[發明專利]一種大功率高速水力測功器

在審

• 申請號: 202010690048.5
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111896157A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 張虞;廖鵬;張波;任新;陸彬
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七O三研究所無錫分部
• 主分類號: G01L3/24
• 分類號: G01L3/24;G01M15/02;G01M15/14
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 劉洪京

本發明公開了一種大功率高速水力測功器，主要由靜子(定子)、轉子、導向環、殼體、端蓋、水封、油封、軸承座、軸承座支承、主軸、聯軸節、油底殼、進水閥、排水閥、集中控制箱及振動監控系統等組成。其吸收的功率與流過轉子內的水量成正比例增減，吸收功率的調整由進/排水控制閥進行控制。高速水力測功器上集成了集中控制箱(集線柜)及振動監控系統，能就地及遠程顯示水力測功器運行情況，并對水力測功器本身的狀態進行評估。本發明具有測量精度高、響應靈敏、運行能力強、維護性好等優良性能，特別涉及一種水力測功器，該種水力測功器能適合高轉速，大吸收功率，長大修壽命，高適應性等特點，具有極佳的工程應用價值。

技術領域

本發明是用于發動機功率消耗及測量的一種大功率高速水力測功器。

背景技術

隨著現代科技的發展，特別是旨在突破“兩機”關鍵技術，推動燃氣輪機產品研制的航空發動機和燃氣輪機重大專項(“兩機”專項)戰略的實施，各大科研院所正抓緊建立航空發動機和燃氣輪機自主創新的基礎研究、技術與產品研發和產業體系，而高速水力測功器為驗證燃氣輪機性能必不可少的測功及耗功設備。

大功率高速水力測功器，作為燃氣輪機試驗的關鍵配套設備，其具有測量精度高、響應靈敏、運行能力強、維護性好等優點，已成為航空發動機及艦船用燃氣輪機研制、耐久性試驗、修復后性能試驗必不可少的手段。

目前市場上銷售的大功率水力測功器均需通過發動機通過減速齒輪箱減速后，進行功率的消耗及測量，導致整個功率的消耗及測量設備繁多，系統復雜。因其吸收功率需求，造成了水力測功器本身體積寵大，重量大，功率起點高，且整個測功系統復雜，測量不直接，精度不高，調節速率慢，系統慣性大，反應不靈敏，拆裝維修不方便，另外，其對試驗配套要求高。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種用于發動機功率消耗及檢測的大功率高速水力測功器，是一種新型發動機功率檢測裝置，其能直接聯接發動機輸出端，極大地簡化系統，減少中間環節，提高測試效率，具有測量精度高、響應靈敏、運行能力強、維護性好等優良性能。本發明針對現有水力測功器技術不足，設計了一種體積小，吸收功率大，轉速高，適應范圍廣，易維護，大修壽命長的水力測功器，能大大提高發動機測試精度及效能，具有極高的工程應用價值。

本發明的主要技術方案是：一種大功率高速水力測功器，包括靜子、轉子、導向環、殼體、端蓋、水封、油封、軸承座、軸承座支承、主軸、聯軸節、油底殼、進水閥、排水閥；主軸用于傳送發動機功率，主軸上使用一定量的過盈配合安裝兩個轉子、水封、油封及不銹鋼套，兩個轉子安裝于與靜子相對主軸上，轉子葉輪角度為45度；兩個靜子固定于殼體內側，位置在轉子內側靠中心位置；靜子葉輪角度與軸線承45度且與轉子葉片相對，且其型腔為半橢圓形；前后兩套轉子、靜子及導向環構建兩個相對獨立的水腔；導向環固定于殼體內側，徑向位于轉子外側，其與轉子、靜子構成水腔，是水力測功器吸收功率主體。

優選地，在兩個轉子的中間，主軸與水接觸處包敷有不銹鋼套，用于防止在水力測功器大功率高轉速運行時主軸由于長時間運行而產生銹蝕，提高主軸壽命。

優選地，殼體兩側裝有兩片側盤，其內部設有凹槽，用于安裝密封圈(墊)，并與殼體構成了水力測功器密封內腔。

優選地，還包括主軸兩端各一個軸承支座，輸入端軸承支座內設置帶止推的滑動軸承，自由端軸承支座內設置滑動軸承，兩個軸承使用一體式滑動軸承或分瓣式滑動軸承，使軸承的安裝及主軸的安裝更方便，壽命更長。

優選地，水封在殼體下部，設置外圍排水槽，在水力測功器滿水運行或水位超過設計標準水位時，水封不能封嚴的情況下，由排水槽進行向外排水，保證水不能流入水力測功器其他區域。

優選地，水力測功器還包括進水管及排水管，進水管與排水管在殼體相對位置，左右或上下布置，并在進出水口裝有水穩定器，有利于水力測功器在運行時，內部流場的穩定，能更好地適應水力測功器大功率高轉速運行。