CN219935037U - 一种火焰筒内环负压法流量测试工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种火焰筒内环负压法流量测试工装，包括桶身、顶盖，负压管道法兰用于与外部的负压动力源连接，负压管道法兰通过直导管与桶身底部的封头相连。顶盖上设置开孔，测试时外部空气通过所述开孔流经待测试件和桶身内部，待测试件的颈部外壁面与所述顶盖密封，以限制外部空气气流只能从待测试件的开口进入工装内腔。待测试件的底部环形出口处设置封堵底座，封堵底座外侧有O型密封槽，与待测试件的出口内壁面接触密封，使外部气流只能从待测试件的窄侧环形开口进入，流经侧面密集的气膜孔进入工装桶身的内腔。本实用新型测试工装的顶部盖板采用活结螺栓的快拆设计，在保障装置气密性的同时，有效提高了安装与拆卸的效率。

Description

一种火焰筒内环负压法流量测试工装

技术领域

本实用新型属于航空发动机技术领域，具体涉及一种火焰筒内环负压法流量测试工装。

背景技术

航空发动机作为飞机的心脏承担着为飞行提供动力的任务。衡量发动机性能的重要指标是推重比，其中关键在于提高热效率，这就要求燃气在进入涡轮前达到更高的温度。现代比较先进的航空发动机的燃气涡前温度普遍不低于1200K，这一温度已经超过热端零部件的材料性能极限，因此，如何有效降低热端零部件的局部温度就成为发动机安全稳定运行的重要前提。

目前，单晶金属材料、热障涂层和气膜冷却是提高热端零部件耐热性能的主要手段，其中的气膜冷却技术效果显著，应用最为广泛。气膜冷却技术是通过在热端零件的表面加工出密集倾斜的气孔，冷气流通过气孔后附着在零件表面，通过隔绝高温的燃气使得热端零件的表面温度大幅下降。

热端零部件的气膜孔密集且尺寸微小，在零件出厂和后期维护时需要测量气膜孔的有效开孔面积，以评估其冷却效能。对每个被测零组件，利用进口空气质量流量、进气压降、进口气流总温和当地气压的测量值，经过换算得出试验件的有效开孔面积。

目前，业界一般采用正压法测量零组件的有效开孔面积，这种方法的缺点主要包含以下几个方面，首先空气从气泵中流入测试工装需要经过整流处理，整流格栅体积庞大，结构复杂，增加了工装的制造成本。常规空气流量工装底部为了安置整流格栅和管路接口法兰被设计圆柱形，造成不必要的材料和空间浪费；其次，空气流量工装上盖多采用标准螺栓连接上下法兰进行密封，螺栓数量多导致每次测试的安装与拆卸繁琐耗时，导致效率低下，工装尺寸庞大且为金属材质，测试车间需要配备定制的起重机器与装配台，占地面积大，测试成本高；鉴于待测试件为薄壁件，薄壁边缘R角较小且与工装间隙小，测试时的插拔容易损坏工装上的O型密封圈，气密性问题往往只能在测试结果异常后才能显现，因此需要重新拆卸、更换密封圈和再次安装，效率低下；最后，待测间出口处封堵紧扣支架结构复杂，操作繁琐且容易损坏。

少数采用负压法测量方式的也基本上沿用了正压法的工装，因此没有充分发挥出负压法的特点和优势。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述问题，提出一种针对使用负压喷嘴法测量火焰筒内环有效开孔面积的配套工装，具有结构简单、稳固，占用空间更小，工装用材更少，加工相对容易，显著节约工装制造成本的优点。

为实现上述目的，本实用新型提出的技术方案为一种火焰筒内环负压法流量测试工装，包括桶身、与桶身形成密封配合的顶盖，负压管道法兰用于与外部的负压动力源连接，负压管道法兰通过直导管与桶身底部的封头相连。顶盖上设置开孔，测试时外部空气通过所述开孔流经待测试件和桶身内部，顶盖的开孔设有待测试件限位与O型圈安装槽，使得待测试件的颈部外壁面与所述顶盖密封，以限制外部空气气流只能从待测试件的开口进入工装内腔，待测试件的底部环形出口处设置封堵底座，封堵底座外侧有O型密封槽，与待测试件的出口内壁面接触密封，使外部气流只能从待测试件的窄侧环形开口进入，流经侧面密集的气膜孔进入工装桶身的内腔，封堵底座的下方设置支架以支撑待测试件自身重量。

桶身上设置活结螺栓插耳，顶盖边缘有与桶身配套的法兰，测试时通过活结螺栓与橡胶密封圈将顶盖与桶身密封。

为便于运输，在底盖上对称设置吊耳。

作为优选，上述开孔为圆形，位于顶盖的中心位置。

作为优选，上述支架为板状十字紧扣支架，通过封堵底座的卡槽将待测试件紧扣。

作为优选，上述支架通过标准螺栓与顶盖固定连接。

作为优选，上述桶身为圆柱形，所述封头为椭圆形状。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1，本实用新型流量测试工装使得待测试件可在顶盖平面完成所有的安装与密封，拆卸方便。

2，特殊的密封设计便于黏贴密封胶带，负压系统可避免胶带被吹离表面，O圈与胶带的双重密封保障了装置的气密性。

3，顶部盖板采用活结螺栓的快拆设计，在保障装置气密性的同时，有效提高了安装与拆卸的效率。

附图说明

图1为本实用新型流量测试工装的结构示意图。

图中，附图标记的含义：1-负压管道法兰；2-直导管；3-椭圆封头；4-桶身；5-活结螺栓；6-橡胶密封圈；7-顶盖法兰；8-吊环；9-内环进口O型圈；10-内环出口封堵；11-内环出口O型圈；12-十字紧扣支架。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步的详细说明。

图1所示为本实用新型的一个实施例，该实施例涉及的火焰筒内环负压法流量测试工装，主要包括桶身4以及与桶身形成密封配合的顶盖。负压管道法兰1与外部的负压动力源连接，通过直导管2与椭圆封头3相连。椭圆封头3上接圆柱形桶身4，桶身上设计有活结螺栓插耳。顶盖边缘焊有与桶身配套的顶盖法兰7，测试时，通过活结螺栓5将顶盖与桶身密封，中间可以设置橡胶密封圈6。顶盖上有四个对称吊耳8，中间有圆形开孔。

测试时，外部空气通过位于顶盖的中心位置的开孔流经待测试件和桶身内部。顶盖开孔设有待测试件的限位与安装内环进口O型圈9的安装槽，待测试件的颈部外壁面与顶盖密封，限制气流只能从待测试件的开口进入工装内腔。待测试件的底部环形出口配有内环出口封堵10，内环出口封堵9的底座外侧有内环出口O型圈11，与待测试件出口内壁面接触密封，使外部气流只能从待测试件窄侧环形开口进入，流经侧面密集的气膜孔进入工装筒体内腔。封堵底座留有卡槽，与板状十字紧扣支架12配合。十字紧扣支架用于支撑待测试件自身重量和保障气密性，并通过标准螺栓与顶盖固定。

本实用新型提出的流量测试工装，更适用于负压喷嘴测试系统，结构简单、稳固，占用空间更小，工装用材更少，加工相对容易，显著节约了工装的制造成本。

特别的，本实用新型提出的流量测试工装充分考虑到后期实际测试时安装、密封和拆卸的安全性和便利性，待测试件可在顶盖平面完成所有的安装与密封，且拆卸方便。

吊装时不需专门定制特制吊机和安装台，盖顶配有吊环，可使用普通悬臂吊机完成吊装，节约了测试成本。特殊的密封设计便于黏贴密封胶带，且负压系统可避免胶带被吹离表面，O圈与胶带的双重密封保障了装置的气密性。

具体实施时，负压法流量测试的气源优选选用静压式，气流洁净均匀，本实用新型针对负压测试法去除了冗余的整流设计，底部放弃了常用的圆柱外形，采用椭圆封底，节约材料且加工方便，静压效果更佳。

为了拆卸方便，顶部盖板采用活结螺栓的快拆设计，在保障装置气密性的同时，有效提高了安装与拆卸的效率。

将待测试件的安装位置限定在顶板上端面之下，测试过程中的安装、密封与拆卸可全部在顶盖平面上完成。而且采用单侧O型圈密封设计，限位卡槽将火焰筒的外环内壁面与工装端面保持齐平，以便在待测试件与工装的间隙上封贴密封胶带，负压系统不会吹离内壁处的胶带，与O型圈形成双重密封保障。通过使用十字薄板紧扣支架与被测件封堵工装底部的卡槽配合，更加轻便灵活，不需要很高的加工精度，长期使用发生磨损时也可搭配垫片使用。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应该视为落入本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种火焰筒内环负压法流量测试工装，其特征在于包括桶身、与桶身形成密封配合的顶盖，负压管道法兰用于与外部的负压动力源连接，负压管道法兰通过直导管与桶身底部的封头相连，顶盖上设置开孔，测试时外部空气通过所述开孔流经待测试件和桶身内部，顶盖的开孔设有待测试件限位与O型圈安装槽，使得待测试件的颈部外壁面与所述顶盖密封，以限制外部空气气流只能从待测试件的开口进入工装内腔，待测试件的底部环形出口处设置封堵底座，封堵底座外侧有O型密封槽，与待测试件的出口内壁面接触密封，使外部气流只能从待测试件的窄侧环形开口进入，流经侧面密集的气膜孔进入工装桶身的内腔，封堵底座的下方设置支架以支撑待测件自身重量。

2.如权利要求1所述的火焰筒内环负压法流量测试工装，其特征在于桶身上设置活结螺栓插耳，顶盖边缘有与桶身配套的法兰，测试时通过活结螺栓与橡胶密封圈将顶盖与桶身密封。

3.如权利要求1所述的火焰筒内环负压法流量测试工装，其特征在于，底盖上对称设置吊耳。

4.如权利要求1所述的火焰筒内环负压法流量测试工装，其特征在于所述开孔为圆形，位于顶盖的中心位置。

5.如权利要求1所述的火焰筒内环负压法流量测试工装，其特征在于所述支架为板状十字紧扣支架，通过封堵底座的卡槽将待测试件紧扣。

6.如权利要求5所述的火焰筒内环负压法流量测试工装，其特征在于所述支架通过标准螺栓与顶盖固定连接。

7.如权利要求1所述的火焰筒内环负压法流量测试工装，其特征在于所述桶身为圆柱形，所述封头为椭圆形状。