航空发动机涡轮叶片空气流量试验装置的制作方法

本发明属于航空发动机非标件领域，特别一种航空发动机涡轮叶片空气流量试验装置。

背景技术：

按照发动机涡轮叶片设备研制要求，需对所测叶片进行空气流量试验，即在测量在试验压力下通过叶片的空气质量流量，通过测量涡轮叶片气膜孔及流道的空气流量检验叶片气膜孔情况及内部流道加工情况，为挑选装机叶片提供参考。这便需要用到空气流量试验装置。目前测量航空发动机涡轮叶片的空气流量试验装置是一种夹具，其连接的管路需要固定在一个特定的试验间内，不便搬运，占用空间大，并且测量范围不可调，测量精度不高，操作耗时。目前还没有一种航空发动机涡轮叶片专用的空气流量试验装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种航空发动机涡轮叶片空气流量试验装置，以便于检验涡轮叶片气膜孔情况及内部流道加工情况，并提高空气流量测试的便捷性和准确性。

本发明所述航空发动机涡轮叶片空气流量试验装置，该试验装置包括进气阀、压力表、过滤器、自力稳压阀、主路调节阀、安装有旁路调节阀的旁路流路、至少两条并联的测量支路及温度传感器、压力传感器、叶片夹具和工作台，各测量支路均从进气端至出气端依次安装一个截止阀和一个流量计，且各测量支路上的流量计具有不同的量程；

所述过滤器的进气口通过管件与压缩空气源的供气口连通，所述进气阀、压力表安装在连接过滤器与压缩空气源的管件上，且压力表位于过滤器与进气阀之间，所述过滤器的出气口通过管件与自力稳压阀的进气口连通，所述主路调压阀的进气口通过管件与自力稳压阀的出气口连通，主路调压阀的出气口通过一根管件及多通管接头与各测量支路的进气端连通，各测量支路的出气端通过多通管接头及一根管件与放置在工作台上的叶片夹具的进气口连通，叶片夹具的出气口与大气相通，所述温度传感器、压力传感器安装在连接多通管接头与叶片夹具进气口的管件上，所述旁路流路的进其端与主路调压阀的出气口连通，旁路流路的出气端与大气相通。

上述航空发动机涡轮叶片空气流量试验装置，主路调节阀由主路主调节阀和主路微调节阀并联连接构成。

上述航空发动机涡轮叶片空气流量试验装置，该装置设置有控制柜，所述进气阀、压力表、过滤器、自力稳压阀、主路调节阀、旁路调节阀、温度计、压力传感器、各测量支路中的截止阀和流量计及相关连接管路位于控制柜中，各仪表的测量读数表盘和各阀门的控制按钮或旋钮嵌入控制柜的控制面板上预留的窗口中，连接过滤器与压缩空气源供气口的管件，其与压缩空气源供气口相连的一端穿过控制柜上设置的过孔位于控制柜外。

上述航空发动机涡轮叶片空气流量试验装置，该装置设置有工作柜，所述叶片夹具和工作台位于设置有柜门的工作柜中，所述压力传感器位于工作柜外。

上述航空发动机涡轮叶片空气流量试验装置，所述主路主调节阀、主路微调节阀、旁路调节阀为手动针型阀，各测量支路中的截止阀为电磁阀，所述进气阀为球阀。

上述航空发动机涡轮叶片空气流量试验装置，所述流量计为质量流量计。

本发明所述利用上述航空发动机涡轮叶片空气流量试验装置进行发动机涡轮叶片空气流量测量的方法，步骤如下：

(1)将发动机涡轮叶片装夹在叶片夹具上，根据叶片参考流量范围选择匹配的测量支路，打开相应测量支路的截止阀，关闭其它测量支路的截止阀；

(2)开启进气阀，同时调节主路主调节阀、主路微调节阀和旁路调节阀，使压力计数值与测量要求数值相同，然后读取测量支路上的流量计读数，得到该叶片的空气流量值；

(3)关闭主路调节阀、主路微调节阀与旁路调节阀，取下已测量的涡轮叶片，装夹上同批次中同一参考流量范围内的下一个需测量的涡轮叶片，

(4)重新调节主路主调节阀、主路微调节阀和旁路调节阀，使压力传感器测得的数值与测量要求的数值相同，读取测量支路上的流量计读数，得到该叶片的空气流量值；

(5)重复上述步骤(3)、步骤(4)的操作，直至同批次中同一参考流量范围内的涡轮叶片空气流量测量完毕。

上述方法中的参考流量通过涡轮叶片设计时的三维模型计算得到。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:

1.本发明提供了一种适用于航空发动机涡轮叶片空气流量试验的装置，以便于航空发动机涡轮叶片空气流量试验的进行。

2.本发明所述发动机涡轮叶片空气流量试验装置由于在同一测量主路上并联了多个不同量程的流量计，形成多个测量支路，可满足不同涡轮叶片的流道及气膜孔的空气流量测量对流量计测量量程的需要，使不同涡轮叶片的流道及气膜孔的空气流量均在流量计的最佳测量精度量程内，因而不仅实现了同一台试验装置测量多种不同涡轮叶片的流道及气膜孔的空气流量，而且具有高的测量精度。

3.本发明所述发动机涡轮叶片空气流量试验装置占用空间小，便于搬运，使用方便快捷，操作耗时短，测量范围可调。

附图说明

图1是本发明所述航空发动机涡轮叶片空气流量试验装置的结构原理图；

图2是本发明所述航空发动机涡轮叶片空气流量试验装置的侧前方立体图；

图3是图2的内部结构图；

图4是本发明所述航空发动机涡轮叶片空气流量试验装置的侧后方立体图；

图5是图4的内部结构图。

图中，1—进气阀，2—压力表，3—过滤器，4—自力稳压阀，5-1—主路主调节阀，5-2—主路微调节阀，6—旁路调节阀，7-1—第一截止阀，7-2—第二截止阀，7-3—第三截止阀，8-1—第一流量计，8-2—第二流量计，8-3—第三流量计，9—温度传感器，10—压力传感器，11—叶片夹具，12—工作台，13—控制柜，13-1—控制面板，14—工作柜，15—软管。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明所述航空发动机涡轮叶片空气流量试验装置做进一步说明。

本实施例中，航空发动机涡轮叶片空气流量试验装置结构如图1～5所示，包括进气阀1、压力表2、过滤器3、自力稳压阀4、主路调节阀、安装有旁路调节阀6的旁路流路、三条并联的测量支路及温度传感器9、压力传感器10、叶片夹具11和工作台12；三条并联的测量支路为第一测量支路、第二测量支路、第三测量支路，第一测量支路从进气端至出气端依次安装第一截止阀7-1，第一流量计8-1，第二测量支路从进气端至出气端依次安装第二截止阀7-2，第二流量计8-2，第三测量支路从进气端至出气端依次安装第三截止阀7-3，第三流量计8-3；

所述过滤器3的进气口通过管件与压缩空气源的供气口连通，所述进气阀1、压力表2安装在连接过滤器与压缩空气源的管件上，且压力表2位于过滤器与进气阀1之间，所述过滤器的出气口通过管件与自力稳压阀4的进气口连通，所述主路调压阀的进气口通过管件与自力稳压阀4的出气口连通，主路调压阀的出气口通过一根管件及三通管接头与各测量支路的进气端连通，各测量支路的出气端通过三通管接头及一根管件与放置在工作台12上的叶片夹具11的进气口连通，叶片夹具的出气口与大气相通，所述温度传感器9、压力传感器10安装在连接三通管接头与叶片夹具进气口的管件上，所述旁路流路的进气端与主路调压阀的出气口连通，旁路流路的出气端与大气相通。

该装置设置有控制柜13，所述进气阀1、压力表2、过滤器3、自力稳压阀4、主路调节阀、旁路调节阀6、温度传感器9、压力传感器10、各测量支路中的截止阀和流量计及相关连接管路位于控制柜13中，各仪表的测量读数表盘和各阀门的控制按钮或旋钮嵌入控制柜的控制面板13-1上预留的窗口中，连接过滤器与压缩空气源供气口的管件，其与压缩空气源供气口相连的一端穿过控制柜上设置的过孔位于控制柜外。控制柜与控制面板相对的背面和一个侧面设置为可拆卸的门板结构。该装置设置有工作柜14，所述叶片夹具11和工作台12位于设置有柜门的工作柜14中，所述压力传感器10位于工作柜外。

所述主路调节阀由主路主调节阀5-1和主路微调节阀5-2并联连接构成，主路主调节阀、主路微调节阀、旁路调节阀为手动针型阀，各测量支路中的截止阀为电磁阀，所述进气阀为球阀。所述第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀均为电磁阀，第一流量计、第二流量计、第三流量计均为质量流量计。第一质量流量计的量程为0～28000Kg/h，第二质量流量计的量程为0～23.7Kg/h，第三质量流量计的量程为0～86.4Kg/h。

利用上述航空发动机涡轮叶片空气流量试验装置进行发动机涡轮叶片空气流量测量的方法，步骤如下：

(1)将发动机涡轮叶片装夹在叶片夹具上，根据叶片参考流量范围5.4Kg/h～23.7Kg/h，选择第二测量支路，打开相应测量支路的电磁阀，关闭第一、第三测量支路的电磁阀；

(2)开启进气阀，同时调节主路主调节阀、主路微调节阀和旁路调节阀，使压力计数值与测量要求数值相同，然后读取测量支路上的流量计读数，得到该叶片的空气流量值；

(3)关闭主路调节阀、主路微调节阀与旁路调节阀，取下已测量的涡轮叶片，装夹上同批次中同一参考流量范围内的下一个需测量的涡轮叶片，

(4)重新调节主路主调节阀、主路微调节阀和旁路调节阀，使压力传感器测得的数值与测量要求的数值相同，读取测量支路上的流量计读数，得到该叶片的空气流量值；

(5)重复上述步骤(3)、步骤(4)的操作，直至同批次中同一参考流量范围内的涡轮叶片空气流量测量完毕。