CN115876265B

CN115876265B - 一种航空发动机喷嘴流量检测装置

Info

Publication number: CN115876265B
Application number: CN202310124446.4A
Authority: CN
Inventors: 马春力; 王鹏; 但盼亮; 任金茹
Original assignee: Xi'an Chengli Aviation Manufacturing Co ltd
Current assignee: Xi'an Chengli Aviation Manufacturing Co ltd
Priority date: 2023-02-16
Filing date: 2023-02-16
Publication date: 2023-05-16
Anticipated expiration: 2043-02-16
Also published as: CN115876265A

Abstract

本发明公开了一种航空发动机喷嘴流量检测装置，涉及航空发动机测试技术领域，包括检测组件，所述检测组件包括输出管，输出管上固定安装有检测腔，所述检测腔内设置有检测辊筒，检测辊筒固定安装在测流电机的输出轴上，测流电机固定安装在C形架上。本发明设置的检测组件，通过压差的变化来判断流速，可以适用于高速的流体测量，减少了油液管道内的压力损失，提高了测量精度；通过设置辅助组件，采用闭环的流量检测方式，通过判断输入流量和输出流量的差值，即可判断出是否因喷嘴与夹具之间的密封性问题，而导致测量的结果不准；在检测喷嘴流量的同时，还可以测试燃油喷嘴的雾化效果，以及油液雾化的形状是否合格。

Description

一种航空发动机喷嘴流量检测装置

技术领域

本发明涉及航空发动机测试技术领域，具体为一种航空发动机喷嘴流量检测装置。

背景技术

航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械，作为飞机的心脏，不仅是飞机飞行的动力，也是促进航空事业发展的重要推动力，人类航空史上的每一次重要变革都与航空发动机的技术进步密不可分，航空发动机内部最重要的部件之一则是燃油喷嘴，燃油喷嘴作为燃油喷射、雾化的部件，其雾化性能对发动机的燃烧和稳定工作有重大影响。因此为了保证航空发动机能正常工作的可靠性，需要对航空发动机燃油雾化喷嘴进行流量检测，检测喷嘴在长时间工作后是否出现堵塞，然而在对喷嘴进行流量检测时，往往需要将其与油管的一端连接，连接处的夹具与喷嘴之间如存在间隙，则会导致喷口流量测量不准。

现有技术，公开号为CN109141897A的发明专利公开了一种航空发动机喷嘴流量综合测试系统，其包括：底座、电气控制柜、工业触摸屏、带减速器力矩电机、丝杠、支撑座、滑槽、传感器阵列支架、传感器阵列固定平台、数据采集模块、圆形传感器阵列安装板、压力传感器、喷嘴测试台、喷嘴测试台支架、储油罐、储水罐、增压泵、上喷嘴固定夹、下喷嘴固定夹、激光照准接收端、激光照准发射端、超声测距传感器，可显著提高航空发动机燃油喷嘴的检测质量和效果。但是该现有技术在测量时，无法判断是否因喷嘴与夹具之间的密封性问题，而导致测量的结果不准。

发明内容

为克服上述现有技术的缺陷，本发明提供如下技术方案：一种航空发动机喷嘴流量检测装置，包括检测组件，所述检测组件包括输出管，输出管上固定安装有检测腔，所述检测腔内设置有检测辊筒，检测辊筒固定安装在测流电机的输出轴上，测流电机固定安装在C形架上，所述检测腔上还固定安装有第一压力传感器支架，第一压力传感器支架与C形架之间设置有第一压力传感器，所述检测腔上还设置有用于起密封作用的密封罩；还包括辅助组件，所述辅助组件包括透明防溅箱，透明防溅箱内设置有排液板，排液板倾斜设置在输出管的下方，所述透明防溅箱的下表面固定安装有第二压力传感器，第二压力传感器固定设置在第二压力传感器支架上，所述透明防溅箱的底部还设置有电磁阀，所述透明防溅箱内还固定安装有支撑座，支撑座上固定安装有疏水板，疏水板上固定安装有环形滑动架，环形滑动架上滑动设置有滑动座，滑动座上通过花键滑动安装有调节丝杠，调节丝杠的一端通过第二调节电机转动安装有第二激光发射器。

优选地，所述检测腔上设有沿检测腔径向设置的滑轨槽，并且检测辊筒设置于该滑轨槽内，所述测流电机的输出轴与检测腔的相交位置开设有滑轨槽。

优选地，所述检测腔上还固定安装有输入管，所述输出管上固定安装有夹持环，所述夹持环上转动设置有齿轮环。

优选地，所述夹持环上滑动设置有三个等角度的夹持头，三个所述夹持头上均固定设置有夹紧丝杠，所述夹紧丝杠通过螺母齿轮支架与夹持环滑动配合。

优选地，每个所述的夹紧丝杠上均螺纹安装有螺母齿轮，其中一个螺母齿轮上固定安装有旋紧端头，三个所述螺母齿轮通过齿轮环转动连接。

优选地，所述密封罩固定安装在滑动横梁上，所述滑动横梁滑动设置在滑动支架上。

优选地，所述滑动座上还转动设置有调节螺母齿轮，调节螺母齿轮与调节丝杠螺纹配合，所述滑动座上固定安装有第一调节电机，第一调节电机的输出轴上固定安装有调节输入齿轮，调节输入齿轮与调节螺母齿轮啮合。

优选地，所述环形滑动架上还转动安装有旋转齿环，旋转齿环与滑动座固定连接，所述支撑座上还固定安装有旋转电机，旋转电机的输出轴上固定安装有旋转内齿轮，旋转内齿轮与旋转齿环啮合。

优选地，所述透明防溅箱上还固定安装有辅助电机，辅助电机的输出轴上固定安装有辅助丝杠，辅助丝杠与透明防溅箱转动连接，所述辅助丝杠上螺纹安装有第一激光发射器支架，第一激光发射器支架上设置有第一激光发射器，所述透明防溅箱上还固定安装有电缸，电缸的伸缩杆上固定安装有限位滑板，限位滑板与第一激光发射器支架接触配合。

本发明与现有技术相比具备以下有益效果：（1）本发明设置的检测组件，通过压差的变化来判断流速，可以适用于高速的流体测量，减少了油液管道内的压力损失，提高了测量精度；（2）本发明通过设置辅助组件，采用闭环的流量检测方式，通过判断输入流量和输出流量的差值，即可判断出是否因喷嘴与夹具之间的密封性问题，而导致测量的结果不准；（3）本发明在检测喷嘴流量的同时，还可以测试燃油喷嘴的雾化效果，以及油液雾化的形状是否合格。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明图1中A处结构示意图。

图3为本发明第二压力传感器处结构示意图。

图4为本发明透明防溅箱内部结构示意图。

图5为本发明旋转内齿轮处结构示意图。

图6为本发明图5中B处结构示意图。

图7为本发明调节螺母齿轮处结构示意图。

图8为本发明检测组件结构示意图。

图9为本发明密封罩内部结构示意图。

图10为本发明检测辊筒处结构示意图。

图11为本发明螺母齿轮支架处结构示意图。

图12为本发明图11中C处结构示意图。

图13为本发明输出管处结构剖视图。

图中：101-滑动支架；102-滑动横梁；103-密封罩；104-检测腔；105-输入管；106-输出管；107-夹持环；108-齿轮环；109-螺母齿轮支架；110-夹紧丝杠；111-螺母齿轮；112-夹持头；113-旋紧端头；114-测流电机；115-C形架；116-第一压力传感器；117-第一压力传感器支架；118-检测辊筒；201-透明防溅箱；202-排液板；203-辅助电机；204-辅助丝杠；205-第一激光发射器支架；206-第一激光发射器；207-限位滑板；208-电缸；209-电磁阀；210-第二压力传感器；211-第二压力传感器支架；212-疏水板；213-支撑座；214-旋转电机；215-旋转内齿轮；216-旋转齿环；217-环形滑动架；218-滑动座；219-第一调节电机；220-调节丝杠；221-调节输入齿轮；222-调节螺母齿轮；223-第二调节电机；224-第二激光发射器；3-燃油喷嘴。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1、图4、图8-图13所示，本发明提供一种航空发动机喷嘴流量检测装置，包括检测组件，检测组件包括输出管106，输出管106上固定安装有检测腔104，检测腔104内设置有检测辊筒118，检测辊筒118固定安装在测流电机114的输出轴上，测流电机114固定安装在C形架115上，检测腔104上还固定安装有第一压力传感器支架117，第一压力传感器支架117与C形架115之间设置有第一压力传感器116，检测腔104上还设置有用于起密封作用的密封罩103。检测腔104上设有沿检测腔104径向设置的滑轨槽，并且检测辊筒118设置于该滑轨槽内，测流电机114的输出轴与检测腔104的相交位置开设有滑轨槽，检测腔104上还固定安装有输入管105，输出管106上固定安装有夹持环107，夹持环107上转动设置有齿轮环108，夹持环107上滑动设置有三个等角度的夹持头112，三个夹持头112上均固定设置有夹紧丝杠110，夹紧丝杠110通过螺母齿轮支架109与夹持环107滑动配合，每个夹紧丝杠110上均螺纹安装有螺母齿轮111，其中一个螺母齿轮111上固定安装有旋紧端头113，三个螺母齿轮111通过齿轮环108转动连接。密封罩103固定安装在滑动横梁102上，滑动横梁102滑动设置在滑动支架101上。

如图1-图7所示，还包括辅助组件，辅助组件包括透明防溅箱201，透明防溅箱201内设置有排液板202，排液板202倾斜设置在输出管106的下方，透明防溅箱201的下表面固定安装有第二压力传感器210，第二压力传感器210固定设置在第二压力传感器支架211上，透明防溅箱201的底部还设置有电磁阀209，透明防溅箱201内还固定安装有支撑座213，支撑座213上固定安装有疏水板212，疏水板212上固定安装有环形滑动架217，环形滑动架217上滑动设置有滑动座218，滑动座218上通过花键滑动安装有调节丝杠220，调节丝杠220的一端通过第二调节电机223转动安装有第二激光发射器224。滑动座218上还转动设置有调节螺母齿轮222，调节螺母齿轮222与调节丝杠220螺纹配合，滑动座218上固定安装有第一调节电机219，第一调节电机219的输出轴上固定安装有调节输入齿轮221，调节输入齿轮221与调节螺母齿轮222啮合，环形滑动架217上还转动安装有旋转齿环216，旋转齿环216与滑动座218固定连接，支撑座213上还固定安装有旋转电机214，旋转电机214的输出轴上固定安装有旋转内齿轮215，旋转内齿轮215与旋转齿环216啮合，透明防溅箱201上还固定安装有辅助电机203，辅助电机203的输出轴上固定安装有辅助丝杠204，辅助丝杠204与透明防溅箱201转动连接，辅助丝杠204上螺纹安装有第一激光发射器支架205，第一激光发射器支架205上设置有第一激光发射器206，透明防溅箱201上还固定安装有电缸208，电缸208的伸缩杆上固定安装有限位滑板207，限位滑板207与第一激光发射器支架205接触配合。

本发明公开的一种航空发动机喷嘴流量检测装置的工作原理如下：首先将燃油喷嘴3安装在夹持环107内侧，具体的，通过用扳手转动旋紧端头113，旋紧端头113转动会带动其中一个螺母齿轮111转动，通过齿轮环108带动三个螺母齿轮111同时转动，螺母齿轮111转动会通过夹紧丝杠110带动夹持头112直线移动，从而将燃油喷嘴3夹紧在夹持环107上，同时需要通过橡胶垫将燃油喷嘴3与输出管106的接触位置进行密封。在使用前，需要将输入管105与油管进行连接，然后启动油泵，并向输入管105内充压，此时油液会通过输入管105流经检测辊筒118，然后通过燃油喷嘴3喷射出雾状，此时启动测流电机114（也可提前启动测流电机114），测流电机114的输出轴会带动检测辊筒118转动（如图10所示，从上向下观察顺时针转动），检测辊筒118转动会带动检测辊筒118表面附近的油液跟随转动，而油液的流动方向始终指向夹持环107，而检测辊筒118两侧的切向方向是相反的，因此与油液运动方向相同一侧的压力则会低于另一侧，此时检测辊筒118则会产生压力，检测辊筒118会通过测流电机114的输出轴施加给C形架115，C形架115会挤压第一压力传感器116，通过第一压力传感器116检测检测辊筒118上产生的压力，通过压力（第一压力传感器116的阻值变化）的大小判断油液的流速，进而得出流量。雾化的油液会喷射在疏水板212上，此时先启动第一激光发射器206，第一激光发射器206发出光束，然后控制电缸208，电缸208的伸缩杆带动限位滑板207与第一激光发射器支架205分离，此时启动辅助电机203，辅助电机203转动会带动第一激光发射器支架205转动，然后带动第一激光发射器206旋转起来，使其第一激光发射器206的光束经过油液雾化形成的圆锥，此时即可观察出雾化圆锥的切面，而光束经过雾化油液会发生漫反射，通过光亮的分布是否均匀即可判断油液雾化的效果，同时控制电缸208，使其限位滑板207与第一激光发射器支架205接触时，则会使得第一激光发射器支架205沿着限位滑板207表面轴向移动，从而检测雾化圆锥的各个切面。使用者还可以控制第一调节电机219，第一调节电机219的输出轴会带动调节输入齿轮221转动，调节输入齿轮

221转动会带动调节螺母齿轮222转动，调节螺母齿轮222转动会带动调节丝杠220直线移动，调节丝杠220会带动第二激光发射器224移动，然后控制第二调节电机223的转动角度，来控制第二激光发射器224的摆动角度，而第二激光发射器224发出的光束则会经过雾化圆锥的边缘，然后启动旋转电机214，旋转电机214的输出轴会带动旋转内齿轮215转动，旋转内齿轮215转动会带动旋转齿环216转动，旋转齿环216转动会带动滑动座218转动，滑动座

218转动则会带动第二激光发射器224转动，然后使得第二激光发射器224发出的光束围绕这雾化圆锥的边缘旋转，通过观察光束的光亮强度即可判断，燃油喷嘴3形成的雾化圆锥是否符合设计的角度（通过第二调节电机223调节第二激光发射器224的角度，因此通过控制第二调节电机223的转动角度即可改变所需检测的范围）。使用者通过螺钉将滑动横梁102与滑动支架101的连接位置进行旋紧固定，从而来调节燃油喷嘴3与疏水板212的距离。

经过一段时间的检测，雾化的油液会喷射在透明防溅箱201内，通过透明防溅箱201收集起来，随着油液的增多，透明防溅箱201的重量也会增加，通过第二压力传感器210来检测透明防溅箱201的重量变化，由于检测组件已经测试出了输入油液的流量，若燃油喷嘴3与输出管106的出现泄露，或者雾化不完全，部分没有雾化的油液会顺着夹持环107滴落在排液板202上，然后顺着排液板202滑落到外侧，此时通过透明防溅箱201内部油液的量和输入油液的量求差，即可得出燃油喷嘴3实际雾化油液的流量。

Claims

1.一种航空发动机喷嘴流量检测装置，其特征在于：包括检测组件，所述检测组件包括输出管（106），输出管（106）上固定安装有检测腔（104），所述检测腔（104）内设置有检测辊筒（118），检测辊筒（118）固定安装在测流电机（114）的输出轴上，测流电机（114）固定安装在C形架（115）上，所述检测腔（104）上还固定安装有第一压力传感器支架（117），第一压力传感器支架（117）与C形架（115）之间设置有第一压力传感器（116），所述检测腔（104）上还设置有用于起密封作用的密封罩（103），所述检测腔（104）上设有沿检测腔（104）径向设置的滑轨槽，并且检测辊筒（118）设置于该滑轨槽内，所述测流电机（114）的输出轴与检测腔（104）的相交位置开设有滑轨槽，所述检测腔（104）上还固定安装有输入管（105），所述输出管（106）上固定安装有夹持环（107），所述夹持环（107）上转动设置有齿轮环（108），所述夹持环（107）上滑动设置有三个等角度的夹持头（112），三个所述夹持头（112）上均固定设置有夹紧丝杠（110），所述夹紧丝杠（110）通过螺母齿轮支架（109）与夹持环（107）滑动配合，每个所述的夹紧丝杠（110）上均螺纹安装有螺母齿轮（111），其中一个螺母齿轮（111）上固定安装有旋紧端头（113），三个所述螺母齿轮（111）通过齿轮环（108）转动连接；

还包括辅助组件，所述辅助组件包括透明防溅箱（201），透明防溅箱（201）内设置有排液板（202），排液板（202）倾斜设置在输出管（106）的下方，所述透明防溅箱（201）的下表面固定安装有第二压力传感器（210），第二压力传感器（210）固定设置在第二压力传感器支架（211）上，所述透明防溅箱（201）的底部还设置有电磁阀（209），所述透明防溅箱（201）内还固定安装有支撑座（213），支撑座（213）上固定安装有疏水板（212），疏水板（212）上固定安装有环形滑动架（217），环形滑动架（217）上滑动设置有滑动座（218），滑动座（218）上通过花键滑动安装有调节丝杠（220），调节丝杠（220）的一端通过第二调节电机（223）转动安装有第二激光发射器（224），所述透明防溅箱（201）上还固定安装有辅助电机（203），辅助电机（203）的输出轴上固定安装有辅助丝杠（204），辅助丝杠（204）与透明防溅箱（201）转动连接，所述辅助丝杠（204）上螺纹安装有第一激光发射器支架（205），第一激光发射器支架（205）上设置有第一激光发射器（206），所述透明防溅箱（201）上还固定安装有电缸（208），电缸（208）的伸缩杆上固定安装有限位滑板（207），限位滑板（207）与第一激光发射器支架（205）接触配合。

2.根据权利要求1所述的一种航空发动机喷嘴流量检测装置，其特征在于：所述密封罩（103）固定安装在滑动横梁（102）上，所述滑动横梁（102）滑动设置在滑动支架（101）上。

3.根据权利要求2所述的一种航空发动机喷嘴流量检测装置，其特征在于：所述滑动座（218）上还转动设置有调节螺母齿轮（222），调节螺母齿轮（222）与调节丝杠（220）螺纹配合，所述滑动座（218）上固定安装有第一调节电机（219），第一调节电机（219）的输出轴上固定安装有调节输入齿轮（221），调节输入齿轮（221）与调节螺母齿轮（222）啮合。

4.根据权利要求3所述的一种航空发动机喷嘴流量检测装置，其特征在于：所述环形滑动架（217）上还转动安装有旋转齿环（216），旋转齿环（216）与滑动座（218）固定连接，所述支撑座（213）上还固定安装有旋转电机（214），旋转电机（214）的输出轴上固定安装有旋转内齿轮（215），旋转内齿轮（215）与旋转齿环（216）啮合。