CN111982523A - 排气测试结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种排气测试结构，设置于涡轮的排气端，排气测试结构包括：呈环状的排气段，排气段的进气端与涡轮的静子机匣相连，排气段的外环和内环之间的间隙形成与涡轮的排气端连通的排气通道，排气段外套设有呈环状的引气罩组，引气罩组的端部与静子机匣相连。引气罩组的外周壁上设有多组测试探针组，多组测试探针组沿引气罩组的周向依次间隔布设，各测试探针组的检测端伸入排气通道内，以对涡轮的排气温度或排气压力进行检测。本发明的排气测试结构中，通过多组测试探针组沿引气罩组周向不同角度的安装，用以对涡轮的排气温度或排气压力进行检测，以获取涡轮的排气温度和排气压力数据，保证发动机和飞机的安全可靠性。

Description

排气测试结构

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，特别地，涉及一种排气测试结构。

背景技术

涡桨型发动机中，涡轮的排气温度的高低直接影响发动机的使用，且涡轮的排气温度和排气压力的数据采集对发动机的性能计算和数据储备影响很大，需要对涡轮的排气温度和压力进行测试，以保证发动机和飞机的安全可靠性。现有技术中，未有相关的装置和结构用于对涡轮的排气温度和压力进行测试。

发明内容

本发明提供了一种排气测试结构，以解决现有技术中未有相关的装置和结构用于对涡轮的排气温度和压力进行测试的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种排气测试结构，设置于涡轮的排气端，排气测试结构包括：呈环状的排气段，排气段的进气端与涡轮的静子机匣相连，排气段的外环和内环之间的间隙形成与涡轮的排气端连通的排气通道，排气段外套设有呈环状的引气罩组，引气罩组的端部与静子机匣相连；引气罩组的外周壁上设有多组测试探针组，多组测试探针组沿引气罩组的周向依次间隔布设，各测试探针组的检测端伸入排气通道内，以对涡轮的排气温度或排气压力进行检测。

进一步地，测试探针组包括检测探针，检测探针包括安装头、及与安装头相连的检测杆，检测杆上具有用于检测排气温度或排气压力的检测面；安装头位于引气罩组外；检测杆沿排气段的径向依次穿过引气罩组和排气段的外环后，伸入排气通道内；检测面位于排气通道内，检测探针可在外力作用下转动，以调整检测面相对涡轮排气的角度，进而满足涡轮排气不同角度的检测需求。

进一步地，测试探针组还包括用于精确调整测试探针旋转角度大小的角度调节构件，角度调节构件包括安装座、指示板、及调节盘；安装座位于引气罩组与排气段之间的安装空腔内，且安装座的底端与排气段的外周壁固定；指示板安装于安装座上，且指示板上设有基准零位；调节盘固定装设于检测杆的外圆上，且调节盘支撑于指示板上，调节盘上设有用于反映检测探针旋转角度大小的周向角度刻线。

进一步地，测试探针组还包括用于对检测探针的旋转角度进行限位的限位结构，限位结构包括配合设置的限位槽和限位螺钉件；限位槽为开设于调节盘上的通槽，且限位槽沿调节盘的周向延伸；限位螺钉件穿设于限位槽中，且限位螺钉件的下端穿过指示板后与安装座固定。

进一步地，测试探针组包括用于测试涡轮的排气温度的多组温度测试探针组、及用于测试涡轮的排气压力的多组压力测试探针组；多组温度测试探针组和多组压力测试探针组沿引气罩组的周向依次穿插布设；或者多组温度测试探针组和多组压力测试探针组沿引气罩组的周向依次间隔布设，且多组温度测试探针组位于引气罩组的一侧，多组压力测试探针组位于引气罩组的另一侧；或者多组温度测试探针组和多组压力测试探针组沿引气罩组的周向任意间隔设置。

进一步地，引气罩组包括套设于排气段外且呈环形的引气罩，引气罩上对应测试探针组处开设有供测试探针组进出安装空腔的出入口；出入口中设有用于打开或关闭出入口的安装盖，安装盖可拆卸式连接于引气罩的外周壁上，且检测探针的检测杆穿设安装盖。

进一步地，安装盖包括相对设置的第一半盖和第二半盖，第一半盖和第二半盖分别通过连接紧固件与引气罩的外周壁可拆卸式连接；第一半盖和第二半盖两者相对的相对侧边上各设有内凹的凹槽，且第一半盖上的凹槽与第二半盖上的凹槽拼合成供检测杆穿设的通孔；第一半盖的相对侧边与第二半盖的相对侧边之间的间隙小于1mm。

进一步地，排气段包括呈空心筒状的内安装筒、套设于内安装筒外且呈空心筒状的外安装筒、及连接外安装筒和内安装筒的连接筋；外安装筒的进气端与静子机匣连接固定。

进一步地，排气段与涡轮同轴设置，且内安装筒的进气端与涡轮的转子组件之间的间隙为1.25mm～4.65mm。

进一步地，排气测试结构还包括呈空心锥筒状的尾锥，尾锥与排气段同轴布设，且尾锥的扩口端与内安装筒的排气端固定。

本发明具有以下有益效果：

本发明的排气测试结构中，通过多组测试探针组沿引气罩组周向不同角度的安装，用以对涡轮的排气温度或排气压力进行检测，以获取涡轮的排气温度和排气压力数据，使发动机达到厂内、厂外发动机设计要求，保证发动机和飞机的安全可靠性。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的排气测试结构的结构示意图；

图2是图1的局部剖视结构示意图；

图3是图2中角度调节构件的结构示意图；

图4是图2中安装盖的结构示意图；

图5是图2中排气段与转子组件之间间隙的示意图。

图例说明

10、排气段；101、排气通道；11、内安装筒；12、外安装筒；13、连接筋；20、静子机匣；30、引气罩组；301、相对侧边；31、引气罩；32、安装盖；321、第一半盖；322、第二半盖；33、连接紧固件；34、第二防松保险丝；41、检测探针；411、安装头；412、检测杆；4120、检测面；42、角度调节构件；421、安装座；422、指示板；4220、基准零位；423、调节盘；4230、周向角度刻线；43、限位结构；431、限位槽；432、限位螺钉件；433、第一防松保险丝；44、温度测试探针组；45、压力测试探针组；50、安装空腔；60、尾锥；70、转子组件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图1和图2，本发明的优选实施例提供了一种排气测试结构，设置于涡轮的排气端，排气测试结构包括：呈环状的排气段10，排气段10的进气端与涡轮的静子机匣20相连，排气段10的外环和内环之间的间隙形成与涡轮的排气端连通的排气通道101，排气段10外套设有呈环状的引气罩组30，引气罩组30的端部与静子机匣20相连。引气罩组30的外周壁上设有多组测试探针组，多组测试探针组沿引气罩组30的周向依次间隔布设，各测试探针组的检测端伸入排气通道101内，以对涡轮的排气温度或排气压力进行检测。

本发明的排气测试结构中，通过多组测试探针组沿引气罩组30周向不同角度的安装，用以对涡轮的排气温度或排气压力进行检测，以获取涡轮的排气温度和排气压力数据，使发动机达到厂内、厂外发动机设计要求，保证发动机和飞机的安全可靠性。

可选地，如图2所示，测试探针组包括检测探针41，检测探针41包括安装头411、及与安装头411相连的检测杆412，检测杆412上具有用于检测排气温度或排气压力的检测面4120。安装头411位于引气罩组30外。检测杆412沿排气段10的径向依次穿过引气罩组30和排气段10的外环后，伸入排气通道101内。检测面4120位于排气通道101内，检测探针41可在外力作用下转动，以调整检测面4120相对涡轮排气的角度，进而满足涡轮排气不同角度的检测需求。本发明结构中，检测探针41可在外力作用下进行一定角度的调整，即检测探针41具有可调性，进而可根据涡轮排气的角度，调整检测探针41，以使检测探针41上的检测面4120正对涡轮排气，进而提高检测探针41对涡轮排气温度或涡轮排气压力检测精度，最终提高涡轮排气温度数据和排气压力数据的精确性；另一方面，还可根据涡轮排气温度和排气压力不同角度的检测需求，相应调整检测探针41相对涡轮排气的角度，进而获取不同排气角度的数据。

本可选方案中，如图2和图3所示，测试探针组还包括用于精确调整测试探针旋转角度大小的角度调节构件42，角度调节构件42包括安装座421、指示板422、及调节盘423。安装座421位于引气罩组30与排气段10之间的安装空腔50内，且安装座421的底端与排气段10的外周壁固定。指示板422安装于安装座421上，且指示板422上设有基准零位4220。调节盘423固定装设于检测杆412的外圆上，且调节盘423支撑于指示板422上，调节盘423上设有用于反映检测探针41旋转角度大小的周向角度刻线4230。具体地，如图2所示，调节盘423上有0°～60°的周向角度刻线4230，进而检测探针41能够测量60度范围内的涡轮排气的气流数据，且指示板422上具有基准零位4220，安装时，保证指示板422上的基准零位4220与调节盘423上的“0”位处于共线状态，再根据不同的气流角度需求进行调节盘423上的角度调整，角度调节构件42的设置能保证检测探针41精确的角度调整，以满足涡轮排气不同气流角度的检测需求。

进一步地，如图3所示，测试探针组还包括用于对检测探针41的旋转角度进行限位的限位结构43，限位结构43包括配合设置的限位槽431和限位螺钉件432。限位槽431为开设于调节盘423上的通槽，且限位槽431沿调节盘423的周向延伸。限位螺钉件432穿设于限位槽431中，且限位螺钉件432的下端穿过指示板422后与安装座421固定。具体地，限位螺钉件432包括限位螺钉和装设于限位螺钉外圆上的垫片。更进一步地，如图3所示，限位结构43还包括用于防止限位螺钉件432受外力作用松动的第一防松保险丝433，第一防松保险丝433同时绕设于多组限位螺钉件432上。

可选地，测试探针组包括用于测试涡轮的排气温度的多组温度测试探针组44、及用于测试涡轮的排气压力的多组压力测试探针组45。多组温度测试探针组44和多组压力测试探针组45沿引气罩组30的周向依次穿插布设。或者多组温度测试探针组44和多组压力测试探针组45沿引气罩组30的周向依次间隔布设，且多组温度测试探针组44位于引气罩组30的一侧，多组压力测试探针组45位于引气罩组30的另一侧。或者多组温度测试探针组44和多组压力测试探针组45沿引气罩组30的周向任意间隔设置，如图1所示。本发明具体实施例中，温度测试探针组44的数量为三组，压力测试探针组45的数量为三组，且温度测试探针组44和压力测试探针组45的具体布设方式如图1所示。

可选地，如图2和图4所示，引气罩组30包括套设于排气段10外且呈环形的引气罩31，引气罩31上对应测试探针组处开设有供测试探针组进出安装空腔50的出入口。出入口中设有用于打开或关闭出入口的安装盖32，安装盖32可拆卸式连接于引气罩31的外周壁上，且检测探针41的检测杆412穿设安装盖32。

本可选方案中，如图4所示，安装盖32包括相对设置的第一半盖321和第二半盖322，第一半盖321和第二半盖322分别通过连接紧固件33与引气罩31的外周壁可拆卸式连接。第一半盖321和第二半盖322两者相对的相对侧边301上各设有内凹的凹槽，且第一半盖321上的凹槽与第二半盖322上的凹槽拼合成供检测杆412穿设的通孔。第一半盖321的相对侧边301与第二半盖322的相对侧边301之间的间隙小于1mm。具体地，连接紧固件33为六角头螺钉和套设于六角头螺钉外圆上的垫圈。安装盖32分成两半式安装，用六角头螺钉和垫圈安装在引气罩31上，并用第二防松保险丝34保险，在安装安装盖32时，确保第一半盖321和第二半盖322的间隙最大值为1mm，安装盖32主要对检测探针41起到封严的作用。在对检测探针41进行更换时，不需要拆卸所有连接紧固件33，检测探针41安装和拆卸方便，且不易漏、丢螺钉及垫圈等小零件。

可选地，如图1和图2所示，排气段10包括呈空心筒状的内安装筒11、套设于内安装筒11外且呈空心筒状的外安装筒12、及连接外安装筒12和内安装筒11的连接筋13。外安装筒12的进气端与静子机匣20连接固定。

优选地，如图5所示，排气段10与涡轮同轴设置，且内安装筒11的进气端与涡轮的转子组件之间的间隙为1.25mm～4.65mm。内安装筒11主要与涡轮的转子组件，即第3级叶片形成封严，保证封严间隙在1.25mm～4.65mm之间，内安装筒11对气流进行封闭，促使气流通过排气通道101流出，减少气流损失。排气测试结构与涡轮转子间设置了封严部分，保证该封严部分的间隙值为1.25mm～4.65mm，对发动机工作状态下的热变形量有所保证，消除该部位因热变形产生的碰磨。

可选地，如图2所示，排气测试结构还包括呈空心锥筒状的尾锥60，尾锥60与排气段10同轴布设，且尾锥60的扩口端与内安装筒11的排气端固定。具体地，尾锥60用六角头螺钉和单舌锁片与内安装筒11连接，起到气流引导作用，防止气流形成涡流。本发明中采用了尾锥引流的方式，对气流进行引导，并利用安装盖32对引气罩31进行封严，防止气流产生损失。

优选地，本发明排气测试结构的材料均采用GH1140，该材料机械性能良好，具有良好的防腐蚀性能，能保证该结构在海洋环境下的使用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种排气测试结构，其特征在于，设置于涡轮的排气端，所述排气测试结构包括：

呈环状的排气段(10)，所述排气段(10)的进气端与所述涡轮的静子机匣(20)相连，所述排气段(10)的外环和内环之间的间隙形成与所述涡轮的排气端连通的排气通道(101)，所述排气段(10)外套设有呈环状的引气罩组(30)，所述引气罩组(30)的端部与所述静子机匣(20)相连；

所述引气罩组(30)的外周壁上设有多组测试探针组，多组所述测试探针组沿所述引气罩组(30)的周向依次间隔布设，各所述测试探针组的检测端伸入所述排气通道(101)内，以对所述涡轮的排气温度或排气压力进行检测。

2.根据权利要求1所述的排气测试结构，其特征在于，

所述测试探针组包括检测探针(41)，所述检测探针(41)包括安装头(411)、及与所述安装头(411)相连的检测杆(412)，所述检测杆(412)上具有用于检测排气温度或排气压力的检测面(4120)；

所述安装头(411)位于所述引气罩组(30)外；

所述检测杆(412)沿所述排气段(10)的径向依次穿过所述引气罩组(30)和所述排气段(10)的外环后，伸入所述排气通道(101)内；

所述检测面(4120)位于所述排气通道(101)内，所述检测探针(41)可在外力作用下转动，以调整所述检测面(4120)相对所述涡轮排气的角度，进而满足涡轮排气不同角度的检测需求。

3.根据权利要求2所述的排气测试结构，其特征在于，

所述测试探针组还包括用于精确调整所述测试探针旋转角度大小的角度调节构件(42)，所述角度调节构件(42)包括安装座(421)、指示板(422)、及调节盘(423)；

所述安装座(421)位于所述引气罩组(30)与所述排气段(10)之间的安装空腔(50)内，且所述安装座(421)的底端与所述排气段(10)的外周壁固定；

所述指示板(422)安装于所述安装座(421)上，且所述指示板(422)上设有基准零位(4220)；

所述调节盘(423)固定装设于所述检测杆(412)的外圆上，且所述调节盘(423)支撑于所述指示板(422)上，所述调节盘(423)上设有用于反映所述检测探针(41)旋转角度大小的周向角度刻线(4230)。

4.根据权利要求3所述的排气测试结构，其特征在于，

所述测试探针组还包括用于对所述检测探针(41)的旋转角度进行限位的限位结构(43)，所述限位结构(43)包括配合设置的限位槽(431)和限位螺钉件(432)；

所述限位槽(431)为开设于所述调节盘(423)上的通槽，且所述限位槽(431)沿所述调节盘(423)的周向延伸；

所述限位螺钉件(432)穿设于所述限位槽(431)中，且所述限位螺钉件(432)的下端穿过所述指示板(422)后与所述安装座(421)固定。

5.根据权利要求1所述的排气测试结构，其特征在于，

所述测试探针组包括用于测试所述涡轮的排气温度的多组温度测试探针组(44)、及用于测试所述涡轮的排气压力的多组压力测试探针组(45)；

多组所述温度测试探针组(44)和多组所述压力测试探针组(45)沿所述引气罩组(30)的周向依次穿插布设；或者

多组所述温度测试探针组(44)和多组所述压力测试探针组(45)沿所述引气罩组(30)的周向依次间隔布设，且多组所述温度测试探针组(44)位于所述引气罩组(30)的一侧，多组所述压力测试探针组(45)位于所述引气罩组(30)的另一侧；或者

多组所述温度测试探针组(44)和多组所述压力测试探针组(45)沿所述引气罩组(30)的周向任意间隔设置。

6.根据权利要求3所述的排气测试结构，其特征在于，

所述引气罩组(30)包括套设于所述排气段(10)外且呈环形的引气罩(31)，所述引气罩(31)上对应所述测试探针组处开设有供所述测试探针组进出所述安装空腔(50)的出入口；

所述出入口中设有用于打开或关闭所述出入口的安装盖(32)，所述安装盖(32)可拆卸式连接于所述引气罩(31)的外周壁上，且所述检测探针(41)的所述检测杆(412)穿设所述安装盖(32)。

7.根据权利要求6所述的排气测试结构，其特征在于，

所述安装盖(32)包括相对设置的第一半盖(321)和第二半盖(322)，所述第一半盖(321)和所述第二半盖(322)分别通过连接紧固件(33)与所述引气罩(31)的外周壁可拆卸式连接；

所述第一半盖(321)和所述第二半盖(322)两者相对的相对侧边(301)上各设有内凹的凹槽，且所述第一半盖(321)上的所述凹槽与所述第二半盖(322)上的所述凹槽拼合成供所述检测杆(412)穿设的通孔；

所述第一半盖(321)的所述相对侧边(301)与所述第二半盖(322)的所述相对侧边(301)之间的间隙小于1mm。

8.根据权利要求1所述的排气测试结构，其特征在于，

所述排气段(10)包括呈空心筒状的内安装筒(11)、套设于所述内安装筒(11)外且呈空心筒状的外安装筒(12)、及连接所述外安装筒(12)和所述内安装筒(11)的连接筋(13)；

所述外安装筒(12)的进气端与所述静子机匣(20)连接固定。

9.根据权利要求8所述的排气测试结构，其特征在于，

所述排气段(10)与所述涡轮同轴设置，且所述内安装筒(11)的进气端与所述涡轮的转子组件(70)之间的间隙为1.25mm～4.65mm。

10.根据权利要求8所述的排气测试结构，其特征在于，

所述排气测试结构还包括呈空心锥筒状的尾锥(60)，所述尾锥(60)与所述排气段(10)同轴布设，且所述尾锥(60)的扩口端与所述内安装筒(11)的排气端固定。

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