CN209043610U - 一种涡轮叶片试验集气装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种涡轮叶片试验集气装置，包括方形壳体，底面设有进气口，顶面设有第一出气口与第二出气口等多个出气口，第一出气口远离第二出气口的一侧与第一棱边设有预定距离；第一内挡板和第二内挡板，相互平行设置在方形壳体的空腔中，且将空腔由顶部至底部分为第一空腔、第二空腔以及第三空腔，第一内挡板一侧开有第一条形孔，第二内挡板一侧开有第二条形孔。本申请的涡轮叶片试验集气装置，可有效地使涡轮叶片多进气口之间的冷却空气分配不受引气导管配装位置的随机性影响；另外，能够使涡轮叶片的试验引气状态更接近实际引气状态，能提高试验结果的准确度。

Description

一种涡轮叶片试验集气装置

技术领域

本申请属于航空发动机涡轮叶片性能验证领域，特别涉及一种涡轮叶片试验集气装置。

背景技术

涡轮叶片作为航空发动机的重要零部件之一，对发动机的研制具有重要意义。由于涡轮叶片内部结构的复杂性和外部高温高压的工作环境，使得涡轮叶片的设计必须要经过地面试验进行性能验证。

在涡轮叶片的地面性能试验中，通常冷却空气的供给通过在进气位置焊接集气装置来实现，该集气装置依据叶片榫头处的形状焊接成盒形的长方体结构，一面与进气口相接，另一面焊接引气导管，冷却空气自引气导管进入进气装置后，从进气口进入叶片内部。这种方式，对只有一个进气口的涡轮叶片，没有影响。但随着对涡轮叶片冷却方法的深入研究，叶片的冷却更加精细化，涡轮叶片的进气口数量增多，仍然采用简单的集气装置，对多进气口的涡轮叶片的冷却空气分配影响较大。

由于试验装置的引气导管在试验装置配装的最后一道工序，导致引气导管与集气装置焊接的相对位置具有一定随机性，进而导致了试验件冷却空气的进气分配具有一定的随机性。这与实际涡轮叶片的工作状态偏离较多，对涡轮叶片的性能评估有较大影响。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

实用新型内容

为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种涡轮叶片试验集气装置。

本申请公开了一种涡轮叶片试验集气装置，包括

方形壳体，内部为空腔，所述方形壳体的底面设有进气口，所述方形壳体的顶面设有沿直线排列的多个出气口，沿所述直线方向相距最远的两个出气口分别为第一出气口与第二出气口，所述直线的延长线分别与所述方形壳体的顶面的两条相对的棱边相交，所述棱边分别为第一棱边和第二棱边，所述第二出气口远离第一出气口的一侧与第二棱边对齐，所述一出气口远离第二出气口的一侧与第一棱边设有预定距离；

第一内挡板和第二内挡板，所述第一内挡板和第二内挡板相互平行设置在所述方形壳体的空腔中，且将所述空腔由顶部至底部分为第一空腔、第二空腔以及第三空腔，第一内挡板靠近第一棱边的一侧开有平行于第一棱边的第一条形孔，第二内挡板靠近第二棱边的一侧开有平行于第二棱边的第二条形孔。

根据本申请的至少一个实施方式，所述第一空腔、第二空腔以及第三空腔的高度依次增大。

根据本申请的至少一个实施方式，所述预定距离大于第一条形孔的宽度。

根据本申请的至少一个实施方式，所述方形壳体的顶面由多个外挡板拼接组成，所述第一条形孔的面积大于多个出气口的面积之和。

本申请至少存在以下有益技术效果：

本申请的涡轮叶片试验集气装置，可有效地使涡轮叶片多进气口之间的冷却空气分配不受引气导管配装位置的随机性影响；另外，能够使涡轮叶片的试验引气状态更接近实际引气状态，能提高试验结果的准确度。

附图说明

图1是本申请涡轮叶片试验集气装置的主视图(底部剖视)；

图2是本申请涡轮叶片试验集气装置的侧视图(底部剖视)。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。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。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请保护范围的限制。

下面结合附图1至图2对本申请涡轮叶片试验集气装置做进一步详细说明。

本申请公开了一种涡轮叶片试验集气装置，包括方形壳体、第一内挡板5以及第二内挡板9。

方形壳体内部为空腔，其顶部与涡轮叶片连接；方形壳体的底面13设有进气口15；方形壳体的顶面14设有沿直线排列的多个出气口(如图1所示，可以为4个)，沿直线方向相距最远的两个出气口分别为第一出气口1与第二出气口2；另外，该直线的延长线分别与方形壳体的顶面14的两条相对的棱边相交，棱边分别为第一棱边3和第二棱边4，第二出气口2远离第一出气口1的一侧与第二棱边4对齐，第一出气口1远离第二出气口2的一侧与第一棱边3设有预定距离12。

第一内挡板5和第二内挡板9相互平行设置在方形壳体的空腔中，且将空腔由顶部至底部分为第一空腔6、第二空腔7以及第三空腔10，第一内挡板5靠近第一棱边3的一侧(图1中左侧)开有平行于第一棱边3的第一条形孔8，第二内挡板9靠近第二棱边4的一侧(图1中右侧)开有平行于第二棱边4的第二条形孔11。其中，第一空腔6与第二空腔7通过第一条形孔8连通，第二空腔与第三空腔10通过第二条形孔11连通。

进一步地，本实施例中，优选第一空腔6、第二空腔7以及第三空腔10的高度H1、H2、H3依次增大。

进一步地，本实施例中，优选上述预定距离12大于第一条形孔8的宽度。

进一步地，本实施例中，优选方形壳体的顶面14由多个外挡板16拼接组成，第一条形孔8的面积大于多个出气口的面积之和。

本申请的涡轮叶片试验集气装置，在现有集气装置的内部设置两级交错的气流挡板(第一内挡板5和第二内挡板9)，防止冷却空气直接射流冲击进气口，气流沿下部通道流入后(气流流向参见图1和图2内腔中箭头方向)，自涡轮叶片前缘流入上部工作腔道，最终进入涡轮叶片内部，这种流道进气方式，可有效地使涡轮叶片多进气口之间的冷却空气分配不受引气导管配装位置的随机性影响；另外，能够使涡轮叶片的试验引气状态更接近实际引气状态，能提高试验结果的准确度。

本申请的涡轮叶片试验集气装置设计时，依据实际工作状态，优先确定第一空腔6高度H1；保证内部第一内挡板5左端大于第一出气口1左边缘，防止气流直接射入，确定第一内挡板5长度；调整外挡板16的预定距离12以及K2、K3的几何尺寸，确保第一条形孔8进气面积大于四个腔道面积之和，使第一条形孔8位置不为节流位置，确定第一内挡板5宽度；第二空腔7以及第三空腔10高度H2、H3均按大于H1设计；第二内挡板9长度按第一内挡板5长度设计；底面13的长度和宽度按实际确定。挡板与涡轮叶片榫头之间均采用氩弧焊焊接，按自上向下逐层焊接组合。

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所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种涡轮叶片试验集气装置，其特征在于，包括

方形壳体，内部为空腔，所述方形壳体的底面(13)设有进气口(15)，所述方形壳体的顶面(14)设有沿直线排列的多个出气口，沿所述直线方向相距最远的两个出气口分别为第一出气口(1)与第二出气口(2)，所述直线的延长线分别与所述方形壳体的顶面(14)的两条相对的棱边相交，所述棱边分别为第一棱边(3)和第二棱边(4)，所述第二出气口(2)远离第一出气口(1)的一侧与第二棱边(4)对齐，所述第一出气口(1)远离第二出气口(2)的一侧与第一棱边(3)设有预定距离(12)；

第一内挡板(5)和第二内挡板(9)，所述第一内挡板(5)和第二内挡板(9)相互平行设置在所述方形壳体的空腔中，且将所述空腔由顶部至底部分为第一空腔(6)、第二空腔(7)以及第三空腔(10)，第一内挡板(5)靠近第一棱边(3)的一侧开有平行于第一棱边(3)的第一条形孔(8)，第二内挡板(9)靠近第二棱边(4)的一侧开有平行于第二棱边(4)的第二条形孔(11)。

2.根据权利要求1所述的涡轮叶片试验集气装置，其特征在于，所述第一空腔(6)、第二空腔(7)以及第三空腔(10)的高度依次增大。

3.根据权利要求1或2所述的涡轮叶片试验集气装置，其特征在于，所述预定距离(12)大于第一条形孔(8)的宽度。

4.根据权利要求3所述的涡轮叶片试验集气装置，其特征在于，所述方形壳体的顶面(14)由多个外挡板(16)拼接组成，所述第一条形孔(8)的面积大于多个出气口的面积之和。