旋转盘腔试验平台制造技术

本发明专利技术公开一种旋转盘腔试验平台，包括主气进气系统、冷气进气系统、排气系统、动力传动系统、润滑系统和冷却水系统，主气进气系统与试验件连接并为试验件提供试验所需流量、温度、压力的主气流，冷气进气系统与试验件连接并为试验件提供试验所需流量、温度、压力的二次流，排气系统用于试验件排气，主气进气系统、冷气进气系统分别与排气系统连接；动力传动系统用于驱动试验件旋转，润滑系统用于润滑试验件和动力传动系统，冷却水系统与润滑系统相接并用于润滑系统滑油散热。本试验平台在高速旋转条件下引入模化的主流和二次流开展旋转盘腔流动换热试验，研究发动机不同转速、二次流流量/温度/压力等参数变化对盘腔流动和换热的影响。的影响。的影响。

【技术实现步骤摘要】
旋转盘腔试验平台


[0001]本专利技术涉及发动机盘腔流动和换热试验
，具体地，涉及一种旋转盘腔试验平台。

技术介绍

[0002]航空发动机是一种典型的高速旋转机械。涡轮盘是航空发动机的重要组成部分，涡轮盘及其周边的静子件组成的腔室称为旋转盘腔。旋转盘腔的流动换热问题在学术界是一个专业的研究领域。
[0003]旋转盘腔的工作性能直接影响到航空发动机的整体工作状态，在对旋转盘腔进行试验时，通常需要模拟整机的真实工况，但传统试验方法中为了降低航空发动机旋转盘腔试验难度，通常通过相似的方法，将部分相关试验参数进行等比缩放或减少，仅试验某个单一的因素下旋转盘腔的流动换热情况。例如公告号为CN204944818U的专利公开一种旋转盘腔流动换热试验装置，该装置包括：静子机匣、涡轮盘、前轴、后轴以及辐射加热装置，其中，静子机匣用于提供一个密闭的转静子运动空间，其上开有机匣孔，与气源连接；前轴作为密闭静子机匣的一条旋转边与后轴共同驱动涡轮盘转动，且在前轴以及后轴上开有通气孔，用于冷气的流通，同时，转盘腔流动换热试验装置在静子机匣上还设置有辐射加热装置，用于加热涡轮盘。该装置能使涡轮盘盘缘获得了较高温度的同时，有效的降低涡轮盘盘心的温度。
[0004]上述专利仅从温度这一个因素来模拟旋转盘腔的流动换热情况，这对于探索航空发动机复杂工况下多种参数变化对于旋转盘腔的流动换热影响来说，显然无法提供有效参考。因此需要开发一种能多方位模拟发动机工作环境的试验台，来对旋转盘腔的流动和换热进行更全面的研究。
专利技术内容
[0005]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种可多维度模拟旋转盘腔工作环境的旋转盘腔试验平台。
[0006]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0007]一种旋转盘腔试验平台，包括主气进气系统、冷气进气系统、排气系统、动力传动系统、润滑系统、冷却水系统和数据采集系统，主气进气系统与试验件连接并为试验件提供试验所需流量、温度、压力的主气流，冷气进气系统与试验件连接并为试验件提供试验所需流量、温度、压力的二次流，排气系统用于试验件排气，主气进气系统、冷气进气系统分别与排气系统连接；动力传动系统用于驱动试验件旋转，润滑系统用于润滑试验件和动力传动系统，冷却水系统与润滑系统相接并用于润滑系统滑油散热，数据采集系统用于试验件性能参数及试验平台运行数据测量、采集和处理。
[0008]进一步地，所述主气进气系统包括依次通过管段连接的主气进气阀、进气过滤器、膨胀节、流量计和加温器；主气进气阀和进气过滤器之间的管段上设有与排气系统接通的
主气放气支路，进气过滤器和膨胀节之间的管段上设有与冷气进气系统接通的主气支路，加温器上安装与试验件连接的气流输出管道。
[0009]进一步地，冷气进气系统包括依次通过管段连接的冷气进气阀、冷气过滤器、掺混器、冷气主路膨胀节、冷气分配器，冷气分配器上连接多条冷气分配支路，各冷气分配支路上依次设置流量计和冷气加温器，各冷气加温器上安装与试验件连接的冷气输出管道。
[0010]更进一步地，所述掺混器包括掺混筒体和置于掺混筒体内的主气释放管路，所述主气释放管路包括相互连通的环形管段和进气管段，进气管段贯穿掺混筒体筒壁，进气管段与主气进气系统中的主气支路接通，所述环形管段的管壁上密集分布多个通孔供主气释放。
[0011]进一步地，排气系统包括排气主管和设于排气主管上的两条排气支管，排气主管上在排气支管内气流流通方向上还具有冷却段，排气主管末端连通排气塔；两条排气支管分别为主气排气支管和冷气排气支管，主气排气支管端部与试验件主气排气口接通，主气排气支管上设有主气排气辅调支路，冷气排气支管端部设置排气收集器，排气收集器上延伸出多条与试验件冷气排气口接通的冷气排气支路，冷气排气支路数量与冷气进气系统中的冷气分配支路数量相等。
[0012]更进一步地，多条冷气排气支路中一半数量的冷气排气支路上设有流量计。
[0013]更进一步地，所述冷却段为高压喷水冷却段，冷却段包括沿排气主管周向设置的多个雾化喷嘴和向雾化喷嘴供水的外圈，外圈上具有进水口，雾化喷嘴的喷雾方向正对排气主管中气流来流方向。
[0014]再进一步地，冷却水系统包括循环冷却水系统和高压喷淋水系统，循环冷却水系统与润滑系统接通并为润滑系统提供冷却水；高压喷淋水系统用于向雾化喷嘴提供冷却水。
[0015]进一步地，动力传动系统包括依次设置的电机、增速齿轮箱和测扭器，电机和增速齿轮箱通过低速联轴器连接，增速齿轮箱和试验件通过高速联轴器连接，测扭器用于测量扭矩。
[0016]更进一步地，润滑系统包括相互独立设置的增速齿轮箱润滑系统和试验件润滑系统，润滑系统上设置应急电源，应急电源需保证润滑系统断电后仍能提供不少于五分钟的滑油持续供油功能。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0018]本试验平台可在高速旋转条件下引入模化的主流和二次流开展发动机旋转盘腔流动换热试验，以充分研究高转速下的压气机盘、涡轮盘的工作环境对盘腔流动换热的影响，研究发动机不同转速、二次流流量/温度/压力等参数变化对盘腔流动和换热的影响；为旋转盘腔的工作性能提供可靠参考。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例1所述的旋转盘腔试验平台结构框图；
[0020]图2为本专利技术实施例1所述的旋转盘腔试验平台的总体安装图；
[0021]图3为本专利技术实施例1所述的主气进气系统的结构示意图；
[0022]图4为图3中主气进气系统的结构原理图；
[0023]图5为本专利技术实施例1所述的冷气进气系统的结构示意图；
[0024]图6为图5中冷气进气系统的结构原理图；
[0025]图7为本专利技术实施例1所述的掺混器的结构示意图；
[0026]图8为本专利技术实施例1所述的排气系统的结构示意图；
[0027]图9为图8中排气系统的结构原理图；
[0028]图10为本专利技术实施例1所述的冷却段的结构示意图；
[0029]图11为本专利技术实施例1所述的动力传动系统的结构示意图；
[0030]图12为本专利技术实施例1中对试验件进行调试以验证试验平台性能指标及功能的结构型式图。
具体实施方式
[0031]为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本技术方案进行详细阐述。
[0032]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0033]另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转盘腔试验平台，其特征在于，包括主气进气系统、冷气进气系统、排气系统、动力传动系统、润滑系统、冷却水系统和数据采集系统，主气进气系统与试验件连接并为试验件提供试验所需流量、温度、压力的主气流，冷气进气系统与试验件连接并为试验件提供试验所需流量、温度、压力的二次流，排气系统用于试验件排气，主气进气系统、冷气进气系统分别与排气系统连接；动力传动系统用于驱动试验件旋转，润滑系统用于润滑试验件和动力传动系统，冷却水系统与润滑系统相接并用于润滑系统滑油散热，数据采集系统用于试验件性能参数及试验平台运行数据测量、采集和处理。2.根据权利要求1所述的旋转盘腔试验平台，其特征在于，所述主气进气系统包括依次通过管段连接的主气进气阀、进气过滤器、膨胀节、流量计和加温器；主气进气阀和进气过滤器之间的管段上设有与排气系统接通的主气放气支路，进气过滤器和膨胀节之间的管段上设有与冷气进气系统接通的主气支路，加温器上安装与试验件连接的气流输出管道。3.根据权利要求1所述的旋转盘腔试验平台，其特征在于，冷气进气系统包括依次通过管段连接的冷气进气阀、冷气过滤器、掺混器、冷气主路膨胀节、冷气分配器，冷气分配器上连接多条冷气分配支路，各冷气分配支路上依次设置流量计和冷气加温器，各冷气加温器上安装与试验件连接的冷气输出管道。4.根据权利要求3所述的旋转盘腔试验平台，其特征在于，所述掺混器包括掺混筒体和置于掺混筒体内的主气释放管路，所述主气释放管路包括相互连通的环形管段和进气管段，进气管段贯穿掺混筒体筒壁，进气管段与主气进气系统中的主气支路接通，所述环形管段的管壁上密集分布多个通孔供主气释放。...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖利华，
申请(专利权)人：湖南汉能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：