CN117848729B - 一种双涵吸气式负压试验装置 - Google Patents

Abstract

一种双涵吸气式负压试验装置，属于飞机发动机试验技术领域。本发明的目的是针对发动机空气系统控制子系统的管路流量特性测量需求及防冰系统管路流量及环境参数的需求。本发明包括外涵组件、负压试验舱组件、外涵流量控制组件、试验舱大流量控制组件、试验舱小流量控制组件和真空球罐，外涵组件通过外涵流量控制组件与真空球罐建立连接，外涵组件安装在负压试验舱组件上并与负压试验舱组件内部连通，负压试验舱组件分别通过试验舱大流量控制组件和试验舱小流量控制组件与真空球罐连通。通过本发明的一种双涵吸气负压试验装置形成稳定的外涵气流，通过外涵下方与试验舱之间的密封接口将外涵稳定气流引入管路试验件的管路内部。

Description

一种双涵吸气式负压试验装置

技术领域

本发明属于飞机发动机试验技术领域，具体为一种双涵吸气式负压试验装置。

背景技术

飞机发动机具有复杂的空气系统，空气系统的控制往往需对控制子系统中的管路内外复杂的流量特性进行测量, 以获得最优的控制方案。另外，飞机发动机等关键部件还需具备有效的防冰系统，避免飞机经过含有过冷水滴的低温云层时关键部件的迎风部位发生结冰。热气防冰系统是一种有效的防冰技术，热气防冰系统从发动机压气机引出一定量的热空气对需要防护的部件进行加热，使得部件表面温度高于冰的凝固点。热气防冰系统也需对其自身的管路内外流量及环境参数进行测量，以便达到最优防冰效果。针对以上两方面需求，均需将对不同系统的管路部件置于相对稳定的负压环境下，从而进行管路系统内外流量及环境参数的测量。

因此，本申请提出一种双涵吸气式负压试验装置，用以实现不同管路系统内外流量及环境参数测量试验研究。

发明内容

本发明研发目的是针对发动机空气系统控制子系统的管路流量特性测量需求及防冰系统管路流量及环境参数的需求。在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。

本发明的技术方案：

一种双涵吸气式负压试验装置，包括外涵组件、负压试验舱组件、外涵流量控制组件、试验舱大流量控制组件、试验舱小流量控制组件和真空球罐，外涵组件通过外涵流量控制组件与真空球罐建立连接，外涵组件安装在负压试验舱组件上并与负压试验舱组件内部连通，负压试验舱组件分别通过试验舱大流量控制组件和试验舱小流量控制组件与真空球罐连通，外涵流量控制组件布置在试验舱大流量控制组件的上方，试验舱大流量控制组件与试验舱小流量控制组件并排布置。

进一步的，所述外涵组件包括引气喇叭口、流量段、引气口安装件、外涵流量耙、外涵补偿段和外涵转接段，引气喇叭口、流量段、外涵补偿段和外涵转接段依次建立连接，外涵转接段与外涵流量控制组件连接，流量段内安装有外涵流量耙，流量段的外壁上安装有引气口安装件，流量段通过引气口安装件与负压试验舱组件连通。

进一步的，所述负压试验舱组件包括前舱盖、第一舱段、第二舱段、后舱盖、大流量控制接口和小流量控制接口，第一舱段与第二舱段建立连接，第一舱段的前端安装有前舱盖，第二舱段的后端安装有后舱盖，后舱盖上分别通过大流量控制接口和小流量控制接口与试验舱大流量控制组件和试验舱小流量控制组件建立连接，大流量控制接口内设置有大流量测压耙，小流量控制接口内设置有小流量测压耙。

进一步的，所述第一舱段上设置有外涵接口，外涵接口与引气口安装件配合连接，第一舱段的外侧壁上加工有多个观察窗口，泄压口、试验件航电插头接口和试验件测压管路接口分别设置在第一舱段上。

进一步的，所述外涵流量控制组件包括外涵膨胀节、外涵流量计和外涵管路，外涵膨胀节的一端与外涵转接段建立连接，外涵膨胀节的另一端通过外涵流量计与外涵管路连接，外涵管路的另一端与真空球罐建立连接。

进一步的，所述试验舱大流量控制组件包括大流量膨胀节、大流量计和大流量管路，大流量膨胀节通过大流量计与大流量管路建立连接，大流量膨胀节与大流量控制接口建立连接，大流量管路与真空球罐建立连接。

进一步的，所述试验舱小流量控制组件包括小流量计、小流量膨胀节、小流量截止阀和小流量管路，小流量膨胀节通过小流量计与小流量控制接口建立连接，小流量膨胀节与小流量管路之间设置有小流量截止阀，小流量管路与真空球罐建立连接。

本发明具有以下有益效果：

本发明的一种双涵吸气式负压试验装置，外涵组件与真空球罐之间通过外涵流量控制组件有效控制外涵流量大小，球罐抽吸空气，形成稳定压力的外涵气流，通过外涵下方与试验舱之间的密封接口将外涵稳定压力的气流引入安装于试验舱中试验件的管路内部。

本发明的一种双涵吸气式负压试验装置的负压试验舱组件通过试验舱大流量控制组件和试验舱小流量控制组件，通过真空球罐抽吸形成负压环境，通过不同的流量计和截止阀实现流量和试验舱内的压力的稳定精确控制，舱壁上设置泄压口能够实现快速泄压方便工作人员进入舱段，试验件航电插头接口可满足试验件上自带流量阀的通电需求，试验件测压管路接口能够满足试验件内外共200多个流量监测点的测压需求。

附图说明

图1是一种双涵吸气式负压试验装置的整体结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是外涵组件在大流量状态下的结构示意图；

图4是外涵组件在小流量状态下的结构示意图；

图5是在小流量状态下的一种双涵吸气式负压试验装置的整体结构示意图；

图6是负压试验舱组件的示意图；

图7是外涵组件和负压试验舱组件内部气体流动状态示意图。

图中1-外涵组件，2-负压试验舱组件，3-外涵流量控制组件，4-试验舱大流量控制组件，5-试验舱小流量控制组件，6-引气喇叭口，7-流量段，8-引气口安装件，9-外涵流量耙，10-外涵补偿段，11-外涵转接段，12-前舱盖，13-第一舱段，14-第二舱段，15-后舱盖，16-外涵接口，17-观察窗口，18-泄压口，19-试验件航电插头接口，20-试验件测压管路接口，21-大流量控制接口，22-小流量控制接口，23-外涵膨胀节，24-外涵流量计，25-外涵管路，26-大流量膨胀节，27-大流量计，28-大流量管路，29-小流量计，30-小流量膨胀节，31-小流量截止阀，32-小流量管路，33-真空球罐，34-大流量测压耙，35-小流量测压耙。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

本发明所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接（即为不可拆卸连接）包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺纹连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认为总能在现有连接方式中找到至少一种连接方式能够实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择铰链连接。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1，结合图1-图7说明本实施例，本实施例的一种双涵吸气式负压试验装置，包括外涵组件1、负压试验舱组件2、外涵流量控制组件3、试验舱大流量控制组件4、试验舱小流量控制组件5和真空球罐33，外涵组件1通过外涵流量控制组件3与真空球罐33建立连接形成外涵内稳定压力和气流的部件，外涵组件1安装在负压试验舱组件2上并与负压试验舱组件2内部连通，将外涵稳定气流引入试验件管道内部，负压试验舱组件2分别通过试验舱大流量控制组件4和试验舱小流量控制组件5与真空球罐33连通，外涵流量控制组件3布置在试验舱大流量控制组件4的上方，试验舱大流量控制组件4与试验舱小流量控制组件5并排布置，有效控制和调节试验舱内压力，从而形成试验件管道内外稳定的压力比。

外涵组件1通过外涵流量控制组件3连接真空球罐33抽吸空气，在外涵流量控制组件3的作用下有效控制外涵流量大小，形成稳定压力的外涵气流，管路系统试验件安装在外涵组件1下方的负压试验舱组件2内，试验件安装在对应的支撑筒体上，并通过四个可调高度的支腿调节试验件的安装姿态，试验件与引气口安装件8之间采用软连接连通，支腿下方为滚轮，可在舱内底板上的轨道上前后滚动，通过外涵组件1下方与负压试验舱组件之间的密封接口将外涵稳定气流引入管路系统试验件的管路内部。负压试验舱组件2通过真空球罐33抽吸形成负压环境，舱壁上设置有多个试验监测和观察接口等，满足管路系统试验件内外流量测量和状态监测需求；负压试验舱组件2与真空球罐33之间通过试验舱大流量控制组件4和试验舱小流量控制组件5有效控制和调节舱内压力和流量。

所述外涵组件1包括引气喇叭口6、流量段7、引气口安装件8、外涵流量耙9、外涵补偿段10和外涵转接段11，引气喇叭口6、流量段7、外涵补偿段10和外涵转接段11依次建立连接，外涵转接段11与外涵流量控制组件3连接，外涵流量控制组件3可使外涵内建立试验所需的稳定压力的流场，流量段7内安装有外涵流量耙9，流量段7的外壁上安装有引气口安装件8，流量段7通过引气口安装件8与负压试验舱组件2连通。从而将外涵中稳定压力的气流引入试验件管道内部。根据管路系统试验件管路内外所需的压力比大小，更换不同长度的外涵组件1和试验舱组件2，当管路系统试验件管路内外的压力比要求更小更稳定时，负压试验舱组件2长度减小，同步地外涵组件1的长度也需减小，通过外涵流量耙9测量试验件内流入口前的外涵流道内的压力参数。

负压试验舱组件2包括前舱盖12、第一舱段13、第二舱段14和后舱盖15，在整个负压试验舱组件2上设置有多个舱压监测点，其中，前舱盖12上设置有小型舱门，方便试验时工作人员进出更换小型零件；第一舱段13上设置有外涵接口16 ，在第一舱段13的两侧对称设置有4个观察窗口17、1个泄压口18、1个试验件航电插头接口19和2个试验件测压管路接口20。泄压口18能够实现快速泄压方便工作人员进入舱段内，试验件航电插头接口19可满足试验件流量阀的通电需求；后舱盖15上设置有大流量控制接口21和小流量控制接口22，大流量控制接口21内设置有大流量测压耙34，小流量控制接口22内设置有1小流量测压耙35。根据试验流量需求只接通一个接口，另一个接口关闭。也可同时开启。当管路系统试验件管路内外的压力比要求更小更稳定时，负压试验舱组件的长度减小，不安装第二舱段14。负压试验舱组件2内部设置有带轨道的地板，试验件安装在对应的支撑筒体上，并通过四个可调高度的支腿调节试验件的安装姿态，试验件与引气口安装件8之间采用软连接连同，支腿下方是滚轮，可在舱内地板上的轨道上前后滚动。

外涵流量控制组件3包括外涵膨胀节23、外涵流量计24和外涵管路25，外涵膨胀节23的一端与外涵转接段11建立连接，外涵膨胀节23的另一端通过外涵流量计24与外涵管路25连接，外涵管路25的另一端与真空球罐33建立连接；通过调节外涵流量计24中的节流锥的位置可有效控制外涵内流量和压力。

试验舱大流量控制组件4包括大流量膨胀节26、大流量计27和大流量管路28，大流量膨胀节26通过大流量计27与大流量管路28建立连接，大流量膨胀节26与大流量控制接口21建立连接，大流量管路28与真空球罐33建立连接；通过调节大流量计27中的节流锥位置，可控制和改变试验舱内压力和大流量，形成试验件管道内外稳定的压力比。当管路系统试验件的外部流量参数需要大值时，大流量膨胀节26与后舱盖15上的大流量控制接口21连通，大流量计27能够有效控制负压试验舱内的环境流量参数，通过大流量管28与真空球罐33连通，此时，大流量控制接口21上的大流量测压耙34有效测量管道流量大小，当大流量计足以精确调节和控制试验舱内压力和流量，小流量控制接口22可关闭；当大流量计27不足以精确调节和控制试验舱2内压力和流量，小流量控制接口22同步开启，通过小流量控制组件5可更精确调节和控制试验场内压力和流量，形成试验件管道内外稳定的压力比。

试验舱小流量控制组件5包括小流量计29、小流量膨胀节30、小流量截止阀31和小流量管路32，小流量膨胀节30通过小流量计29与小流量控制接口22建立连接，小流量膨胀节30与小流量管路32之间设置有小流量截止阀31，小流量管路32与真空球罐33建立连接；通过调节小流量计29中的节流锥位置变化及截止阀30的阀门开启大小，可更精细地控制和改变试验舱内压力和小流量，使试验件管道内外的压力比更精准，当管路系统试验件的外部流量参数需要小值时，小流量计29与后舱盖15上的小流量控制接口22连通，小流量计29结合小流量截止阀31能够更精确调节和控制试验场内压力和流量，通过小流量管路32与真空球罐33连通；此时，小流量控制接口22上的小流量测压耙35有效测量管道的小流量大小。

本实施例只是对本发明的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本发明的精神实质，都在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种双涵吸气式负压试验装置，其特征在于：包括外涵组件（1）、负压试验舱组件（2）、外涵流量控制组件（3）、试验舱大流量控制组件（4）、试验舱小流量控制组件（5）和真空球罐（33），外涵组件（1）通过外涵流量控制组件（3）与真空球罐（33）建立连接，外涵组件（1）安装在负压试验舱组件（2）上并与负压试验舱组件（2）内部连通，负压试验舱组件（2）分别通过试验舱大流量控制组件（4）和试验舱小流量控制组件（5）与真空球罐（33）连通，外涵流量控制组件（3）布置在试验舱大流量控制组件（4）的上方，试验舱大流量控制组件（4）与试验舱小流量控制组件（5）并排布置。

2.根据权利要求1所述的一种双涵吸气式负压试验装置，其特征在于：所述外涵组件（1）包括引气喇叭口（6）、流量段（7）、引气口安装件（8）、外涵流量耙（9）、外涵补偿段（10）和外涵转接段（11），引气喇叭口（6）、流量段（7）、外涵补偿段（10）和外涵转接段（11）依次建立连接，外涵转接段（11）与外涵流量控制组件（3）连接，流量段（7）内安装有外涵流量耙（9），流量段（7）的外壁上安装有引气口安装件（8），流量段（7）通过引气口安装件（8）与负压试验舱组件（2）连通。

3.根据权利要求2所述的一种双涵吸气式负压试验装置，其特征在于：所述负压试验舱组件（2）包括前舱盖（12）、第一舱段（13）、第二舱段（14）、后舱盖（15）、大流量控制接口（21）和小流量控制接口（22），第一舱段（13）与第二舱段（14）建立连接，第一舱段（13）的前端安装有前舱盖（12），第二舱段（14）的后端安装有后舱盖（15），后舱盖（15）上分别通过大流量控制接口（21）和小流量控制接口（22）与试验舱大流量控制组件（4）和试验舱小流量控制组件（5）建立连接，大流量控制接口（21）内设置有大流量测压耙（34），小流量控制接口（22）内设置有小流量测压耙（35）。

4.根据权利要求3所述的一种双涵吸气式负压试验装置，其特征在于：所述第一舱段（13）上设置有外涵接口（16），外涵接口（16）与引气口安装件（8）配合连接，第一舱段（13）的外侧壁上加工有多个观察窗口（17），泄压口（18）、试验件航电插头接口（19）和试验件测压管路接口（20）分别设置在第一舱段（13）上。

5.根据权利要求4所述的一种双涵吸气式负压试验装置，其特征在于：所述外涵流量控制组件（3）包括外涵膨胀节（23）、外涵流量计（24）和外涵管路（25），外涵膨胀节（23）的一端与外涵转接段（11）建立连接，外涵膨胀节（23）的另一端通过外涵流量计（24）与外涵管路（25）连接，外涵管路（25）的另一端与真空球罐（33）建立连接。

6.根据权利要求5所述的一种双涵吸气式负压试验装置，其特征在于：所述试验舱大流量控制组件（4）包括大流量膨胀节（26）、大流量计（27）和大流量管路（28），大流量膨胀节（26）通过大流量计（27）与大流量管路（28）建立连接，大流量膨胀节（26）与大流量控制接口（21）建立连接，大流量管路（28）与真空球罐（33）建立连接。

7.根据权利要求6所述的一种双涵吸气式负压试验装置，其特征在于：所述试验舱小流量控制组件（5）包括小流量计（29）、小流量膨胀节（30）、小流量截止阀（31）和小流量管路（32），小流量膨胀节（30）通过小流量计（29）与小流量控制接口（22）建立连接，小流量膨胀节（30）与小流量管路（32）之间设置有小流量截止阀（31），小流量管路（32）与真空球罐（33）建立连接。