专利名称：一种采用定容水流量检测涡轮叶片内通道流通能力的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及叶片流通能力测量装置，特别涉及了一种采用定容水流量检测涡轮叶片内通道流通能力的装置。
背景技术：
在涡轮发动机空心涡轮叶片的设计、研究和生产中，常利用水流对其内部通道的流通能力进行检测，用于评估空心结构的设计和加工质量，并可以以此估算叶片综合冷却效果。目前已有的方法和其基本原理是测量特定供水压力条件下的通过叶片的水流量大小，以该水流量值作为评价叶片空心结构的流通能力。由于该方法的主要的技术特征是 “叶片入口水压为特定值”，因此可将其简称为“定压法”。首先利用水泵将水从水槽中吸出通过夹具及接嘴注入空心叶片，然后利用一个或多个阀门的调节使空心叶片通道入口供水压力达到且稳定在特定值，并使用水压计测量之，同时使用流量计测量得到通过叶片通道的水流量(kg/s或m3/S)，可将流出叶片的水回收至水槽进行循环利用。在实际应用中发现该方法主要存在如下缺点设备昂贵该方法需要输出压力和流量稳定且可微调的水泵，以及测量精度较高且易于读取数值(例如数字式)的水压计和流量计，有些条件下还需要可自动化控制的阀门，这些均需要较高的一次性设备资金投入和维护费用，另外还需要消耗大量的电能；可操作性差为了使叶片入口水压尽可能准确的保持在特定值，测量中需要操作者同时且多次反复调节水泵功率和多个阀门的开合，以及对流量计、水压计进行读数和监视。并且需要多次处理复杂管路中的漏水问题，导致完成测量需周期较长。应用范围窄由于该方法所用的设备较多，并且部分设备(如水泵)需要固定安装，因此只能在固定场所使用，无法满足在机场、发动机试车台等地进行临时检测的需求；精度低该方法中主要测量的物理量为压力和流量，相对于长度和时间等物理量来说，其测量精度较低，或者说达到同样精度的测量所需的代价更高；重复性差由于该方法中的特定叶片入口水压需要较多的设备来提供和大量的人工干预，因此重复性较难保证。
实用新型内容本实用新型的目的是为了降低成本和能源消耗同时提高测量精度，特提供了一种采用定容水流量检测涡轮叶片内通道流通能力的装置。本实用新型提供了一种采用定容水流量检测涡轮叶片内通道流通能力的装置，其特征在于所述的采用定容水流量检测涡轮叶片内通道流通能力的装置包括上水槽1，液位传感器2，计时器3，阀门4，夹具及接嘴5 ；其中两个液位传感器2安装在上水槽1上，液位传感器2分别与计时器3连接， 阀门4安装在上水槽1下面的水管上部，水管的下端与夹具及接嘴5连接，叶片6固定在夹
3具及接嘴5上。所述的采用定容水流量检测涡轮叶片内通道流通能力的装置还包括下水槽7，下水槽7对应安装在叶片6的下方的位置。所述的采用定容水流量检测涡轮叶片内通道流通能力的装置还包括固定支架，上水槽1固定安装在支架上。通过测量标准容量和高度差的水在重力作用下流经涡轮叶片空心结构的时间来评价该结构的流通能力。因为每次测量通过叶片的水流容量相同，因此可将该方法简称为 “定容法”。该方法的主要技术特征为实现该方法首先需要有位于高处的盛水容器，例如水槽或水桶，可以盛装一定容量的水，同时利用该容器与叶片之间的特定高度差驱动水流经叶片内部通道；在盛水容器上应有至少2个高度不同的液位测量装置，该装置可以是可直接观察的刻度，也可以是能够由仪器识别的液位传感器。在测量时，液面经过该测量装置，应产生可被观察者或仪器识别的触发信号，用于标识测量过程的开始和结束；该方法中主要测量仪器为计时器，用于记录液面先后通过两个液位测量点之间的时间间隔。计时器可以是由操作者触发的秒表，也可以是依靠液位传感器触发的自动化仪器，从提高测量精度的角度触发，应首选后者作为测量工具；该方法需要有带阀门的竖直管道、专用的夹具和接嘴，以连接水槽和涡轮叶片内部通道。其中阀门用于开启通道，启动测量过程；夹具和接嘴用于固定叶片和将圆形截面的管道转接到叶片的异形截面通道；该方法要求从水槽到叶片之间存在特定的高度差，并在每一次测试中均保持固定。该高度差的起点可以是水槽中的一个液位测量装置，止点可以是水管的出口 ；水流出叶片之后，可用容器回收之。本实用新型的优点成本低廉仅需要盛水容器、液位传感器、计时器等设备，不需要水泵和流量计等昂贵设备，因此成本较低。另外不消耗电能；可操作性强操作者仅需要开启一次阀门，并且读取计时器数值，仅需数分钟即可完成全部测量过程，避免了调试水泵和阀门等设备的较长耗时。并且由于压力较低，可极大的避免漏水现象，从而减少测量的准备和调试周期；应用范围广所需设备简单易于移动，因此可适用于各类与涡轮叶片设计、制造和使用维护相关的场所，提高了适用范围和利用率；精度高唯一需测量的物理量是时间，用较常规的测量设备即可达到1%。精度，相对于压力和流量等物理量，其测试精度比较容易保证；重复性好影响测量重复性的主要因素包括容器和连接件的形状、液位与叶片的高度差等，均为较简单的长度量，相对于压力和流量等因素，更容易测量和保证。该装置可以替代已有的测量装置，并广泛应用于涡轮发动机空心涡轮叶片的设计、生产和使用维护等领域。可以极大的减少发动机研制成本和能源消耗，同时缩短研制周期，为我国发动机工业提供有力的支持。以下结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明
图1为采用定容水流量检测涡轮叶片内通道流通能力的装置原理结构示意图。
具体实施方式
实施例1本实施例提供了一种采用定容水流量检测涡轮叶片内通道流通能力的装置，其特征在于所述的采用定容水流量检测涡轮叶片内通道流通能力的装置包括上水槽1，液位传感器2，计时器3，阀门4，夹具及接嘴5 ；其中两个液位传感器2安装在上水槽1上，液位传感器2分别与计时器3连接， 阀门4安装在上水槽1下面的水管上部，水管的下端与夹具及接嘴5连接，叶片6固定在夹具及接嘴5上。所述的采用定容水流量检测涡轮叶片内通道流通能力的装置还包括下水槽7，下水槽7对应安装在叶片6的下方的位置。所述的采用定容水流量检测涡轮叶片内通道流通能力的装置还包括固定支架，上水槽1固定安装在支架上。通过测量标准容量和高度差的水在重力作用下流经涡轮叶片空心结构的时间来评价该结构的流通能力。因为每次测量通过叶片的水流容量相同，因此可将该方法简称为 “定容法”。该方法的主要技术特征为实现该方法首先需要有位于高处的盛水容器，例如水槽或水桶，可以盛装一定容量的水，同时利用该容器与叶片之间的特定高度差驱动水流经叶片内部通道；在盛水容器上应有至少2个高度不同的液位测量装置，该装置可以是可直接观察的刻度，也可以是能够由仪器识别的液位传感器。在测量时，液面经过该测量装置，应产生可被观察者或仪器识别的触发信号，用于标识测量过程的开始和结束；该方法中主要测量仪器为计时器，用于记录液面先后通过两个液位测量点之间的时间间隔。计时器可以是由操作者触发的秒表，也可以是依靠液位传感器触发的自动化仪器，从提高测量精度的角度触发，应首选后者作为测量工具；该方法需要有带阀门的竖直管道、专用的夹具和接嘴，以连接水槽和涡轮叶片内部通道。其中阀门用于开启通道，启动测量过程；夹具和接嘴用于固定叶片和将圆形截面的管道转接到叶片的异形截面通道；该方法要求从水槽到叶片之间存在特定的高度差，并在每一次测试中均保持固定。该高度差的起点可以是水槽中的一个液位测量装置，止点可以是水管的出口 ；水流出叶片之后，可用容器回收之。
权利要求1.一种采用定容水流量检测涡轮叶片内通道流通能力的装置，其特征在于所述的采用定容水流量检测涡轮叶片内通道流通能力的装置包括上水槽(1)，液位传感器O)，计时器(3)，阀门(4)，夹具及接嘴(5)；其中两个液位传感器( 安装在上水槽(1)上，液位传感器( 分别与计时器(3)连接，阀门(4)安装在上水槽(1)下面的水管上部，水管的下端与夹具及接嘴( 连接，叶片 (6)固定在夹具及接嘴(5)上。
2.按照权利要求1所述的采用定容水流量检测涡轮叶片内通道流通能力的装置，其特征在于所述的采用定容水流量检测涡轮叶片内通道流通能力的装置还包括下水槽(7)， 下水槽(7)对应安装在叶片(6)的下方的位置。
3.按照权利要求1所述的采用定容水流量检测涡轮叶片内通道流通能力的装置，其特征在于所述的采用定容水流量检测涡轮叶片内通道流通能力的装置还包括固定支架，上水槽(1)固定安装在支架上。
专利摘要一种采用定容水流量检测涡轮叶片内通道流通能力的装置，包括上水槽，液位传感器，计时器，阀门，夹具及接嘴；其中两个液位传感器安装在上水槽上，液位传感器分别与计时器连接，阀门安装在上水槽下面的水管上部，水管的下端与夹具及接嘴连接，叶片固定在夹具及接嘴上。本实用新型的优点成本低廉，可操作性强，应用范围广，精度高，重复性好，可以替代已有的测量装置，并广泛应用于涡轮发动机空心涡轮叶片的设计、生产和使用维护等领域。可以极大的减少发动机研制成本和能源消耗，同时缩短研制周期，为我国发动机工业提供有力的支持。
文档编号G01F1/52GK202008432SQ201020674768
公开日2011年10月12日 申请日期2010年12月23日 优先权日2010年12月23日
发明者吕东, 吴向宇, 尤宏德, 张志强, 王雷 申请人:中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所