CN115371980A - 具有姿态模拟功能的三相涡流分离器性能评估试验设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有姿态模拟功能的三相涡流分离器性能评估试验设备，包括机架、油气混合装置、滑油输入装置、空气输入装置，机架上设置姿态模拟机构，姿态模拟机构上安装有储油罐和三相涡流分离器，姿态模拟机构用于使储油罐及三相涡流分离器在X轴上旋转±30°，在Y轴上旋转±40°，滑油输入装置与油气混合装置连接的管道上设置有第一液体流量计，空气输入装置与油气混合装置连接的管道上设置有第一气体流量计；三相涡流分离器的滑油出口与机架上设置的油液收集器、第二液体流量计连接、空气出口经过第二气体流量计后排出，使得到的试验结果更为贴合三相涡流分离器的实际飞行时的数据，进而能够更为精准的试验出三相涡流分离器的性能。

Description

具有姿态模拟功能的三相涡流分离器性能评估试验设备

技术领域

本发明涉及装备制造领域，尤其涉及一种具有姿态模拟功能的三相涡流分离器性能评估试验设备。

背景技术

航空发动机的润滑系统需要用到油液分离器，所采用的油液分离器为三相涡流分流器，用于将混合的润滑介质中的滑油、空气和金属磨屑进行分离，然而航空发动机的油液分离器要求高，具体性能要求如下：

油气分离器应能够将回油中的空气分离并排除至通风管，空气输出效率应不低于98%；

油气分离器应能够将回油中的滑油分离并输出到油箱，滑油分离效率应不低于90%；

油气分离器分离出的空气会携带部分滑油，刚好用于航空发动机的油封，而分离出的滑油则是用于循环使用；

针对航空发动机的三相涡流分离器的高要求，在进行生产、使用或者更换时，需要对其性能进行测试，目前的油液分离器大多是进行油液分离，因此测试时也是进行油液分离测试，基本上是将油液分离器安装在固定平台上，然后再进行油液分离试验，然而三相涡流分离器在飞机上进行使用时，是具有一定的姿态，不同的姿态对于油液分离性能具有一定的影响，而航空发动机的三相涡流分离器需要在飞机飞行姿态下仍然具有稳定的油气分离性能；因此亟需设计一种可以模拟飞行姿态的三相涡流分离器的性能测试设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有姿态模拟功能的三相涡流分离器性能评估试验设备，通过姿态模拟机构使三相涡流分离器在X轴和Y轴上转动一定幅度，模拟飞行状态下三相涡流分离器的瞬时姿态，在动态姿态状态下进行油气分离试验，使得到的试验结果更为贴合三相涡流分离器的实际飞行时的数据。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种具有姿态模拟功能的三相涡流分离器性能评估试验设备，包括机架和配电控制箱，所述机架上安装有油气混合装置、滑油输入装置、空气输入装置，滑油输入装置和空气输入装置通过与油气混合装置连通，所述机架上设置姿态模拟机构，姿态模拟机构上安装有储油罐，储油罐上固定安装有三相涡流分离器，姿态模拟机构用于使储油罐及三相涡流分离器在X轴上旋转±30°，在Y轴上旋转±40°，滑油输入装置与储油罐连通，油气混合装置通过管道连接到三相涡流分离器的输入口，滑油输入装置与油气混合装置连接的管道上设置有第一液体流量计，空气输入装置与油气混合装置连接的管道上设置有第一气体流量计；三相涡流分离器的滑油出口通过管道与机架上设置的油液收集器连接、空气出口经过第二气体流量计后排出，油液收集器通过第二液体流量计和管道与储油罐连接。

通过姿态模拟机构使三相涡流分离器在X轴和Y轴上转动一定幅度，一般情况下是绕X轴转动±20°，绕Y轴旋转最大+30°，-22.5°，极限状态为X轴上旋转±30°，在Y轴上旋转±40，极限状态的持续时间不会超过30s，如此可以模拟飞行状态下三相涡流分离器的瞬时姿态，在动态姿态状态下进行油气分离试验，使得到的试验结果更为贴合三相涡流分离器的实际飞行时的数据，进而能够更为精准的试验出三相涡流分离器的性能。

优选的，姿态模拟机构包括机架上设置的转动装置，转动装置连接转动架并使转动架在X轴上转动，转动架上通过转动装置连接储油罐，并使储油罐在Y轴上转动；两个转动装置均包含转动电机和减速器，减速器输出端的转动轴与转动架或储油罐连接，减速器的输入输出比为36:1的n倍，转动电机为步进电机，且步进角为90°的n倍，n为不小于1的自然数，且转动电机连接到配电控制箱。

设置减速器的传动比和转动电机的步进角，每次转动时能够使转动轴转动2.5/n度，以便满足几个极限值的调整，如±20°、±30°±40°和-22.5°等。

优选的，所述减速器包括减速壳，转动轴插入到减速壳内，且转动轴处于减速壳内的部位设置有转动齿轮，转动齿轮通过减速壳内的传动结构与转动电机配合，转动轴处于减速壳内的一端插入有直角形的插接轴，且插接轴与转动轴垂直的部分位于减速壳的外侧，减速壳被插接轴穿过的外侧面嵌入有信号接收盘，所述的信号接收盘上均匀的设置有信号接收器，且信号接收器的相位差为2.5°，插接轴上设置有与信号接收器配合的信号发射器，所述信号接收器连接到配电控制箱，并产生信号的时间和持续的时间传输给配电控制箱，配电控制箱将信号接收器反馈的信号和初始设定的转动角度和持续时间进行比对，用于判断转动装置运行轨迹是否精准。

通过信号发射器和信号接收器的设计，可以精准的反馈出转动轴的实时转动状态，并将信号传递给配电控制箱，如此可以和配电控制箱输入的转动状态进行比较，通过对比可以判断出转动装置的运行轨迹是否出现偏差。

优选的，转动架包括四块方形块，且方形块的四个侧面中部开设有安装槽，四个方形块组成方形架，且相邻的两个方形块之间通过外角块和内角块连接，且内角块和外角块均通过锁紧螺栓与安装槽内的螺母进行锁紧。

转动架的结构设计，可以将锁紧螺母放置到安装槽内，如此可以通过螺栓和安装槽内的螺母对转动轴等均锁紧，方便拆卸，同时无需在转动架上开设螺孔，避免了螺孔位置不精准导致的配合误差出现。

优选的，所述的转动架与转动轴相对的一侧通过转动架连接结构与机架连接，所述储油罐与转动轴相对的一侧通过储油罐连接结构与转动架连接，所述转动架连接结构包括与转动架连接的第一连接轴和安装在机架上的第一轴承座，所述储油罐连接结构包括储油罐侧面固定连接的连接座，连接座通过螺栓连接有第二连接轴，转动架上设置有与第二连接轴配合的第二轴承座。

转动架连接结构和储油罐连接结构的设计，可以更好的对转动架和储油罐进行支撑，同时不会影响到姿态的模拟。

优选的，第一连接轴与转动架连接的一端固定有连接盘，连接盘通过螺栓和安装槽内的螺母与转动架锁紧，所述第二轴承座的下方设置有垫块，且第二轴承座和垫块通过螺栓和安装槽内的螺母与转动架锁紧。

连接盘通过螺栓和螺母与转动架进行锁紧，如此可以确保连接盘固定连接的第一连接轴在与转动架连接后与对应的转动轴的轴线一致，不会出现偏差，垫块的设计，同样是确保第二连接轴的高度与对应的转动轴一致。

优选的，所述油气混合装置包括混合横管和混合竖管，滑油输入装置混合横管连通，空气输入装置与混合横管上的混合进气口连接，混合竖管设置混合出口和颗粒物投放装置，且混合竖管上还通过三通接头连接有用于显示混合油气压力的第一压力变送器和反应混合油气温度的温度计，油液收集器与储油罐连通的管道上设置有第二压力变送器，所述颗粒物投放装置包括两块投放管安装块，两块投放管安装块之间设置有竖直走向的颗粒投放管，且投放管安装块内开设有与颗粒投放管内径一致的投放孔，下部的投放管安装块下侧设置有投放连接头，投放连接头与混合竖管通过接管夹卡紧固定。

将油气混合装置设计成横管和竖管的结构，将颗粒物投放装置和混合出口设置在竖管上，如此可以方便颗粒的投放和混合。

优选的，所述颗粒投放管为透明玻璃管，两端插入到投放管安装块内，两块投放管安装块通过投放管锁紧螺栓锁紧。

将颗粒投放管设置成透明玻璃管，方便投料观察。

优选的，三相涡流分离器的空气出口通过管道和第二气体流量计与机架上设置的过滤器连接，所述油液收集器内设置有用于感应回收颗粒的金属磨粒传感器，且金属磨屑传感器能对回收的颗粒进行计数。

通过过滤器将气体中的油液进行过滤回收，能够使油液的回收循环利用效率提高；在油液收集器内设置金属磨粒传感器，可以将分离出来的滑油中的铁磁性金属颗粒进行收集，确保进入到储油罐内的滑油不含金属颗粒，不会干涉到后续的测试，且能够对收集的铁磁性颗粒进行计数，根据计数量和投放量，可以计算出分离效率，无需停机拆下三相涡流分离器人工数颗粒。

优选的，混合竖管与投放连接头接触的部分设置有控制开合的手动阀，上部的投放管安装块上也安装有投放管连接头，且上部的投放管连接头的内径小于颗粒投放管的内径，下部投放管连接头的内径大于颗粒投放管的内径。

手动阀的设计，在完成颗粒物投料后将手动阀闭合，如此无需封堵结构即可避免混合油气进到颗粒物投料装置内；对上部投放连接头、投放管和下部投放连接头的内径设计，在进行颗粒物投料（颗粒物是混在滑油中的）时，使滑油和颗粒物能够竖直下落，避免粘到内壁的情况出现。

优选的，上方的投放管连接头通过接管夹可拆卸连接有投放接气管，投放接气管连接高压气泵，从投放接气管向下吹出的气流压力为混合油气送入到三相涡流分离器压力的3倍以上。

手动阀配合投放接气管的设计，在将颗粒物倒入后，先接上投放接气管，通过高压气泵向颗粒投放管吹气，然后打开手动阀，如此可以在混合油气动态送入到三相涡流分离器的状态下将颗粒物进行投放，并且能够避免投放过程中混合油气进入到颗粒投放管中。

优选的，滑油输入装置包括与储油罐通过管道连通的滑油加热装置，滑油加热装置的出油端连接有油泵，油泵通过管道与油气混合装置连通，且第一液体流量计安装在油泵与油气混合装置之间的管道上，所述空气输入装置包括与空压机连通的空气过滤器，空气过滤器有第一出气口和第二出气口，第一气体流量计安装在第一出气口和混合进气口连通的管道上，第二出气口通过管道和高压气泵与投放接气管连通。

滑油输入装置和空气输入装置均能够实现定流速输送，如此可以实现动态油气动态混合平衡，能够模拟出航空发动机润滑介质的动态状态。

本发明的有益效果为：通过姿态模拟机构使三相涡流分离器在X轴和Y轴上转动一定幅度，一般情况下是绕X轴转动±20°，绕Y轴旋转最大+30°，-22.5°，极限状态为X轴上旋转±30°，在Y轴上旋转±40，极限状态的持续时间不会超过30s，模拟飞行状态下三相涡流分离器的瞬时姿态，在动态姿态状态下进行油气分离试验，使得到的试验结果更为贴合三相涡流分离器的实际飞行时的数据。

附图说明

图1为一种三相涡流分离器性能评估试验设备正向立体示意图。

图2为一种三相涡流分离器性能评估试验设备的反向立体示意图。

图3为油液收集器和过滤器的立体示意图。

图4为姿态模拟机构的立体示意图。

图5为转动装置的立体示意图。

图6为转动架连接结构的立体示意图。

图7为储油罐连接结构的立体示意图。

图8为减速器隐藏传动结构后的剖视图。

图9为油气混合装置和颗粒物投放装置的立体示意图。

图10为实施例3省略接管夹的颗粒物投放装置的立体示意图。

图11为实施例4省略接管夹的颗粒物投放装置的立体示意图。

图12为颗粒物投放装置的剖视图。

图中所示文字标注表示为：1、机架；2、配电控制箱；3、姿态模拟机构；4、储油罐；5、三相涡流分离器；6、滑油加热装置；7、油泵；8、第一液体流量计；9、油气混合装置；10、混合进气口；11、混合出口；12、颗粒物投放装置；13、空气过滤器；14、第一出气口；15、第二出气口；16、油液收集器；17、过滤器；18、第二压力变送器；19、第二液体流量计；20、第二气体流量计；21、转动装置；22、转动架；23、转动架连接结构；24、储油罐连接结构；25、方形块；26、安装槽；27、外角块；28、锁紧螺栓；29、内角块；31、转动电机；32、减速器；33、转动轴；34、连接盘；35、第一连接轴；36、第一轴承座；37、第二连接轴；38、第二轴承座；39、垫块；40、连接座；41、减速壳；42、转动齿轮；43、插接轴；44、信号发射器；45、信号接收盘；46、信号接收器；51、混合横管；52、混合竖管；53、第一压力变送器；54、接管夹；55、温度计；56、颗粒投放管；57、投放管安装块；58、投放管锁紧螺栓；59、投放管连接头；60、投放孔；61、投放接气管；62、手动阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请的滑油输入装置、空气输入装置、三相涡流分离器、滑油加热装置、姿态模拟机构、油液收集器、金属磨粒传感器、液体流量计和气体流量计等均是由配电控制箱进行供电和控制，且测量的数据也直接反馈到配电控制箱并在配电控制箱连接的电脑显示屏上进行显示。

实施例1

如图1-5和图8所示，一种具有姿态模拟功能的三相涡流分离器性能评估试验设备，包括机架1和配电控制箱2，所述机架1上安装有油气混合装置9、滑油输入装置、空气输入装置，滑油输入装置和空气输入装置通过管道与油气混合装置9连通，所述机架1上设置姿态模拟机构3，姿态模拟机构3上安装有储油罐4，储油罐4上固定安装有三相涡流分离器5，姿态模拟机构用于使储油罐4及三相涡流分离器5在X轴上旋转±30°，在Y轴上旋转±40°，滑油输入装置与储油罐4连通，油气混合装置9通过管道连接到三相涡流分离器5的输入口，滑油输入装置与油气混合装置9连接的管道上设置有第一液体流量计8，空气输入装置与油气混合装置9连接的管道上设置有第一气体流量计；三相涡流分离器5的滑油出口通过管道与机架1上设置的油液收集器16连接、空气出口经过第二气体流量计20后排出，油液收集器16通过第二液体流量计19和管道与储油罐4连接，姿态模拟机构3包括机架1上设置的转动装置21，转动装置21连接转动架22并使转动架22在X轴上转动，转动架22上通过转动装置21连接储油罐4，并使储油罐4在Y轴上转动；两个转动装置均包含转动电机31和减速器32，减速器32输出端的转动轴33与转动架22或储油罐4连接，减速器32的输入输出比为36:1的n倍，转动电机31为步进电机，且步进角为90°的n倍，n为不小于1的自然数，且转动电机31连接到配电控制箱，所述减速器32包括减速壳41，转动轴33插入到减速壳41内，且转动轴33处于减速壳41内的部位设置有转动齿轮42，转动齿轮42通过减速壳41内的传动结构与转动电机31配合，转动轴33处于减速壳41内的一端插入有直角形的插接轴43，且插接轴43与转动轴33垂直的部分位于减速壳41的外侧，减速壳41被插接轴43穿过的外侧面嵌入有信号接收盘45，所述的信号接收盘45上均匀的设置有信号接收器46，且信号接收器46的相位差为2.5°，插接轴43上设置有与信号接收器46配合的信号发射器44，所述信号接收器46连接到配电控制箱，并产生信号的时间和持续的时间传输给配电控制箱，配电控制箱将信号接收器46反馈的信号和初始设定的转动角度和持续时间进行比对，用于判断转动装置运行轨迹是否精准，滑油输入装置包括与储油罐4通过管道连通的滑油加热装置6，滑油加热装置6的出油端连接有油泵7，油泵通过管道与油气混合装置连通，且第一液体流量8计安装在油泵7与油气混合装置9之间的管道上，所述空气输入装置包括与空压机连通的空气过滤器13，空气过滤器13通过带有第一气体流量计的管道与油气混合装置9连通。

在正常情况下，油泵与油气混合装置之间还设置单向阀，空气过滤器与油气混合装置之间也设置单向阀，在使用本申请时，先将整个机构通过管路连接好，将储油罐4和三相涡流分离器5安装到姿态模拟机构上，通过姿态模拟机构使控制三相涡流分离器5在X轴的转动幅度为±20°，在Y轴的转动幅度为+30°至-22.5°，每隔30min左右则进行一次超限姿态状态（X轴的转动幅度为±30°，Y轴的转动幅度为±30°），通过油泵以特定的流量（一般是81-107L/min）往油气混合装置9内送入加热的滑油，同时通过空压机将空气抽入到空气过滤器，然后以特定流量（一般是162-214L/min）往混合进气口10通入空气，在油气混合装置9内完成动态的油气混合，并从混合出口11经管道后送入到试验的三相涡流分离器5进行分离试验；经过三相涡流分离器5分离出来的滑油经过管道输送后进入到油液收集器16中，之后油液经过第二液体流量计19后通过管道输送后进入到储油罐进行循环使用，经过三相涡流分离器5分离出来的气体通过管道和第二气体流量计20排出，然后选择稳定的时间，一般是开始试验后3min到结束试验前3min的时间段内选取多段时间（所选的时间需要包括超限姿态状态），如10-15min，通过配电控制箱反馈出此段时间内第一液体流量计的变化量a，第二液体流量计的变化量b，第一气体流量计的变化量c，第二气体流量计的变化量d，其中b/a则是滑油分离效率；d/c则是空气输出效率；如此可以通过试验得到三相涡流分离器的多个滑油分离效率和空气输出效率，判断每个滑油分离效率和每个空气输出效率是否均符合航空发动机的三相涡流分离器的性能要求。

实施例2

如图1-8所示，与实施例1相比，不同点在于，转动架22包括四块方形块25，且方形块的四个侧面中部开设有安装槽26，四个方形块25组成方形架，且相邻的两个方形块25之间通过外角块27和内角块29连接，且内角块29和外角块27均通过锁紧螺栓28与安装槽26内的螺母进行锁紧；所述的转动架22与转动轴33相对的一侧通过转动架连接结构23与机架连接，所述储油罐4与转动轴33相对的一侧通过储油罐连接结构24与转动架22连接，所述转动架连接结构23包括与转动架22连接的第一连接轴35和安装在机架1上的第一轴承座36，所述储油罐连接结构24包括储油罐4侧面固定连接的连接座40，连接座40通过螺栓连接有第二连接轴37，转动架22上设置有与第二连接轴37配合的第二轴承座38，第一连接轴35与转动架22连接的一端固定有连接盘34，连接盘34通过螺栓和安装槽26内的螺母与转动架22锁紧，所述第二轴承座38的下方设置有垫块39，且第二轴承座38和垫块39通过螺栓和安装槽26内的螺母与转动架22锁紧。

本实施例的油气分离试验步骤与实施例1一致，主要对转动架等结构进行设定，转动架采用四块方形块25的结构设计，并在方形块25的四个侧面开设安装槽26，安装槽为内大外小的阶梯形，如此可以将螺母（一般为六角螺母）倾斜放入到安装槽26内，放入后再使螺母在安装槽26宽的部分摆正，如此即可通过锁紧螺栓28与安装槽26内的螺母将外角块27和内角块29与方形块25锁紧，同时对于转动轴（与转动架的端部为圆块或方块，然后通过螺栓锁紧）或者减速器的安装也可以通过这个方式进行，无需进行螺栓孔的开设，进而就没有螺栓孔的位置偏差情况出现；转动架22通过螺栓和螺母与第一连接轴35端部的连接块进行安装，如此可以通过测量工具如激光或者水平尺等确保安装后的第一连接轴35和对应的转动轴33处于同一条直线上，而第二轴承座38通过垫块39的配合，使安装后的第二连接轴37与对应的转动轴33处于同一高度和同一直线，同时也方便通过螺栓和安装槽26内的螺母进行锁紧。

实施例3

如图1-5、图8-10和图12所示，与实施例1的不同之处在于，所述油气混合装置9包括混合横管51和混合竖管52，滑油输入装置与混合横管51连通，空气输入装置与混合横管51上的混合进气口10连接，混合竖管52设置混合出口11和颗粒物投放装置12，且混合竖管52上还通过三通接头连接有用于显示混合油气压力的第一压力变送器53和反应混合油气温度的温度计，油液收集器16与储油罐4连通的管道上设置有第二压力变送器18，所述颗粒物投放装置12包括两块投放管安装块57，两块投放管安装块57之间设置有竖直走向的颗粒投放管56，且投放管安装块57内开设有与颗粒投放管内径一致的投放孔60，下部的投放管安装块57下侧设置有投放连接头59，投放连接头59与混合竖管52通过接管夹54卡紧固定，所述颗粒投放管56为透明玻璃管，两端插入到投放管安装块57内，两块投放管安装块57通过投放管锁紧螺栓58锁紧，三相涡流分离器5的空气出口通过管道和第二气体流量计20与机架1上设置的过滤器17连接，所述油液收集器16内设置有用于感应回收颗粒的金属磨粒传感器，且金属磨屑传感器能对回收的颗粒进行计数。

本实施例在油气混合之前，先准备好试验用的铁磁性金属颗粒，并计量好颗粒数量f，一般是超过100粒，之后再将准备好的铁磁性金属颗粒倒入烧杯中，然后再往烧杯中倒入滑油，使滑油与铁磁性颗粒混合，如此完成铁磁性金属颗粒的准备工作，然后将准备的铁磁性金属颗粒从投放孔60倒入颗粒投放管56内，进而使混合有铁磁性金属颗粒的滑油进入到混合竖管内，在倒入的过程中，观察混合有铁磁性金属颗粒的滑油是否粘在颗粒投放管56的内壁上，完成投放后，将颗粒物投放装置拆下后密封或者将颗粒物投放装置进行密封，之后进行油气混合和三相涡流分离器的分离试验，经过三相涡流分离器5分离出来的滑油经过管道输送后进入到油液收集器16中，油液收集器16中金属磨粒传感器将滑油中没有分离干净的颗粒物进行收集并计数h，之后油液经过第二液体流量计19后通过管道输送后进入到储油罐进行循环使用，经过三相涡流分离器5分离出来的气体通过管道和第二气体流量计20后输送到过滤器17，通过过滤器17将气体中携带的滑油分离，分离出来的滑油输送到储油罐，气体则是直接排出；滑油分离效率的计算和空气输出效率的计算均与实施例1一致，相比实施例1，本实施例还能进行铁磁性金属颗粒的分离试验，分离效率为（f-h）/f，得到的分离效率和试验的颗粒大小与性能要求进行比对，性能要求如下“分离器应保证从0.05mg（约500um×500um×25um）到0.13mg（约762um×762um×25um）范围的铁磁性颗粒分离效率不低于70%；从0.13mg（约762um×762um×25um）到0.8mg（约1000um×1000um×100um）范围的铁磁性颗粒，分离效率不低于85%。”，如此可以通过试验得到三相涡流分离器的三个分离效率数据，能够更为准确的判断出三相涡流分离器的性能好坏。

实施例4

如图1-5和图8-12所示，与实施例3的不同之处在于，混合竖管52与投放连接头59接触的部分设置有控制开合的手动阀62，上部的投放管安装块57上也安装有投放管连接头59，且上部的投放管连接头59的内径小于颗粒投放管56的内径，下部投放管连接头的内径大于颗粒投放管56的内径，上方的投放管连接头59通过接管夹54可拆卸连接有投放接气管61，投放接气管61连接高压气泵，从投放接气管61向下吹出的气流压力为混合油气送入到三相涡流分离器5压力的3倍以上，所述空气输入装置包括与空压机连通的空气过滤器13，空气过滤器13有第一出气口14和第二出气口15，第一气体流量计安装在第一出气口14和混合进气口10连通的管道上，第二出气口15通过管道和高压气泵与投放接气管61连通。

本实施例为最优方案，可以进行连续的涡流试验，在设定的时间内添加铁磁性金属颗粒，具体操作如下，空气输入和滑油输入的流程与实施例1一致，在需要添加铁磁性金属颗粒时，先将混合有铁磁性金属颗粒滑油从上部的投放管连接头59倒入，直至被手动阀62拦截，然后通过接管夹54将上部的投放连接头59与投放接气管61连接，通过高压气泵输入高压气流，之后再打开手动阀62，通过高压气流将混合有铁磁性金属颗粒的滑油吹入到混合竖管52内，由于高压气流的压力大于混合油气的压力，可以确保混合油气不会进入手段阀62之上的部位，在高压气流通入20s后关闭手动阀62，如此完成了动态状态下的颗粒物投放，在测试状态下，可以进行多次颗粒物的投放，比如间隔30min投放一次颗粒物，投放的颗粒物数量和颗粒物的大小均可以不相同，只需记录每次投放的数量，然后再统计在下次投放前，金属磨粒传感器的收集量即可，可以计算出每一次投放的颗粒物的分离效率，进而可以测试出三相涡流分离器对不同大小的铁磁性金属颗粒物的分离效率，能够更加全面的反馈出三相涡流分离器的性能。

需要说明的是，在本文中，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过程、方法、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过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，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，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有姿态模拟功能的三相涡流分离器性能评估试验设备，包括机架和配电控制箱，所述机架上安装有油气混合装置、滑油输入装置、空气输入装置，滑油输入装置和空气输入装置通过管道与油气混合装置连通，其特征在于，所述机架上设置姿态模拟机构，姿态模拟机构上安装有储油罐，储油罐上固定安装有三相涡流分离器，姿态模拟机构用于使储油罐及三相涡流分离器在X轴上旋转±30°，在Y轴上旋转±40°，滑油输入装置与储油罐连通，油气混合装置通过管道连接到三相涡流分离器的输入口，滑油输入装置与油气混合装置连接的管道上设置有第一液体流量计，空气输入装置与油气混合装置连接的管道上设置有第一气体流量计；三相涡流分离器的滑油出口通过管道与机架上设置的油液收集器连接、空气出口经过第二气体流量计后排出，油液收集器通过第二液体流量计和管道与储油罐连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有姿态模拟功能的三相涡流分离器性能评估试验设备，其特征在于，姿态模拟机构包括机架上设置的转动装置，转动装置连接转动架并使转动架在X轴上转动，转动架上通过转动装置连接储油罐，并使储油罐在Y轴上转动；两个转动装置均包含转动电机和减速器，减速器输出端的转动轴与转动架或储油罐连接，减速器的输入输出比为36:1的n倍，转动电机为步进电机，且步进角为90°的n倍，n为不小于1的自然数，且转动电机连接到配电控制箱。

3.根据权利要求2所述的一种具有姿态模拟功能的三相涡流分离器性能评估试验设备，其特征在于，所述减速器包括减速壳，转动轴插入到减速壳内，且转动轴处于减速壳内的部位设置有转动齿轮，转动齿轮通过减速壳内的传动结构与转动电机配合，转动轴处于减速壳内的一端插入有直角形的插接轴，且插接轴与转动轴垂直的部分位于减速壳的外侧，减速壳被插接轴穿过的外侧面嵌入有信号接收盘，所述的信号接收盘上均匀的设置有信号接收器，且信号接收器的相位差为2.5°，插接轴上设置有与信号接收器配合的信号发射器，所述信号接收器连接到配电控制箱，并产生信号的时间和持续的时间传输给配电控制箱，配电控制箱将信号接收器反馈的信号和初始设定的转动角度和持续时间进行比对，用于判断转动装置运行轨迹是否精准。

4.根据权利要求1所述的一种具有姿态模拟功能的三相涡流分离器性能评估试验设备，其特征在于，所述油气混合装置包括混合横管和混合竖管，滑油输入装置与混合横管连通，空气输入装置与混合横管上的混合进气口连接，混合竖管设置混合出口和颗粒物投放装置，且混合竖管上还通过三通接头连接有用于显示混合油气压力的第一压力变送器和反应混合油气温度的温度计，油液收集器与储油罐连通的管道上设置有第二压力变送器，所述颗粒物投放装置包括两块投放管安装块，两块投放管安装块之间设置有竖直走向的颗粒投放管，且投放管安装块内开设有与颗粒投放管内径一致的投放孔，下部的投放管安装块下侧设置有投放连接头，投放连接头与混合竖管通过接管夹卡紧固定。

5.根据权利要求4所述的一种具有姿态模拟功能的三相涡流分离器性能评估试验设备，其特征在于，所述颗粒投放管为透明玻璃管，两端插入到投放管安装块内，两块投放管安装块通过投放锁管锁紧螺栓锁紧。

6.根据权利要求4所述的一种具有姿态模拟功能的三相涡流分离器性能评估试验设备，其特征在于，三相涡流分离器的空气出口通过管道和第二气体流量计与机架上设置的过滤器连接，所述油液收集器内设置有用于感应回收颗粒的金属磨粒传感器，且金属磨屑传感器能对回收的颗粒进行计数。

7.根据权利要求5所述的一种具有姿态模拟功能的三相涡流分离器性能评估试验设备，其特征在于，混合竖管与投放连接头接触的部分设置有控制开合的手动阀，上部的投放管安装块上也安装有投放管连接头，且上部的投放管连接头的内径小于颗粒投放管的内径，下部投放管连接头的内径大于颗粒投放管的内径。

8.根据权利要求7所述的一种具有姿态模拟功能的三相涡流分离器性能评估试验设备，其特征在于，上方的投放管连接头通过接管夹可拆卸连接有投放接气管，投放接气管连接气泵，从投放接气管向下吹出的气流压力为混合油气送入到三相涡流分离器压力的3倍以上。

9.根据权利要求1所述的一种具有姿态模拟功能的三相涡流分离器性能评估试验设备，其特征在于，滑油输入装置包括与储油罐通过管道连通的滑油加热装置，滑油加热装置的出油端连接有油泵，油泵通过管道与油气混合装置连通，且第一液体流量计安装在油泵与油气混合装置之间的管道上。

10.根据权利要求8所述的一种具有姿态模拟功能的三相涡流分离器性能评估试验设备，其特征在于，所述空气输入装置包括与空压机连通的空气过滤器，空气过滤器有第一出气口和第二出气口，第一气体流量计安装在第一出气口和混合进气口连通的管道上，第二出气口通过管道和气泵与投放接气管连通。

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