一种双轴压气机试验件腔压主动调节装置的制作方法

本申请属于叶轮机试验，特别涉及一种双轴压气机试验件腔压主动调节装置。

背景技术：

1、双轴轴流式压气机试验件一般包含卸荷腔、轴承封严腔、轴承前腔、轴承腔、轴承后封严腔等腔体，对于航空发动机整机试验，压气机各腔体内压力可实现自平衡，但是对于压气机部件试验，由于结构差异，无法实现各腔压力的自平衡。压气机各腔内压力的平衡关系到试验件的安全运行，如果各腔压力不匹配，一方面可能引起由轴向力不平衡导致的试验件振动异常，直接影响试验安全；另一方面可能引发轴承温度高、叶片结焦、油气泄漏等试验件问题，因此腔压主动调节装置是保证压气机试验顺利开展的重要装置。

2、目前，对于压气机部件试验，各封严腔的封严引气压力一般设置为一定值，仅起到封严作用，该方法可能导致轴承封严腔压力过高，高温封严气体及滑油进入流道，附着在叶片表面结焦；轴承腔压力一般采用直接排气方式，该方式在轴承腔为负压时不适用，会造成封严压力高，同时也会影响轴承润滑油喷射，直接影响轴承冷却润滑；卸荷腔一般采用固定数量的管路排大气，该方式无法实现轴向力主动调节。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供了一种双轴压气机试验件腔压主动调节装置，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。

2、本申请的技术方案是：一种双轴压气机试验件腔压主动调节装置，所述压气机试压件沿着轴向顺气流方向依次设有卸荷腔、轴承封严腔、轴承前腔、轴承腔和轴承后封严腔，各腔之间通过封严篦齿进行密封；

3、所述腔压主动调节装置包括：

4、封严引气压力主动调节系统，所述封严引气压力主动调节系统连通至轴承前腔和轴承后封严腔，用于将工艺气引入腔体内，实现对轴承前腔和轴承后封严腔的封严气供应压力动态调节；

5、通大气孔集气排空系统，所述通大气孔集气排空系统连通至卸荷腔和轴承封严腔，通过所述通大气孔集气排空系统实现对卸荷腔和轴承封严腔排气压力的动态调控，进而保证轴向力的同时满足封严压差要求；

6、轴承腔主动抽吸系统，所述轴承腔主动抽吸系统连通至轴承腔，用于实现对轴承腔抽吸压力的主动调控。

7、在本申请一些实施方式中，所述通大气孔集气排空系统包括由一路或多路排气金属软管和电动调节阀构成的第一排空系统和第二排空系统，其中：

8、第一排空系统中一路或多路的排气金属软管一端连接至卸荷腔，另一端连接至电动调节阀，电动调节阀另一端连接至通大气管路；

9、第二排空系统中一路或多路的排气金属软管一端连接至轴承封严腔，另一端连接至电动调节阀，电动调节阀另一端连接至通大气管路。

10、在本申请一些实施方式中，所述第一排空系统中的电动调节阀包括并联设置的主阀和辅阀，主阀和辅阀分别实现阀门的粗调和精调。

11、在本申请一些实施方式中，所述封严引气压力主动调节系统包括轴承前腔调节系统和轴承后封严腔调节系统，轴承前腔调节系统和轴承后封严腔调节系统均包括一路或多路的封严供气管路，单路的封严供气管路由手动调节阀、封严电动调节阀、胶管、压力变送器构成，轴承前腔调节系统和轴承后封严腔调节系统中的封严供气管路一端均连接进气主管路形成共同的输入端，轴承前腔调节系统的封严供气管路另一端连接轴承前腔，轴承后封严腔调节系统的封严供气管路另一端连接轴承后封严腔。

12、在本申请一些实施方式中，通过所述轴承前腔调节系统调节的轴承前腔的压力高于轴承封严腔的压力(5～10)kpa；

13、通过所述轴承后封严腔调节系统调节的轴承后封严腔的压力高于轴承腔的压力(5～10)kpa。

14、在本申请一些实施方式中，所述轴承腔主动抽吸系统包括漩涡风机、温度变送器、负压压力变送器、缓冲装置、抽吸电动调节阀、进口过滤装置、一路或多路的抽吸金属软管，一路或多路的抽吸金属软管一端连接轴承腔，另一端连接缓冲装置，在抽吸金属软管和之间缓冲装置连接有抽吸电动调节阀，抽吸电动调节阀的另一端连接进口过滤装置，缓冲装置另一端连接旋涡风机，旋涡风机和缓冲装置之间设置温度变送器、负压压力变送器，旋涡风机另一端连接至通大气管路。

15、在本申请一些实施方式中，所述漩涡风机为变频风机或具有阀门的定频风机。

16、本申请提出的压气机试验件腔压主动调节装置通过多自由度主动控制手段，满足轴向力平衡需求；轴承封严腔排气与轴承前腔压力的匹配调节，解决了试验件叶片结焦问题。封严引气压力随试验件状态动态调节，与轴承腔抽吸系统配合，解决了封严压力高及轴承腔压力过高引起的轴承冷却润滑效果差的问题，保障试验件完好及试验安全顺利开展，进而节约试验时间成本和资源成本。

技术特征：

1.一种双轴压气机试验件腔压主动调节装置，其特征在于，所述压气机试压件沿着轴向顺气流方向依次设有卸荷腔(101)、轴承封严腔(102)、轴承前腔(103)、轴承腔(104)和轴承后封严腔(105)，各腔之间通过封严篦齿(106)进行密封；

2.如权利要求1所述的双轴压气机试验件腔压主动调节装置，其特征在于，所述通大气孔集气排空系统(20)包括由一路或多路排气金属软管(21)和电动调节阀(22)构成的第一排空系统(23)和第二排空系统(24)，其中：

3.如权利要求2所述的双轴压气机试验件腔压主动调节装置，其特征在于，所述第一排空系统(23)中的电动调节阀(22)包括并联设置的主阀(221)和辅阀(222)，主阀(221)和辅阀(222)分别实现阀门的粗调和精调。

4.如权利要求1所述的双轴压气机试验件腔压主动调节装置，其特征在于，所述封严引气压力主动调节系统(10)包括轴承前腔调节系统(15)和轴承后封严腔调节系统(16)，轴承前腔调节系统(15)和轴承后封严腔调节系统(16)均包括一路或多路的封严供气管路，单路的封严供气管路由手动调节阀(11)、封严电动调节阀(12)、胶管(13)、压力变送器(14)构成，轴承前腔调节系统(15)和轴承后封严腔调节系统(16)中的封严供气管路一端均连接进气主管路(17)形成共同的输入端，轴承前腔调节系统(15)的封严供气管路另一端连接轴承前腔(103)，轴承后封严腔调节系统(16)的封严供气管路另一端连接轴承后封严腔(105)。

5.如权利要求4所述的双轴压气机试验件腔压主动调节装置，其特征在于，通过所述轴承前腔调节系统(15)调节的轴承前腔(103)的压力高于轴承封严腔(102)的压力(5～10)kpa；

6.如权利要求1所述的双轴压气机试验件腔压主动调节装置，其特征在于，所述轴承腔主动抽吸系统(30)包括漩涡风机(31)、温度变送器(32)、负压压力变送器(33)、缓冲装置(34)、抽吸电动调节阀(35)、进口过滤装置(36)、一路或多路的抽吸金属软管(37)，一路或多路的抽吸金属软管(37)一端连接轴承腔(104)，另一端连接缓冲装置(34)，在抽吸金属软管(37)和之间缓冲装置(34)连接有抽吸电动调节阀(35)，抽吸电动调节阀(35)的另一端连接进口过滤装置(36)，缓冲装置(34)另一端连接旋涡风机(31)，旋涡风机(31)和缓冲装置(34)之间设置温度变送器(32)、负压压力变送器(33)，旋涡风机(31)另一端连接至通大气管路。

7.如权利要求6所述的双轴压气机试验件腔压主动调节装置，其特征在于，所述漩涡风机(31)为变频风机或具有阀门的定频风机。

技术总结
本申请提供了一种压气机试验件腔压主动调节装置，属于叶轮机试验技术领域，所述压气机试压件沿着轴向气流方向依次设有卸荷腔、轴承封严腔、轴承前腔、轴承腔和轴承后封严腔，各腔之间通过封严篦齿进行密封；该装置包括：封严引气压力主动调节系统，其连通至轴承前腔和轴承后封严腔，用于将工艺气引入腔体内，实现对轴承前腔和轴承后封严腔的封严气供应压力动态调节；通大气孔集气排空系统，其连通至卸荷腔和轴承封严腔，通过所述通大气孔集气排空系统实现对卸荷腔和轴承封严腔排气压力的动态调控，进而保证轴向力的同时满足封严压差要求；轴承腔主动抽吸系统，其连通至轴承腔，用于实现对轴承腔抽吸压力的主动调控。

技术研发人员：朱丽萍,路超,江建玲,张爱武,王宝伟
受保护的技术使用者：中国航发沈阳发动机研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14