一种涡轮叶片热障涂层工况模拟实验测试系统.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CN109682702A(43)申请公布日2019.04.26(21)申请号201811505735.4(22)申请日2018.12.10(71)申请人湘潭大学地址411100湖南省湘潭市雨湖区羊牯塘27号(72)发明人杨丽周益春刘志远罗毅朱旺(74)专利代理机构北京中政联科专利代理事务所(普通合伙)11489代理人陈超(51)Int.Cl.G01N3/56(2006.01)G01N3/06(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图2页(54)发明名称一种涡轮叶片热障涂层工况模拟实验测试系统(57)摘要一种涡轮叶片热障涂层工况模拟实验测试系统，包括工作状态模拟设备、服役环境模拟设备和检测设备；工作状态模拟设备设置于待测涡轮叶片热障涂层一侧，与待测涡轮叶片热障涂层连接，用于模拟待测涡轮叶片热障涂层的高速旋转工作状态；服役环境模拟设备设置于待测涡轮叶片热障涂层另一侧，用于模拟待测涡轮叶片热障涂层在高速旋转工作状态下的服役环境；检测设备，用于对待测涡轮叶片热障涂层在所述服役环境中高速旋转时产生的损伤进行检测。通过本发明提供的实验测试系统对待测涡轮叶片热障涂层进行工作状态模拟和服役环境模拟，以便对涡轮叶片热障涂层失效过程中关键损伤参量进行实时检测，对实现热障涂层的工艺优化与自主设计提供技术支持。CN109682702ACN109682702A权利要求书1/3页1.一种涡轮叶片热障涂层工况模拟实验测试系统，其特征在于，包括：工作状态模拟设备(1)、服役环境模拟设备(2)和检测设备(3)；所述工作状态模拟设备(1)设置于待测涡轮叶片热障涂层一侧，与所述待测涡轮叶片热障涂层连接，用于模拟所述待测涡轮叶片热障涂层的高速旋转工作状态；所述服役环境模拟设备(2)设置于所述待测涡轮叶片热障涂层另一侧，用于模拟所述待测涡轮叶片热障涂层在高速旋转工作状态下的服役环境；所述检测设备(3)，用于对待测涡轮叶片热障涂层在所述服役环境中高速旋转时产生的损伤进行检测。2.根据权利要求1所述的涡轮叶片热障涂层工况模拟实验测试系统，其特征在于，所述工作状态模拟设备(1)包括第一电机(11)、低速轴(12)、齿轮箱(13)和高速轴；所述第一电机(11)与所述低速轴(12)一端连接，带动所述低速轴(12)做转动运动；所述齿轮箱(13)内设置有相互啮合的第一齿轮和第二齿轮；所述第一齿轮的半径大于所述第二齿轮的半径；所述低速轴(12)另一端与所述第一齿轮连接，带动所述第一齿轮转动，所述第一齿轮带动所述第二齿轮做转动；所述第二齿轮与所述高速轴一端连接，带动所述高速轴转动；所述高速轴另一端连接所述待测涡轮叶片热障涂层，带动所述待测涡轮叶片热障涂层高速旋转。3.根据权利要求2所述的涡轮叶片热障涂层工况模拟实验测试系统，其特征在于，所述工作状态模拟设备(1)包括负载压气机(14)；所述负载压气机(14)与所述第二齿轮连接，用于吸收所述待测涡轮叶片热障涂层高速旋转过程中产生的能量，使所述待测涡轮叶片热障涂层平稳转动。4.根据权利要求3所述的涡轮叶片热障涂层工况模拟实验测试系统，其特征在于，所述服役环境模拟设备(2)包括：高温热冲击加载装置(21)，用于提供高温工况服役的模拟环境；冲蚀工况加载装置(22)，用于提供冲蚀工况服役的模拟环境；腐蚀工况加载装置(23)，用于提供腐蚀工况服役的模拟环境；冷却工况加载装置(24)，用于提供对所述待测涡轮叶片热障涂层进行冷却的温度梯度工况服役的模拟环境。5.根据权利要求4所述的涡轮叶片热障涂层工况模拟实验测试系统，其特征在于，所述高温热冲击加载装置(21)包括可燃液体供给部件(211)、助燃气体供给部件(212)和喷射部件(213)；所述可燃液体供给部件(211)与所述喷射部件(213)的输入端连通，将可燃液体输入所述喷射部件(213)；所述助燃气体供给部件(212)与所述喷射部件(213)的输入端连通，将助燃气体输入所述喷射部件(213)；所述助燃气体为所述可燃液体助燃；所述喷射部件(213)的输出端对准所述待测涡轮叶片热障涂层，将燃烧后的高温气体喷射到所述待测涡轮叶片热障涂层。2CN109682702A权利要求书2/3页6.根据权利要求5所述的涡轮叶片热障涂层工况模拟实验测试系统，其特征在于，所述冲蚀工况加载装置(22)包括冲蚀颗粒存储器(221)、第一精密送粉机(222)和第二电机(223)；所述冲蚀颗粒存储器(221)储存冲蚀颗粒；所述第一精密送粉机(222)分别与所述冲蚀颗粒存储器(221)和所述喷射部件(213)连通，将所述冲蚀颗粒输送至所述喷射部件(213)，与所述高温气体混合；所述第二电机(223)与所述第一精密送粉机(222)电连接，给所述第一精密送粉机