[發明專利]一種采用定容水流量檢測渦輪葉片內通道流通能力的裝置

有效

• 申請號: 201010599798.8
• 申請日: 2010-12-22
• 公開（公告）號: CN102539153A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 呂東;王雷;尤宏德;張志強;吳向宇
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司沈陽發動機設計研究所
• 主分類號: G01M15/00
• 分類號: G01M15/00;G01F1/52
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 任玉龍

技術領域

本發明涉及葉片流通能力測量裝置，特別涉及了一種采用定容水流量檢測渦輪葉片內通道流通能力的裝置。

背景技術

在渦輪發動機空心渦輪葉片的設計、研究和生產中，常利用水流對其內部通道的流通能力進行檢測，用于評估空心結構的設計和加工質量，并可以以此估算葉片綜合冷卻效果。

目前已有的方法和其基本原理是：測量特定供水壓力條件下的通過葉片的水流量大小，以該水流量值作為評價葉片空心結構的流通能力。由于該方法的主要的技術特征是“葉片入口水壓為特定值”，因此可將其簡稱為“定壓法”。首先利用水泵將水從水槽中吸出通過夾具及接嘴注入空心葉片，然后利用一個或多個閥門的調節使空心葉片通道入口供水壓力達到且穩定在特定值，并使用水壓計測量之，同時使用流量計測量得到通過葉片通道的水流量(kg/s或m³/s)，可將流出葉片的水回收至水槽進行循環利用。

在實際應用中發現該方法主要存在如下缺點：

設備昂貴：該方法需要輸出壓力和流量穩定且可微調的水泵，以及測量精度較高且易于讀取數值(例如數字式)的水壓計和流量計，有些條件下還需要可自動化控制的閥門，這些均需要較高的一次性設備資金投入和維護費用，另外還需要消耗大量的電能；

可操作性差：為了使葉片入口水壓盡可能準確的保持在特定值，測量中需要操作者同時且多次反復調節水泵功率和多個閥門的開合，以及對流量計、水壓計進行讀數和監視。并且需要多次處理復雜管路中的漏水問題，導致完成測量需周期較長。

應用范圍窄：由于該方法所用的設備較多，并且部分設備(如水泵)需要固定安裝，因此只能在固定場所使用，無法滿足在機場、發動機試車臺等地進行臨時檢測的需求；

精度低；該方法中主要測量的物理量為壓力和流量，相對于長度和時間等物理量來說，其測量精度較低，或者說達到同樣精度的測量所需的代價更高；

重復性差：由于該方法中的特定葉片入口水壓需要較多的設備來提供和大量的人工干預，因此重復性較難保證。

發明內容

本發明的目的是為了降低成本和能源消耗同時提高測量精度，特提供了一種采用定容水流量檢測渦輪葉片內通道流通能力的裝置。

本發明提供了一種采用定容水流量檢測渦輪葉片內通道流通能力的裝置，其特征在于：所述的采用定容水流量檢測渦輪葉片內通道流通能力的裝置包括上水槽1，液位傳感器2，計時器3，閥門4，夾具及接嘴5；

其中：兩個液位傳感器2安裝在上水槽1上，液位傳感器2分別與計時器3連接，閥門4安裝在上水槽1下面的水管上部，水管的下端與夾具及接嘴5連接，葉片6固定在夾具及接嘴5上。

所述的采用定容水流量檢測渦輪葉片內通道流通能力的裝置還包括下水槽7，下水槽7對應安裝在葉片6的下方的位置。

所述的采用定容水流量檢測渦輪葉片內通道流通能力的裝置還包括固定支架，上水槽1固定安裝在支架上。

通過測量標準容量和高度差的水在重力作用下流經渦輪葉片空心結構的時間來評價該結構的流通能力。因為每次測量通過葉片的水流容量相同，因此可將該方法簡稱為“定容法”。

該方法的主要技術特征為：

實現該方法首先需要有位于高處的盛水容器，例如水槽或水桶，可以盛裝一定容量的水，同時利用該容器與葉片之間的特定高度差驅動水流經葉片內部通道；

在盛水容器上應有至少2個高度不同的液位測量裝置，該裝置可以是可直接觀察的刻度，也可以是能夠由儀器識別的液位傳感器。在測量時，液面經過該測量裝置，應產生可被觀察者或儀器識別的觸發信號，用于標識測量過程的開始和結束；

該方法中主要測量儀器為計時器，用于記錄液面先后通過兩個液位測量點之間的時間間隔。計時器可以是由操作者觸發的秒表，也可以是依靠液位傳感器觸發的自動化儀器，從提高測量精度的角度觸發，應首選后者作為測量工具；

該方法需要有帶閥門的豎直管道、專用的夾具和接嘴，以連接水槽和渦輪葉片內部通道。其中閥門用于開啟通道，啟動測量過程；夾具和接嘴用于固定葉片和將圓形截面的管道轉接到葉片的異形截面通道；

該方法要求從水槽到葉片之間存在特定的高度差，并在每一次測試中均保持固定。該高度差的起點可以是水槽中的一個液位測量裝置，止點可以是水管的出口；

水流出葉片之后，可用容器回收之。

本發明的優點：

成本低廉：僅需要盛水容器、液位傳感器、計時器等設備，不需要水泵和流量計等昂貴設備，因此成本較低。另外不消耗電能；