CN207717368U - 用于燃烧室出口参数测量的旋转装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发动机燃烧室技术领域，具体提供了用于燃烧室出口参数测量的旋转装置，该旋转装置具有内盘和外盘两层冷却水结构，每层冷却水通道由内环通道、外环通道两部分组成，使用进水管和回水管给旋转装置供水，内盘和外盘之间开有进水孔和回水孔，内盘和外盘内分别设有挡水板，冷却水沿进水通道进入旋转装置后依次流经外盘外环冷却水通道、内盘外环冷却水通道、外盘内环冷却水通道和内盘内环冷却水通道，最后沿回水通道流出，达到对结构的最佳冷却效果，保证在高温、高压燃气的冲刷下的正常工作。

Description

用于燃烧室出口参数测量的旋转装置

技术领域

本实用新型涉及发动机燃烧室技术领域，特别涉及用于燃烧室出口参数测量的旋转装置。

背景技术

在航空发动机全环燃烧室试验时,需要测量全环燃烧室出口的温度场、压力场、燃气分析、熄火等各类特性信息，而在燃烧室出口测量装置中旋转装置(以下简称摆盘)起到了至关重要的作用，一方面摆盘上要安装针对不同测量参数的不同受感部(用来直接获得测量参数的部件)，并且实现旋转测量以达到录取全环性能参数的目的。另一方面，燃烧室试验件对摆盘的外围结构尺寸、内部冷却模式、安装方式等都提出了一定要求，只有摆盘满足各项指标才能有效完成试验。

随着全环燃烧室性能及尺寸的变化，需要设计一种摆盘装置，用来满足燃烧室试验件大尺寸、高状态的要求。由于摆盘处于总温燃气的冲刷之中，为保证其正常工作，采取了水冷、气冷等多种冷却保护措施。

现有技术中使用的摆盘具有如下缺陷：

1、为实现冷却保护措施设计出的摆盘冷却结构复杂，导致摆盘结构复杂和加工困难，无法满足较大尺寸摆盘的需求；

2、设计的冷却结构在实际应用过程中经常出现高温烧蚀故障，报废率较高。

实用新型内容

为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，本实用新型提供了用于燃烧室出口参数测量的旋转装置，包括外盘、内盘、转盘轴以及转盘供水部，所述外盘和所述内盘均与所述转盘轴相固定；

所述外盘包括外盘外侧壁以及外盘内侧壁；所述外盘内侧壁分别与所述外盘外侧壁和所述转盘轴之间形成外盘冷却水通道；

所述内盘包括内盘外侧壁、内盘内侧壁和转盘焊接件，所述内盘通过所述转盘焊接件与所述外盘连接，所述内盘内侧壁分别与所述内盘外侧壁和所述转盘轴之间形成内盘冷却水通道；

所述转盘焊接件上设有与所述转盘供水部连接的水连通结构，所述转盘焊接件面向所述外盘的一侧设有外盘挡水部，所述转盘焊接件面向所述内盘的一侧设有内盘挡水部，所述水连通结构配合所述外盘挡水部和所述内盘挡水部使冷却水流通于所述外盘冷却水通道和所述内盘冷却水通道。

优选的，所述水连通结构包括设置于所述内盘外侧壁和所述内盘内侧壁之间的第一进水孔和第一回水孔以及设置于所述内盘内侧壁和所述转盘轴之间的第二进水孔和第二回水孔。

优选的，所述外盘挡水部包括阻隔所述第一进水孔和所述第一回水孔之间连通的外盘第一挡水板和阻隔所述第二进水孔和所述第二回水孔之间连通的外盘第二挡水板，所述外盘第一挡水板两端分别与所述外盘外侧壁和所述外盘内侧壁固定，所述外盘第二挡水板两端分别与所述外盘内侧壁和所述转盘轴固定；

所述内盘挡水部包括阻隔所述第一进水孔和所述第一回水孔之间连通的内盘第一挡水板、阻隔所述第二进水孔和所述第二回水孔之间连通的内盘第二挡水板，以及内盘第三挡水板，所述内盘第一挡水板两端分别与所述内盘外侧壁和所述内盘内侧壁固定，所述内盘第二挡水板两端分别与所述内盘外侧壁和所述转盘轴固定，所述内盘第三挡水板两端分别与所述所述内盘内侧壁和所述转盘轴固定。

优选的，所述转盘供水部包括进水管和回水管；

所述进水管与所述第一进水孔通过进水通道连通，所述进水通道两端分别与所述进水管和所述内盘内侧壁固定；

所述内盘外侧壁和所述内盘内侧壁之间形成内盘外环冷却水通道，所述回水管与所述内盘外环冷却水通道通过回水通道连通，所述回水通道两端分别与所述回水管和所述转盘轴固定。

优选的，该旋转装置上还装有燃气取样器组件和燃气取样器冷却结构，所述燃气取样器组件包括依次连接的前燃气取样气管接头、气弯管和后燃气取样气管接头，所述后燃气取样气管接头伸入所述转盘轴内，所述燃气取样器冷却结构包括依次连接的取样器冷却进水管接头、水弯管和取样器冷却回水管接头，所述取样器冷却回水管接头伸入所述转盘轴内，所述水弯管上套有信号线桥梁圆管和石棉石墨保温层。

优选的，所述转盘轴内沿燃气流动方向依次装有前焊接板和后焊接板，所述转盘供水部、所述燃气取样器组件和所述燃气取样器冷却结构均与所述前焊接板和所述后焊接板相固定。

优选的，所述外盘内周向均布地装有盘内焊接管，所述盘内焊接管与所述转盘焊接件相固定。

优选的，所述转盘焊接件上周向均布地装有受感部安装座，所述受感部安装座上固定有受感部。

本实用新型提供的用于燃烧室出口参数测量的旋转装置，具有如下有益效果：

1、通过该发明满足了大尺寸全环燃烧室对摆盘结构的需求；

2、改进摆盘冷却结构，调整盘体冷却水路设置，将原结构盘体单层冷却结构调整为双层冷却结构，并保持一路进水和一路回水不变，满足大尺寸摆盘对冷却结构的需求；

3、通过该发明满足了90度旋转即可录取全环燃烧室的性能参数的需求。

附图说明

以下参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释和说明本实用新型，而不能理解为对本实用新型的保护范围的限制。

图1是本实用新型提供的旋转装置的主视剖视图；

图2是图1中旋转装置的左视图；

图3是图1中C-C向的剖视图；

图4是图1中D-D向的剖视图。

附图标记：

10 外盘

11 外盘外侧壁

12 外盘内侧壁

13 盘内焊接管

20 内盘

21 内盘外侧壁

22 内盘内侧壁

23 转盘焊接件

30 转盘轴

31 受感部安装座

41 进水管

42 回水管

51 第一进水孔

52 第一回水孔

53 第二进水孔

54 第二回水孔

61 外盘第一挡水板

62 外盘第二挡水板

63 内盘第一挡水板

64 内盘第二挡水板

65 内盘第三挡水板

66 进水通道

67 回水通道

71 前焊接板

72 后焊接板

81 前燃气取样气管接头

82 气弯管

83 后燃气取样气管接头

91 取样器冷却进水管接头

92 水弯管

93 取样器冷却回水管接头

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

需要说明的是：在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序等。

如图1及图2所示，本实用新型提供了用于燃烧室出口参数测量的旋转装置，整体功能完备，解决了在大尺寸全环燃烧室对摆盘结构的需求，同时还拥有适于实用的的冷却结构。该旋转装置包括外盘10、内盘20、转盘轴30以及转盘供水部，外盘10和内盘20同轴心且沿转盘轴30轴向相邻设置，外盘10和内盘20均与转盘轴30相固定。

外盘10包括位于最外侧的外盘外侧壁11以及位于外盘外侧壁11内侧的外盘内侧壁12，外盘外侧壁11即为外盘10的最外侧壁面，其包括了作为外盘端面的外盘盖板以及外盘外环侧壁，外盘内侧壁12分别与外盘外侧壁11和转盘轴30之间形成外盘冷却水通道；外盘外侧壁11和外盘内侧壁12之间形成外盘外环冷却水通道，外盘内侧壁12和转盘轴30之间形成外盘内环冷却水通道。

内盘20包括位于最外侧的内盘外侧壁21、位于内盘外侧壁21内侧的内盘内侧壁22和转盘焊接件23，内盘外侧壁21即为内盘20的最外侧壁面，其包括了作为内盘端面的内盘盖板以及内盘外环侧壁，内盘20通过转盘焊接件23与外盘10连接，即内盘20和外盘10共用转盘焊接件23作为一侧的盖板，类似于中间隔板，可将内盘20的冷却通道和外盘10的冷却通道分隔开，内盘内侧壁22分别与内盘外侧壁21和转盘轴30之间形成内盘冷却水通道；内盘外侧壁21和内盘内侧壁22之间形成内盘外环冷却水通道，内盘内侧壁22和转盘轴30之间形成内盘内环冷却水通道。

转盘焊接件23上设有与转盘供水部连接的水连通结构，转盘焊接件23面向外盘10的一侧设有外盘挡水部，转盘焊接件23面向内盘20的一侧设有内盘挡水部，水连通结构配合外盘挡水部和内盘挡水部使冷却水流通于外盘冷却水通道和内盘冷却水通道。

水连通结构包括设置于内盘外侧壁21和内盘内侧壁22之间的第一进水孔51和第一回水孔52以及设置于内盘内侧壁22和转盘轴30之间的第二进水孔53和第二回水孔54，可以理解的是，第一进水孔51和第一回水孔52位于转盘焊接件23端面外缘，第二进水孔53和第二回水孔54在径向上比第一进水孔51和第一回水孔52更靠近转盘轴心。

外盘挡水部包括阻隔第一进水孔51和第一回水孔52之间连通的外盘第一挡水板61和阻隔第二进水孔53和第二回水孔54之间连通的外盘第二挡水板62，外盘第一挡水板61两端分别与外盘外侧壁11和外盘内侧壁12固定，外盘第二挡水板62两端分别与外盘内侧壁12和转盘轴30固定；可以理解的是，外盘第一挡水板61位于第一进水孔51和第一回水孔52之间，外盘第二挡水板62位于第二进水孔53和第二回水孔54之间，通过上述设置方式形成冷却水通道。

内盘挡水部包括阻隔第一进水孔51和第一回水孔52之间连通的内盘第一挡水板63、阻隔第二进水孔53和第二回水孔54之间连通的内盘第二挡水板64，以及内盘第三挡水板65，内盘第一挡水板63两端分别与内盘外侧壁21和内盘内侧壁22固定，内盘第二挡水板64两端分别与内盘外侧壁21和转盘轴30固定，内盘第三挡水板65两端分别与内盘内侧壁22和转盘轴30固定。

转盘供水部包括进水管41和回水管42。进水管41与第一进水孔51通过进水通道66连通，进水通道66两端分别与进水管41和内盘内侧壁22固定；内盘外侧壁21和内盘内侧壁22之间形成内盘外环冷却水通道，回水管42与内盘外环冷却水通道通过回水通道67连通，回水通道67两端分别与回水管42和转盘轴30固定。

该旋转装置上还装有燃气取样器组件和燃气取样器冷却结构，燃气取样器组件包括依次连接的前燃气取样气管接头81、气弯管82和后燃气取样气管接头83，后燃气取样气管接头83伸入转盘轴30内，燃气取样器冷却结构包括依次连接的取样器冷却进水管接头91、水弯管92和取样器冷却回水管接头93，取样器冷却回水管接头93伸入转盘轴30内，水弯管92上套有信号线桥梁圆管和石棉石墨保温层。

转盘轴30内沿燃气流动方向依次装有前焊接板71和后焊接板72，转盘供水部、燃气取样器组件和燃气取样器冷却结构均与前焊接板71和后焊接板72相固定。

外盘10内周向均布地装有盘内焊接管13，盘内焊接管13与转盘焊接件23相固定。可以理解的是，盘内焊接管13通过焊接的方式与转盘焊接件23相固定，盘内焊接管13的数量按照设备情况及使用需求设计，盘内焊接管13可以为4个，相邻盘内焊接管13之间夹角为90°，盘内焊接管13内部可用于安装热电偶，通过热电偶检测并反馈温度。

转盘焊接件23上周向均布地装有受感部安装座31，受感部安装座31上固定有受感部。可以理解的是，受感部安装座31通过内六角螺钉连接固定，受感部通过受感部安装座31上的中心孔，将受感部导线接入整个装置内部。

如图3及图4所示，转盘内的冷却水流向如下：冷却水从进水管41进入该旋转装置的内盘20；首先冷却水如流向①所示沿进水通道66进入第一进水孔51，通过第一进水孔51进入外盘10，其中第一进水孔51在内盘20的两侧分别通过内盘第一挡水板63和内盘第二挡水板64对冷却水进行导向，保证其全部流向第一进水孔51；然后冷却水如流向②所示沿外盘外环冷却水通道从第一进水孔51处流向第一回水孔52，通过第一回水孔52流回内盘20，其中第一进水孔51在外盘10通过外盘第一挡水板61对冷却水进行导向，保证其不会直接流入第一回水孔52；然后冷却水如流向③所示沿内盘外环冷却水通道从第一回水孔52处流向第二进水孔53，通过第二进水孔53流入外盘10，其中第二进水孔53在内盘20通过内盘第二挡水板64对冷却水进行导向，保证其不会直接流入第二回水孔54；然后冷却水如流向④所示沿外盘内环冷却水通道从第二进水孔53流向第二回水孔54，通过第二回水孔54流回内盘20，其中第二进水孔53在外盘10通过外盘第二挡水板62对冷却水进行导向，保证其不会直接流入第二回水孔54；然后冷却水如流向⑤所示沿内盘内环冷却水通道从第二回水孔54流向回水通道67；最后冷却水如流向⑥所示沿回水通道67从回水管42流出内盘20。

该摆盘具有两层冷却水结构，每层冷却水通道由内、外两部分组成，通过逆时针-顺时针-逆时针-顺时针的冷却水流向实现冷却水走向为外层外部-内层外部-外层内部-内层内部的顺序，达到对结构的最佳冷却效果，保证在高温、高压燃气的冲刷下的正常工作。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.用于燃烧室出口参数测量的旋转装置，其特征在于，包括外盘(10)、内盘(20)、转盘轴(30)以及转盘供水部，所述外盘(10)和所述内盘(20)均与所述转盘轴(30)相固定；

所述外盘(10)包括外盘外侧壁(11)以及外盘内侧壁(12)；所述外盘内侧壁(12)分别与所述外盘外侧壁(11)和所述转盘轴(30)之间形成外盘冷却水通道；

所述内盘(20)包括内盘外侧壁(21)、内盘内侧壁(22)和转盘焊接件(23)，所述内盘(20)通过所述转盘焊接件(23)与所述外盘(10)连接，所述内盘内侧壁(22)分别与所述内盘外侧壁(21)和所述转盘轴(30)之间形成内盘冷却水通道；

所述转盘焊接件(23)上设有与所述转盘供水部连接的水连通结构，所述转盘焊接件(23)面向所述外盘(10)的一侧设有外盘挡水部，所述转盘焊接件(23)面向所述内盘(20)的一侧设有内盘挡水部，所述水连通结构配合所述外盘挡水部和所述内盘挡水部使冷却水流通于所述外盘冷却水通道和所述内盘冷却水通道。

2.根据权利要求1所述的用于燃烧室出口参数测量的旋转装置，其特征在于，所述水连通结构包括设置于所述内盘外侧壁(21)和所述内盘内侧壁(22)之间的第一进水孔(51)和第一回水孔(52)以及设置于所述内盘内侧壁(22)和所述转盘轴(30)之间的第二进水孔(53)和第二回水孔(54)。

3.根据权利要求2所述的用于燃烧室出口参数测量的旋转装置，其特征在于，所述外盘挡水部包括阻隔所述第一进水孔(51)和所述第一回水孔(52)之间连通的外盘第一挡水板(61)和阻隔所述第二进水孔(53)和所述第二回水孔(54)之间连通的外盘第二挡水板(62)，所述外盘第一挡水板(61)两端 分别与所述外盘外侧壁(11)和所述外盘内侧壁(12)固定，所述外盘第二挡水板(62)两端分别与所述外盘内侧壁(12)和所述转盘轴(30)固定；

所述内盘挡水部包括阻隔所述第一进水孔(51)和所述第一回水孔(52)之间连通的内盘第一挡水板(63)、阻隔所述第二进水孔(53)和所述第二回水孔(54)之间连通的内盘第二挡水板(64)，以及内盘第三挡水板(65)，所述内盘第一挡水板(63)两端分别与所述内盘外侧壁(21)和所述内盘内侧壁(22)固定，所述内盘第二挡水板(64)两端分别与所述内盘外侧壁(21)和所述转盘轴(30)固定，所述内盘第三挡水板(65)两端分别与所述内盘内侧壁(22)和所述转盘轴(30)固定。

4.根据权利要求3所述的用于燃烧室出口参数测量的旋转装置，其特征在于，所述转盘供水部包括进水管(41)和回水管(42)；

所述进水管(41)与所述第一进水孔(51)通过进水通道(66)连通，所述进水通道(66)两端分别与所述进水管(41)和所述内盘内侧壁(22)固定；

所述内盘外侧壁(21)和所述内盘内侧壁(22)之间形成内盘外环冷却水通道，所述回水管(42)与所述内盘外环冷却水通道通过回水通道(67)连通，所述回水通道(67)两端分别与所述回水管(42)和所述转盘轴(30)固定。

5.根据权利要求1所述的用于燃烧室出口参数测量的旋转装置，其特征在于，该旋转装置上还装有燃气取样器组件和燃气取样器冷却结构，所述燃气取样器组件包括依次连接的前燃气取样气管接头(81)、气弯管(82)和后燃气取样气管接头(83)，所述后燃气取样气管接头(83)伸入所述转盘轴(30)内，所述燃气取样器冷却结构包括依次连接的取样器冷却进水管接头(91)、水弯管(92)和取样器冷却回水管接头(93)，所述取样器冷却回水管接头(93)伸入所述转盘轴(30)内，所述水弯管(92)上套有信号线桥梁圆管和石棉石墨保 温层。

6.根据权利要求5所述的用于燃烧室出口参数测量的旋转装置，其特征在于，所述转盘轴(30)内沿燃气流动方向依次装有前焊接板(71)和后焊接板(72)，所述转盘供水部、所述燃气取样器组件和所述燃气取样器冷却结构均与所述前焊接板(71)和所述后焊接板(72)相固定。

7.根据权利要求1所述的用于燃烧室出口参数测量的旋转装置，其特征在于，所述外盘(10)内周向均布地装有盘内焊接管(13)，所述盘内焊接管(13)与所述转盘焊接件(23)相固定。

8.根据权利要求1所述的用于燃烧室出口参数测量的旋转装置，其特征在于，所述转盘焊接件(23)上周向均布地装有受感部安装座(31)，所述受感部安装座(31)上固定有受感部。