一种模拟燃气环境下的热疲劳试验装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105890881A(43)申请公布日2016.08.24(21)申请号201610207798.6(22)申请日2016.04.06(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人齐红宇张蜃之杨洪伟杨晓光(74)专利代理机构北京永创新实专利事务所11121代理人姜荣丽(51)Int.Cl.G01M13/00(2006.01)G01N25/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称一种模拟燃气环境下的热疲劳试验装置(57)摘要本发明公开了一种模拟燃气环境下的热疲劳试验装置，属于航空发动机技术领域。所述装置包括燃烧器、夹具、夹具支撑台、可移动平台、支撑架、鼓风机、炉体和排气装置。燃烧器、鼓风机和夹具都集成在炉体上，所述支撑架上固定炉体，并通过可移动平台连接夹具支撑台，夹具支撑台上固定夹具，燃烧器和排气装置位于炉体侧面；试验时圆管试验件内始终通过鼓风机提供高压冷却空气，用于在圆管试验件内外产生温度梯度，以模拟热障涂层和高温合金的真实工作环境。本发明真实的模拟发动机热端部件载荷谱，试验时能快速调整试验件在燃气火焰中的位置；装置结构紧凑、节能和便于运输。CN105890881ACN105890881A权利要求书1/2页1.一种模拟燃气环境下的热疲劳试验装置，其特征在于：包括燃烧器、夹具、夹具支撑台、可移动平台、支撑架、鼓风机、炉体和排气装置；所述的支撑架底部设置万向轮脚轮，在所述的支撑架上固定设置有炉体，炉体的左右两个侧面上固定设置有燃烧器和排气装置，燃烧器产生的高温燃气加热完试验件后经由排气装置排出；炉体底部的支撑架上可前后滑动连接方式连接夹具支撑台，所述的夹具支撑台上左右滑动方式连接可移动平台，所述夹具通过连接螺栓固定在可移动平台上；所述鼓风机固定在支撑架上，位于炉体下方，用于产生试验件内腔冷却所需的高压冷却空气；实验时，将夹具支撑台推入炉体内，使得夹具上的试验件正对燃烧器的火焰出口，通过可移动平台相对夹具支撑台的左右移动调整试验件距离所述火焰出口的距离；试验结束后，夹具支撑台向前滑动，带动夹具上试验件离开炉体。2.根据权利要求1所述的一种模拟燃气环境下的热疲劳试验装置，其特征在于：夹具支撑台为L型结构，底面的上下表面分别固定可移动平台和支撑架，所述的夹具支撑台相对于支撑架可以前后滑动，所述的可移动平台相对于夹具支撑台可以左右滑动；在所述的夹具支撑台的侧面有三个开口，最上方的开口为观察窗，玻璃密封；中间的开口用于连接夹具上的进气管与鼓风机的连接，以及出气管与大气环境的连通；并且所述的中间的开口为左右方向长条开口，以便于在可移动平台左右移动的过程中，提供足够的量程；最下面的开口包括左右两个，分别固定一个钢丝导轨，钢丝导轨上布置钢丝。3.根据权利要求2所述的一种模拟燃气环境下的热疲劳试验装置，其特征在于：所述钢丝的两端分别固定在可移动平台的左右两侧，所述钢丝通过4个钢丝导轮形成一个水平面的矩形环，其中两个钢丝导轨固定在夹具支撑台的侧壁开口上，另外两个固定在夹具支撑台的底面上，可移动平平台可滑动连接在夹具支撑台的两个平行导轨上，当钢丝在水平方向运动，可移动平台会受到钢丝的左右牵引，产生沿着导轨的左右滑动，达到左右移动夹具的目的，使得夹具距离燃烧器的位置可调。4.根据权利要求1所述的一种模拟燃气环境下的热疲劳试验装置，其特征在于：所述夹具包括试验件固定长螺栓、热电偶安装套筒A、热电偶安装套筒B、进气管及下集气腔、排气管及上集气腔、可移动支座及其滑道、调节螺栓和夹具安装螺栓，所述的夹具安装螺栓用于将可移动平台和滑道之间的固定连接；所述的滑道上设置有可移动支座，所述的可移动支座可以沿着滑道左右滑动；所述的调节螺栓的一端螺纹连接在可移动支座上，另一端伸出炉体侧壁，通过在炉体外侧转动调节螺栓实现可移动支座在滑道上左右方向的调节范围，即实现对试验件和燃烧器的火焰出口距离的微调节；所述的热电偶安装套筒A和热电偶安装套筒B用于安装高温热电偶以实时测量冷却空气在进/出圆管试验件的温度；上集气腔具有上下三个通孔，下集气腔上表面上有和试验件固定长螺栓连接的螺纹孔，试验时，试验件固定长螺栓的螺纹端依次穿过上集气腔、热电偶安装套筒A、试验件、热电偶安装套筒B和下集气腔，并螺纹连接在所述的下集气腔上；所述下集气腔通过进气管连接鼓风机，所述的上集气腔通过排气管与大气环境连通。5.根据权利要求1所述的一种模拟燃气环境下的热疲劳试验装置，其特征在于：所述的试验件固定长螺栓的螺纹端外径小于试验件内径，所述试验件固定长螺栓的螺纹端沿轴向加工有直径为深孔，所述深孔有4个径向孔，所述径向孔，所述四个径向孔与所述深孔相通；所述试验件固定长螺