机匣模型试验装置.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CN110926826A(43)申请公布日2020.03.27(21)申请号201911236113.0(22)申请日2019.12.05(71)申请人中国航发四川燃气涡轮研究院地址610500四川省成都市新都区新军路六号(72)发明人王鹏飞熊艳华郭光辉李天禄杨上峰(74)专利代理机构北京清大紫荆知识产权代理有限公司11718代理人张卓(51)Int.Cl.G01M15/14(2006.01)G01M15/02(2006.01)G01B7/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称机匣模型试验装置(57)摘要本发明提供一种机匣模型验证装置，属于发动机技术领域。所述机匣模型装置主要包括：机匣模型试验件，所述机匣模型试验件包括机匣组件和外部冲击冷却管路，所述机匣组件为环形结构；燃气流道，所述燃气流道设置于所述机匣组件的第一环形腔内；测试系统，所述测试系统包括位移检测组件，所述位移检测组件用于检测所述机匣组件涡轮外环表面的径向位移。通过本发明提供的机匣模型验证装置，主要用于涡轮主动间隙控制系统在实验室典型模拟环境下的综合验证，所采用的位移测试系统可实现高温高压条件下真实结构涡轮机匣模型的涡轮外环多点径向位移动态测试。CN110926826ACN110926826A权利要求书1/1页1.一种机匣模型验证装置，其特征在于，包括：机匣模型试验件，所述机匣模型试验件包括机匣组件和外部冲击冷却管路，所述机匣组件为环形结构；燃气流道，所述燃气流道设置于所述机匣组件的第一环形腔内；测试系统，所述测试系统包括位移检测组件，所述位移检测组件用于检测所述机匣组件涡轮外环表面的径向位移。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：位移传递结构，所述位移传递结构的一端抵接在机匣组件的涡轮外环表面，所述位移传递结构的另一端与所述位移检测组件抵接。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述位移传递结构为石英杆。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述石英杆外套设有保护套管，所述石英杆的两端均伸出所述保护套管。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述石英杆端部抵接在涡轮外环的限位凹坑；所述装置还包括活动套圈，所述活动套圈位于外机匣内，且所述活动套圈套设在活动保护套管外围。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述石英杆的外端设置有圆盘，所述圆盘的端面面积大于所述活动杆的外端面的面积。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述位移检测组件包括：位移传感器；夹持组件，所述夹持组件用于夹持所述位移传感器周向调节或者径向调节。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述测试系统还包括固定支架，所述固定支架内开设有环形腔，所述环形腔的内侧壁设置有所述位移检测组件，所述机匣组件伸入所述环形腔内。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述环形腔的内壁上沿周向设置有多个位移传感器，每个位移传感器对应一个位移传递结构。10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述夹持组件包括：周向调节螺母，所述轴向调节螺母将所述位移传感器连接在所述固定支架上，所述周向调节螺母调节所述位移传感器的周向移动。浮动环，所述浮动环连接在所述固定支架上，且所述浮动环活动套设在所述位移传感器上，所述浮动环调节所述位移监测组件的径向移动。2CN110926826A说明书1/5页机匣模型试验装置技术领域[0001]本发明属于发动机技术领域，尤其涉及一种机匣模型试验装置。背景技术[0002]航空发动机涡轮转子叶片的叶尖间隙对其性能影响显著，主动间隙控制技术(ActiveClearanceControl,ACC)可通过对叶尖间隙的主动调节，实现在发动机主要工作状态可保持合适叶尖间隙，达到改善发动机性能，延长使用寿命，降低耗油率的目的。从现有检索的ACC资料来看，主要采用基于涡轮机匣的可控热变形来实现涡轮叶尖间隙的主动控制，一般需要从风扇或压气机引出冷却空气来冲击冷却涡轮机匣，调节涡轮机匣温度场，控制机匣热变形响应，进而改变机匣径向位移，达到控制叶尖间隙目的。[0003]在ACC系统的验证方面，最具代表性的为美国航空航天局(NASA)开展的JT9D-70/59高压涡轮ACC系统改进设计模型验证。研究中设计加工了不带转子系统的ACC全尺寸涡轮机匣组件试验件，在实验室的典型模拟环境下，通过旋转加热装置加热涡轮机匣燃气侧表面，利用沿圆周方向安装的位移信号指示器测量与其对应的机匣膨胀量，以获得ACC系统工作时涡轮机匣结构的响应情况，优选出最好的设计方案。该套ACC验证装置所采用的涡轮机匣模型与发动机涡轮机匣真实结构存在差异，且没有模拟机匣内部的冷却空气流路，机匣燃气侧的换热也与发动机真实