装置沿发动机轴向移动到指定位置时，工作人员远程操控电动限位机构72将滑轮71固定，从而保证轴向自由度锁死。同时，由于滑轨与所述滑轮71周向相对固定，可防止排气装置周向滑动。

本公开通过滑轮71机构实现了排气装置与发动机喷口之间的轴向距离调节，提升了试验台的灵活性，扩展了功能性。在工艺排气装置与原有排气引射装置3之间设计了滑轮组件7用于轴向移动，可以使试验人员随时根据试验需求调节排气装置与发动机喷口之间的轴向距离，以获取更多的试验数据用于科学研究。

参照图1和图2，所述排气入口段4的第二端口的边缘部设有排气入口段法兰边41；所述排气入口延伸段5的第一端口的边缘部设有排气入口延伸段法兰边51；所述平直段6的第一端口设有平直段法兰边61；排气入口段法兰边41上开设有排气入口段螺栓孔42，所述排气入口延伸段法兰边51开设有排气入口延伸段螺栓孔52。所述平直段法兰边61开设有平直段螺栓孔62。第一连接螺栓100依次穿过所述排气入口段法兰边41的排气入口段螺栓孔42、所述排气入口延伸段法兰边51的排气入口延伸段螺栓孔52以及所述平直段法兰边61的直段法螺栓孔，并将所述排气入口段4、所述排气入口延伸段5和所述平直段6相互固定连接。

参照图1和图5，所述平直段6的第二端口与所述波纹过渡段8的第一端口通过箍带组件120固定连接；所述平直段6的第二端口的外沿凹设形成有平直段定位止口123部，所述波纹过渡段8的第一端口的内沿凹设形成有波纹过渡段定位止口122部；所述平直段定位止口123部与所述波纹过渡段定位止口122部相卡接，所述箍带组件120包括箍带121，所述箍带121绕所述波纹过渡段定位止口122部的外侧壁并箍紧。

所述平直段定位止口123部设有一定位凹口，所述波纹过渡段定位止口122部射有一贯穿的定位通孔；定位销钉123的一端穿过所述定位通孔并插入所述定位凹口，定位销钉123的另一端卡接于所述定位通孔内。所述平直段6和/或所述波纹过渡段8的外侧壁凸设有箍带定位边125。

参照图1和图4，所述波纹过渡段8的第二端口的边沿部设有波纹段右侧法兰边81，所述排气出口段9的第一端口的边沿部设有排气出口段法兰边91；波纹段右侧法兰边81开设有波纹段右侧法兰边螺栓孔82；所述排气出口段法兰边91开设有排气出口段法兰边螺栓孔92；第二连接螺栓110依次穿过所述波纹段右侧法兰边螺栓孔82、所述排气出口段法兰边螺栓孔92，并将所述波纹过渡段8和所述排气出口段9固定相连。

所述波纹过渡段8设置在平直段6和排气出口段9之间，设计为刚性结构，采用耐高温材料制造。所述波纹过渡段8包括波纹段，所述波纹段的筒壁的轴截面呈波纹线。具有一定程度的轴向伸缩量，用于分担一部分工艺排气装置的热疲劳载荷，减少由于热胀冷缩变形引起的疲劳破坏，提高装置的使用寿命。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种分段式排气装置，其特征在于，包括排气入口段、排气入口延伸段、平直段、波纹过渡段、以及排气出口段；所述排气入口段的第一端口为排气入口，所述排气入口段的第二端口与所述排气入口延伸段的第一端口相连，所述平直段的第二端口与所述波纹过渡段的第一端口相连，所述波纹过渡段的第二端口与所述排气出口段的第一端口相连；所述排气入口延射段的第二端口伸入从所述平直段的第一端口伸入所述平直段内；

所述平直段、和/或所述波纹过渡段、和/或所述排气出口段的外筒壁设置有用于支撑排气装置在排气引射装置内沿轴向移动的数个滑轮组件。

2.如权利要求1所述的一种分段式排气装置，其特征在于，所述滑轮组件包括滑轮支架和安装于所述滑轮支架上的滑轮，所述滑轮的一侧安装有电动限位机构。

3.如权利要求1或2所述的一种分段式排气装置，其特征在于，在排气引射装置的内壁面设有内部滑轨，所述滑轮与所述内部滑轨滚动配合。

4.如权利要求1所述的一种分段式排气装置，其特征在于，所述平直段、和/或所述排气出口段上设置有数个测试传感器。

5.如权利要求1所述的一种分段式排气装置，其特征在于，所述排气入口段的第二端口的边缘部设有排气入口段法兰边；所述排气入口延伸段的第一端口的边缘部设有排气入口延伸段法兰边；所述平直段的第一端口设有平直段法兰边；第一连接螺栓依次穿过所述排气入口段法兰边、所述排气入口延伸段法兰边以及所述平直段法兰边，并将所述排气入口段、所述排气入口延伸段和所述平直段相互固定连接。

6.如权利要求1所述的一种分段式排气装置，其特征在于，所述平直段的第二端口与所述波纹过渡段的第一端口通过箍带组件固定连接；所述平直段的第二端口的外沿凹设形成有平直段定位止口部，所述波纹过渡段的第一端口的内沿凹设形成有波纹过渡段定位止口部；所述平直段定位止口部与所述波纹过渡段定位止口部相卡接，所述箍带组件包括箍带，所述箍带绕所述波纹过渡段定位止口部的外侧壁并箍紧。

7.如权利要求6所述的一种分段式排气装置，其特征在于，所述平直段定位止口部设有一定位凹口，所述波纹过渡段定位止口部射有一贯穿的定位通孔；定位销钉的一端穿过所述定位通孔并插入所述定位凹口，定位销钉的另一端卡接于所述定位通孔内。

8.如权利要求6所述的一种分段式排气装置，其特征在于，所述平直段和/或所述波纹过渡段的外侧壁凸设有箍带定位边。

9.如权利要求1所述的一种分段式排气装置，其特征在于，所述波纹过渡段的第二端口的边沿部设有波纹段右侧法兰边，所述排气出口段的第一端口的边沿部设有排气出口段法兰边，第二连接螺栓依次穿过所述波纹段右侧法兰边、所述排气出口段法兰边，并将所述波纹过渡段和所述排气出口段固定相连。

10.如权利要求1、2、5-9任一项所述的一种分段式排气装置，其特征在于，所述波纹过渡段包括波纹段，所述波纹段的筒壁的轴截面呈波纹线。

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