CN114136630A - 一种掺混隔板式进气掺混装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种掺混隔板式进气掺混装置，属于航空发动机管路设计技术领域，具体包括第一进气段、第二进气段和出气段，出气段中心轴线、第一进气段中心轴线和第二进气段中心轴线组成Y形结构，在第一进气段、第二进气段和出气段交叉位置设有进气掺混构件，进气掺混构件包括弓形排列的掺混隔板，掺混隔板平行于Y形结构所在的平面。通过本申请的处理方案，设置了Y形隔板式不等温进气掺混装置把两种进气流量、压力参数相近而温度不同的进气混合掺混，改变掺混后的进气温度，在掺混装置出口得到试验器所需的温度均匀的流场。
Description
技术领域
本申请涉及航空发动机管路设计技术领域，尤其涉及一种掺混隔板式进气掺混装置。
背景技术
不等温进气掺混装置属某航空发动机试验器进气系统的调温装置，据试验器需求的技术指标和气源进气状态下的气源参数，主要针对两种流量、压力参数相近而温度不同的进气，设计Y形隔板式不等温进气掺混装置，掺混后满足试验器进口气流所需的温度参数要求，再经过流量计量并调节到试验所需参数后进入试验器。
掺混装置主要作用是使流入其中的两股不同温度的气流在其掺混段进行混合，通过改变冷/热空气流量从而改变掺混后空气的温度，在掺混装置出口得到试验器所需的温度均匀的流场。
我国的发动机试验器进气系统掺混装置据使用情况有很多结构形式，新式的发明Y形隔板式不等温进气掺混装置结构独特、易制造、造价低、使用效果好，通过隔板结构掺混气体的方式目前为国内首创，在设计结构和方法上较之国外技术有独创之处。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种掺混隔板式进气掺混装置，至少部分解决现有技术中存在的问题。
本申请实施例提供一种掺混隔板式进气掺混装置，所述装置包括第一进气段、第二进气段和出气段，所述出气段中心轴线、所述第一进气段中心轴线和所述第二进气段中心轴线组成Y形结构，在所述第一进气段、第二进气段和出气段交叉位置设有进气掺混构件，所述进气掺混构件包括弓形排列的掺混隔板，所述掺混隔板平行于所述Y形结构所在的平面。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述第一进气段的侧壁和所述第二进气段的侧壁相交弧线上设有多个掺混隔板支撑件，所述掺混隔板支撑件用于支撑所述掺混隔板。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述掺混隔板支撑件包括支杆和支架，所述支杆垂直贯穿所述掺混隔板，所述支架一端与所述支杆连接，另一端与所述第一进气段的侧壁和所述第二进气段的侧壁相交弧线连接。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，位于所述相交弧线底端的所述支杆垂直贯穿所述掺混隔板，且贯穿的所述掺混隔板的数量至少为两个，所述支杆通过多个所述支架与所述相交弧线连接；位于所述相交弧线两侧的所述支杆垂直贯穿两个掺混隔板，所述支杆通过一个所述支架与所述相交弧线连接。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述弓形排列掺混隔板的两端部掺混隔板分别与安装板固定连接，所述安装板固定连接于所述第一进气段和所述第二进气段的相接面。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述安装板靠近所述出口段的一侧为平直边，所述安装板远离所述出口段一侧为对称圆弧段组成的圆锥形；所述圆锥形的下尖部设有内凹的Y形口；所述安装板的中轴线上设有连接件，所述安装板通过所述连接件与所述第一进气段和所述第二进气段的相接面固定连接。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，进气掺混构件还包括连接杆，所述连接杆垂直贯穿于所述掺混隔板，对所述掺混隔板进行加强固定。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述掺混隔板靠近所述出口段的一端为平直边，远离所述出口段的一端设置为圆尖形结构。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述弓形排列的掺混隔板为等间距设置。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述出口段的出口位置处设有丝网除尘器。
有益效果
本申请实施例中的掺混隔板式进气掺混装置，具有通过掺混隔板结构破碎气体掺混的特性，两股进气通过Y形管路进入，适用于两种流量、压力参数相近而温度不同的进气。由间距相等的圆尖形掺混隔板组成的掺混掺混隔板结构，掺混隔板间由掺混隔板连接杆分组连接，能很好的打散混合不等温气体，从而达到掺混均匀的目的。如在掺混出口增设滤网，可进一步提高混合的均匀性和对气体的过滤作用。本发明的混合效果优于普通掺混装置，同时可降低加工成本和时间，从而满足航空发动机试验器对进气的参数要求，能连续提供均匀、稳定、设定温度的进气。本发明结构简单，仅有Y形进排气管、掺混掺混隔板两大部分组成，具有加工工艺简单，成本低，适合制造各种尺寸的掺混装置，满足特定需求的特点。此外，本发明Y形掺混隔板式不等温进气掺混装置不需要常规的进气掺混开孔，因此进一步降低了生产成本，具有较大的应用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为根据本发明一实施例的掺混隔板式进气掺混装置结构示意图；
图2为根据本发明一实施例的掺混隔板式进气掺混装置结构侧剖视图；
图3为根据本发明一实施例的掺混隔板式进气掺混装置结构俯视图；
图4为根据本发明一实施例的掺混掺混隔板示意图；
图5为根据本发明一实施例的掺混隔板支架安装示意图；
图6为根据本发明一实施例的安装板示意图。
图中：1、第一进气段；2、第二进气段；3、出气段；4、掺混段；5、掺混隔板；6、连接杆；7、支杆；8、支架；9、安装板。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。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。
要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
本申请实施例提供了一种掺混隔板式进气掺混装置，参照图1，所述装置包括第一进气段1、第二进气段2和出气段3，所述出气段3中心轴线、所述第一进气段1中心轴线和所述第二进气段2中心轴线组成Y形结构，在所述第一进气段、第二进气段和出气段交叉位置为掺混段4，掺混段4处设有进气掺混构件，掺混装置为由第一进气段1、第二进气段2两股进气，在掺混段4混合掺混，最后由出气段3排出掺混后的气体。
所述进气掺混构件包括弓形排列的掺混隔板5，所述掺混隔板5平行于所述Y形结构所在的平面。换句话也就是说，掺混隔板5竖直排列并平行于第一进气段1、第二进气段2、出气段3中心线组成的Y形平面。优选的，所述弓形排列的掺混隔板5为相互平行的多层等间距设置，参照图2至图4，其单平面等间距相互平行，掺混隔板5从出口看为弓形布置，其单平面外形尺寸根据Y形通道内形状由中间到两端边缘逐渐减小，掺混隔板5形状上部为平直边，上部平直边均布在出气段3出口管圆形截面内，其单平面外形下端部为对称两圆弧段组成的圆锥形。
在一个实施例中，排气段由Y形的第一进气段1、第二进气段2、出气段3构成，第一进气段1与第二进气段2的角度为130°，出气段3与Ⅰ进气段1、Ⅱ进气段2间的角度分别为115°。
进一步的，所述第一进气段1的侧壁和所述第二进气段2的侧壁相交弧线上设有多个掺混隔板支撑件，所述掺混隔板支撑件用于支撑所述掺混隔板5。所述相交弧线即第一进气段1的下管壁和第二进气段2的下管壁交叉位置形成的弧线。具体的，掺混隔板支撑件包括支杆7和支架8，参照图5，所述支杆7垂直贯穿所述掺混隔板5，所述支架8一端与所述支杆7垂直连接，另一端与所述第一进气段1的侧壁和所述第二进气段2的侧壁相交弧线连接。掺混隔板支撑件可沿着相交弧线设置有多个，以能够实现将掺混隔板5均支撑固定为目的。
在一个实施例中，位于所述相交弧线底端的所述支杆7垂直贯穿大于两个的掺混隔板5，所述支杆7通过多个所述支架8与所述相交弧线连接；位于所述相交弧线两侧的所述支杆7垂直贯穿两个掺混隔板5，所述支杆7通过一个所述支架8与所述相交弧线连接。
进一步的，所述弓形排列的掺混隔板5的两端部掺混隔板5分别与安装板9固定连接，参照图6，所述安装板9固定连接于所述第一进气段1和所述第二进气段2的相接面，相接面即为平行于Y形平面的第一进气段1和所述第二进气段2相通的管壁。弓形排列的掺混隔板5的两端部掺混隔板5即为端部外形最小的掺混隔板5，通过安装板9与第一进气段1和所述第二进气段2相交处的管壁的内壁焊接固定。
具体的，所述安装板9靠近所述出口段3的一侧为平直边，所述安装板9远离所述出口段3一侧为对称圆弧段组成的圆锥形；所述圆锥形的下尖部设有内凹的Y形口；所述安装板9的中轴线上设有连接件，所述安装板9通过所述连接件与所述第一进气段1和所述第二进气段2的相接面固定连接。
在一个优选的实施例中，进气掺混构件还包括连接杆6，所述连接杆6垂直贯穿于所述掺混隔板5，对所述掺混隔板5进行加强固定，具体的，掺混隔板5之间由长度不等的连接杆6在不同部位分段连接定位。
优选的，所述掺混隔板5靠近所述出口段3的一端为平直边，远离所述出口段3的一端设置为圆尖形结构。
优选的，所述出口段3的出口位置处设有丝网除尘器。高效的丝网除尘器以隔阻、捕集气流中大于一定尺寸的固态或液态杂质颗粒。丝网安装质量的好坏直接关系到运行安全，可分割气团有利于流场均匀，还可挡住前方管道中来的杂物，以确保试验件冷气进气空气颗粒度要求。在固定除尘网时不能出现凹凸不平、单根和局部受力的情况，并且要考虑到防尘网的更换、清洗等方面的情况。
在满足试验所要求的正压空气流量的基础上，掺混装置依照GB150-2011《压力容器》进行制造、检验及验收，并对进排气段、掺混段及掺混隔板、隔板连接杆、隔板支架、壳体进进行强度计算。
按JB/T4709《钢制压力容器焊接规程》选择焊材电弧焊，所用材料及焊缝需制作试样，并按GB1223《不锈耐酸钢晶间腐蚀倾向试验方法》的L法对试样进行晶间腐蚀倾向试验；焊缝评定标准按JB/T4730《承压设备无损检测》执行，能进行射线检测的焊缝进行100％射线检测，不低于Ⅱ级为合格，无法进行射线检测的焊缝进行100％渗透检测，Ⅰ级为合格。
上述实施方式揭示了本发明隔板式进气掺混装置的常用实施方式，但不限于上述实施方式，在上述所揭示的基础上还可以作进一步的改进。如可据进气参数和试验器需求，改变Y形进气间的角度、改变掺混段长度尺寸、改变掺混隔板组成的隔板间隙大小等。如高温使用对加工材料、焊接变形控制、加工精度、修配技术、间隙控制有较高要求。本发明的掺混装置对类似两种流量、压力参数相近而温度不同的进气掺混应用，具有较大的实际应用价值。
本申请的装置属某航空发动机试验器进气系统的调温装置，据试验器需求的技术指标和气源进气状态下的气源参数，主要针对两种流量、压力参数相近而温度不同的进气，设计Y形隔板式不等温进气掺混装置，掺混后满足试验器进口气流所需的温度参数要求，再经过流量计量并调节到试验所需参数后进入试验器。
掺混装置主要作用是使流入其中的两股不同温度的气流在其掺混段进行混合，通过改变冷/热空气流量从而改变掺混后空气的温度，在掺混装置出口得到试验器所需的温度均匀的流场。
我国的发动机试验器进气系统掺混装置据使用情况有很多结构形式，新式的发明Y形隔板式不等温进气掺混装置结构独特、易制造、造价低、使用效果好，通过隔板结构掺混气体的方式目前为国内首创，在设计结构和方法上较之国外技术有独创之处。
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权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种掺混隔板式进气掺混装置，其特征在于，所述装置包括第一进气段、第二进气段和出气段，所述出气段中心轴线、所述第一进气段中心轴线和所述第二进气段中心轴线组成Y形结构，在所述第一进气段、第二进气段和出气段交叉位置设有进气掺混构件，所述进气掺混构件包括弓形排列的掺混隔板，所述掺混隔板平行于所述Y形结构所在的平面。
2.根据权利要求1所述的掺混隔板式进气掺混装置，其特征在于，所述第一进气段的侧壁和所述第二进气段的侧壁相交弧线上设有多个掺混隔板支撑件，所述掺混隔板支撑件用于支撑所述掺混隔板。
3.根据权利要求2所述的掺混隔板式进气掺混装置，其特征在于，所述掺混隔板支撑件包括支杆和支架，所述支杆垂直贯穿所述掺混隔板，所述支架一端与所述支杆连接，另一端与所述第一进气段的侧壁和所述第二进气段的侧壁相交弧线连接。
4.根据权利要求3所述的掺混隔板式进气掺混装置，其特征在于，位于所述相交弧线底端的所述支杆垂直贯穿所述掺混隔板，且贯穿的所述掺混隔板的数量至少为两个，所述支杆通过多个所述支架与所述相交弧线连接；位于所述相交弧线两侧的所述支杆垂直贯穿两个掺混隔板，所述支杆通过一个所述支架与所述相交弧线连接。
5.根据权利要求1所述的掺混隔板式进气掺混装置，其特征在于，所述弓形排列掺混隔板的两端部掺混隔板分别与安装板固定连接，所述安装板固定连接于所述第一进气段和所述第二进气段的相接面。
6.根据权利要求5所述的掺混隔板式进气掺混装置，其特征在于，所述安装板靠近所述出口段的一侧为平直边，所述安装板远离所述出口段一侧为对称圆弧段组成的圆锥形；所述圆锥形的下尖部设有内凹的Y形口；所述安装板的中轴线上设有连接件，所述安装板通过所述连接件与所述第一进气段和所述第二进气段的相接面固定连接。
7.根据权利要求1所述的掺混隔板式进气掺混装置，其特征在于，进气掺混构件还包括连接杆，所述连接杆垂直贯穿于所述掺混隔板，对所述掺混隔板进行加强固定。
8.根据权利要求1所述的掺混隔板式进气掺混装置，其特征在于，所述掺混隔板靠近所述出口段的一端为平直边，远离所述出口段的一端设置为圆尖形结构。
9.根据权利要求1所述的掺混隔板式进气掺混装置，其特征在于，所述弓形排列的掺混隔板为等间距设置。
10.根据权利要求1所述的掺混隔板式进气掺混装置，其特征在于，所述出口段的出口位置处设有丝网除尘器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220304 |