[發明專利]一種惰性氣體閉式循環徑流式葉輪機械性能試驗裝置

有效

• 申請號: 202011476458.6
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112610519B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 秦勇;王大磊;鄭振江;張希;馬同玲;王正
• 申請（專利權）人: 北京動力機械研究所
• 主分類號: F04D27/00
• 分類號: F04D27/00;F01D21/00
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 劉二格

1.一種惰性氣體閉式循環徑流式葉輪機械性能試驗裝置，其特征在于，包括惰性氣體儲氣罐、真空泵、穩壓箱、離心壓氣機、退喘閥、節流閥1、旁路閥2、回熱器、加熱器、向心渦輪、節流閥2、節流閥3、旁路閥1、電機；惰性氣體儲氣罐連接在穩壓箱和回熱器之間的連接管路上，為閉式循環回路提供氣體工質，穩壓箱一端連接離心壓氣機上游，離心壓氣機同軸連接電機，電機同軸連接向心渦輪，向心渦輪的上游連接加熱器，向心渦輪的下游連接節流閥2的一端，節流閥2另一端連接節流閥3的一端，節流閥3的另一端連接回熱器的熱端，退喘閥的一端和節流閥1的一端連接旁路閥2的一端，退喘閥的另一端和節流閥1的另一端連接回熱器的冷端，旁路閥1的一端連接加熱器，旁路閥1的另一端和旁路閥2的另一端連接在節流閥2和節流閥3之間的連接管路上，回熱器的冷端連接加熱器，熱端連接穩壓箱的另一端；當進行離心壓氣機性能試驗時，離心壓氣機試驗器替換離心壓氣機，并和真空泵、穩壓箱、退喘閥、節流閥1、旁路閥1、回熱器、加熱器、向心渦輪依次連接組成第一閉式循環回路；當進行向心渦輪性能試驗時，向心渦輪試驗器替換向心渦輪，并和離心壓氣機、穩壓箱、真空泵、退喘閥、節流閥1、旁路閥2、回熱器、加熱器、節流閥2、節流閥3依次連接組成第二閉式循環回路，由惰性氣體儲氣罐為第一和第二閉式循環回路提供氣體工質。

2.如權利要求1所述的惰性氣體閉式循環徑流式葉輪機械性能試驗裝置，其特征在于，所述惰性氣體儲氣罐的出氣口處設置有進氣壓力調節閥，用于調整通入閉式循環回路的氣體工質壓力；進氣壓力調節閥的后方管路上還設置有穩壓箱。

3.如權利要求1所述的惰性氣體閉式循環徑流式葉輪機械性能試驗裝置，其特征在于，所述離心壓氣機的上游和下游分別設置有溫度及壓力探針，分別測量離心壓氣機進口和出口的溫度及壓力。

4.如權利要求3所述的惰性氣體閉式循環徑流式葉輪機械性能試驗裝置，其特征在于，所述向心渦輪的上游和下游分別設置有溫度及壓力探針，分別測量向心渦輪進口和出口的溫度及壓力。

5.如權利要求1所述的惰性氣體閉式循環徑流式葉輪機械性能試驗裝置，其特征在于，所述電機設計為無聯軸器的組合轉子系統。

6.如權利要求4所述的惰性氣體閉式循環徑流式葉輪機械性能試驗裝置，其特征在于，當進行離心壓氣機性能試驗時，向心渦輪作為離心壓氣機試驗器的動力裝置，其流量和壓比覆蓋離心壓氣機試驗器的工作范圍。

7.如權利要求6所述的惰性氣體閉式循環徑流式葉輪機械性能試驗裝置，其特征在于，當進行向心渦輪性能試驗時，離心壓氣機作為向心渦輪試驗器的測功裝置，其喘振和堵塞邊界遠離向心渦輪試驗器的工作范圍。

8.如權利要求1所述的惰性氣體閉式循環徑流式葉輪機械性能試驗裝置，其特征在于，所述加熱器加熱回熱器冷端流出的惰性氣體，保證性能試驗期間向心渦輪的進口總溫恒定；回熱器控制離心壓氣機的進口總溫，確保性能試驗期間各工況下的進口總溫精度均達到±2K。

9.如權利要求8所述的惰性氣體閉式循環徑流式葉輪機械性能試驗裝置，其特征在于，所述節流閥1調節離心壓氣機出口背壓，實現離心壓氣機性能試驗期間對離心壓氣機試驗器運行工況的控制，或實現向心渦輪性能試驗期間向心渦輪試驗器的進口總壓保持恒定；節流閥2和節流閥3調節向心渦輪出口背壓，即離心壓氣機進口壓力。

10.如權利要求9所述的惰性氣體閉式循環徑流式葉輪機械性能試驗裝置，其特征在于，所述旁路閥1調節離心壓氣機性能試驗中的向心渦輪進氣流量，并改變其膨脹比，同時還用于離心壓氣機性能試驗期間與電機的協同控制，實現離心壓氣機的流量和功率與向心渦輪的解耦；旁路閥2用于向心渦輪性能試驗期間與電機的協同控制，實現離心壓氣機的流量和功率與向心渦輪的解耦。