用于测量涡流器空气流量的试验装置的制作方法

本发明涉及航空发动机燃烧室的涡流器领域，特别地，涉及一种用于测量涡流器空气流量的试验装置。

背景技术：

涡流器作为航空发动机燃烧室的一个重要部件，它的工作性能直接影响燃烧室的综合性能。检验涡流器的设计性能以及新加工涡流器在装配火焰筒之前的筛选分组均需要对涡流器进行空气流量测试。

目前，涡流器空气流量试验主要是采用图1所示的试验装置进行试验，即：从气源站/空气压缩机(未图示)过来的压缩空气经由流量计(未图示)进入试验装置中的集气腔1’后再通过涡流器2’直接向室内大气排放，试验时环境噪声较大。为了满足试验过程中的气密性以及涡流器2’进气方向的要求，采用这套试验装置进行试验，涡流器2’需要先采用压紧环结合螺钉等方式密封固定在堵盖4上，然后将涡流器2’反向插入集气腔1’，最后用螺钉3’将堵盖4’密封装配在端盖板5’上。

当试验的涡流器数量较多时，采用这套试验装置进行试验会因装拆零件较多，造成试验效率下降，进而提高了试验成本。

技术实现要素：

本发明提供了一种用于测量涡流器空气流量的试验装置，以解决试验过程中装拆零件较多导致试验效率低的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于测量涡流器空气流量的试验装置，包括压力筒组件，压力筒组件的一端连接盖板，压力筒组件另一端连接测量机构，盖板上装配有安装座，安装座与盖板螺纹连接，安装座内设有用于套装涡流器的收容结构。

进一步地，盖板开设有带螺纹的装配孔，安装座的外侧壁设有螺纹，螺纹与装配孔的壁面配合。试验装置还包括夹设于安装座与盖板之间的第一密封垫。

进一步地，收容结构包括沿轴向贯通安装座的通孔、以及自通孔的内壁面沿径向延伸形成的凸台，通孔用于容纳涡流器的主体，凸台用于支撑涡流器的凸边。凸台的上方形成中孔，试验装置还包括放置于中孔内的调整环。通孔的内壁面在凸台的上方设有凹陷形成的凹槽，试验装置还包括装配于凹槽内的挡圈。挡圈呈具有开口的环状且具有弹性，挡圈的末端开设有夹持孔。试验装置还包括覆盖于凸台上表面的第二密封垫。

进一步地，压力筒组件具有集气腔，集气腔的上侧与通孔连通，凸台高于盖板并用于供涡流器从上往下正向装入；测量机构为连接于集气腔另一侧的、带有流量测量及显示功能的真空抽气泵，或者测量机构包括依次连接于集气腔另一侧的流量计和真空抽气泵。

进一步地，试验装置还包括用于装配至涡流器的喷嘴安装孔内的堵头，堵头由弹性橡胶材料制成，堵头包括呈锥形的插入部、以及自插入部上端向外侧延伸形成的挡止部。

与现有技术相比，本发明用于测量涡流器空气流量的试验装置通过在盖板上以螺纹连接方式装配安装座，再将涡流器装配于安装座内进行试验的方式，由于省略了螺钉等固定零件，当进行大批量涡流器的空气流量测量试验时，由于只需装拆少量零件即可方便快捷的实现涡流器的拆换，因而可以提高试验效率，节约试验成本。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术中用于测量涡流器空气流量的试验装置的结构示意图；

图2是本发明用于测量涡流器空气流量的试验装置优选实施例的结构示意图；

图3是图2的c部放大图；

图4是本发明优选实施例中安装座的立体图；

图5是图4中沿a-a线的剖视图；

图6是本发明优选实施例中涡流器的立体图；

图7是本发明优选实施例中挡圈的结构示意图；

图8是本发明优选实施例中堵头的剖视图。

附图标号说明：

1、压力筒组件；10、集气腔；11、筒体；12、整流网；13、前法兰；14、底板；15、测压座；16、开口；17、抽气管；18、后法兰；180、螺栓孔；19、橡胶密封垫；2、盖板；3、安装座；30、螺纹；31、退刀槽；32、通孔；33、凸台；34、中孔；35、凹槽；36、缺口槽；4、涡流器；41、主体；42、凸边；43、喷嘴安装孔；44、凸耳；5、第一密封垫；6、调整环；7、挡圈；70、夹持孔；8、第二密封垫；9、堵头；90、插入部；91、挡止部。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图2，本发明的优选实施例提供了一种用于测量涡流器空气流量的试验装置，包括压力筒组件1，压力筒组件1的一端连接有盖板2，压力筒组件1另一端连接有测量机构(未图示)，盖板2上装配有安装座3，安装座3与盖板2螺纹连接，安装座3内设有用于套装涡流器4的收容结构。其中，测量机构为带有流量测量及显示功能的真空抽气泵，或者测量机构由流量计和真空抽气泵依次连接组成。

如图2所示，压力筒组件1包括上下两端开放的筒体11，筒体11的内部形成集气腔10，集气腔10内还设置有整流网12。筒体11的上端外侧设置有前法兰13，底部固接有底板14。筒体11的一侧还设置有测压座15。筒体11另一侧设有位于整流网12与底板14之间的开口16，开口16处连接有抽气管17，抽气管17末端连接后法兰18，后法兰18上设有用于连接测量机构的螺栓孔180。

其中，前法兰13、筒体11、整流网12、底板14、抽气管17、后法兰18和测压座15等零件通过焊接方式连接。压力筒组件1中设置的整流网12可以减少试验时压力筒内涡流器4出口后部的压力波动，起稳定压力作用，另外也可以防止试验过程中较大的异物进入试验装置后端连接的流量计/真空抽气泵中，从而避免对空气流量测量造成干扰或是降低测试精度。

本实施例中，盖板2呈平板状，其外侧通过垫圈、螺母和固定螺栓等标准件采用螺栓连接方式组装于前法兰13。可选地，前法兰13与盖板2之间还夹设有橡胶密封垫19。具体地，可以使用预先加工好的垫片作为橡胶密封垫19装设在前法兰13与盖板2之间，也可以通过在前法兰13与盖板2二者之间涂抹液态密封胶待其固化形成橡胶密封垫19。当然，在其它实施例中，根据实际情况例如二者接触面积较小或者试验压力不高时，也可不设置橡胶密封垫19。盖板2的中央位置还开设有带螺纹的装配孔(未标号)，用于装配安装座3。

如图3、图4和图5中所示，安装座3大致呈筒状，其下段的外侧壁设有与装配孔的壁面配合的螺纹30。安装座3采用螺纹30与盖板2连接，此种结构省略了螺钉等固定零件，也无需在盖板2和安装座3上开设与螺钉对应的螺孔，在拆装时只需将安装座3旋转拧动使之进入或者退出盖板2的装配孔，即可实现二者的装配和分离，能够实现方便快捷的拆换。本实施例中，在安装座3与盖板2之间还设有第一密封垫5，第一密封垫5抵接于螺纹30的顶端以及盖板2的上表面，用于密封安装座3与盖板2之间的装配间隙，防止漏气。

安装座3的外侧壁还向内凹陷形成退刀槽31，退刀槽31位于螺纹30上方。安装座3内部形成沿轴向贯通的通孔32，通孔32的内壁面沿径向延伸形成凸台33，通孔32和凸台33共同构成用于套装涡流器4的收容结构。

其中，通孔32的底端与集气腔10的上侧连通，凸台33则突出高于盖板2，便于涡流器4从上往下正向装入以与集气腔10连通。进一步，凸台33上方形成有中孔34。于中孔34上方处，通孔32的内壁面进一步凹陷形成有凹槽35。本实施例中，安装座3的上端处还设有贯通内外壁面的缺口槽36，缺口槽36自安装座3的顶面凹陷至与凸台33平齐的位置形成。缺口槽36用于放置涡流器4的对应结构(即后文中的凸耳44)，也可以方便工具夹持安装座3将其与盖板2进行装配和拆卸。

参照图3、图5和图6，涡流器4正向置于安装座3内。具体地，涡流器4包括主体41和自主体41中段外侧凸伸的凸边42，主体41收容于通孔32内，凸边42则抵接于凸台33的上方并受凸台33支撑定位。主体41的底端为出气口与集气腔10连通，主体41的顶端为进气口显露于大气中。进一步，为防止气体从涡流器4与安装座3之间的装配间隙进入集气腔10，在涡流器4的凸边42与凸台33之间进一步夹设有第二密封垫8，第二密封垫8的下表面覆盖于凸台33的上表面，第二密封垫8的上表面贴覆于凸边42的下表面。凸边42上进一步向外延伸有凸耳44放置于缺口槽36内。涡流器4内部还设有喷嘴安装孔43。

如图3、图7和图8，作为优选的实施方式，为了补偿涡流器4沿自身轴线方向的装配间隙，本发明的试验装置还包括调整环6，调整环6放置于中孔34内并位于凸边42上表面。

凹槽35内装配有挡圈7，挡圈7的上表面挡止于凹槽35的顶壁，挡圈7的下表面则挡止于调整环6的上表面，以对涡流器4进行限位。挡圈7呈具有开口的环状，且具有弹性，其采用内外圆偏心结构。挡圈7的末端开设有圆形的夹持孔70。装拆挡圈7时，只需采用卡簧钳夹持两个夹持孔70即可方便、快捷地完成装拆操作。

本优选实施方式中，由于挡圈7采用了开口设计，若直接采用挡圈7进行装配，施加在涡流器4上凸边42的载荷将周向不均衡，试验装置有可能会存在漏气隐患。挡圈7下方设置的调整环6可以有效解决这一问题。同时，调整环6还可以防止拆装挡圈7时磨损涡流器4的凸边42。

如图3和图8所示，喷嘴安装孔43内还装配有堵头9。堵头9由弹性橡胶材料制成，堵头9包括呈锥形的插入部90、以及自插入部90上端向外侧延伸形成的挡止部91。插入部90的外侧壁呈锥面与喷嘴安装孔43的孔壁过盈配合，此种设计在堵头9与涡流器4装好后，可以防止二者的接触面漏气。

挡止部91挡止于喷嘴安装孔43的孔壁的顶面。挡止部91的设计是为了防止试验过程中堵头9被吸入涡流器4内，且采用此设计结构，试验时因吸力的存在堵头9会与涡流器4将贴合的更加紧密，而且方便夹持堵头9以进行拆卸动作。

本发明的试验装置初次设计加工完后，只需先期将第一密封垫5、安装座3装配在盖板2上，将带有第一密封垫5、安装座3的盖板2与压力筒组件1、橡胶密封垫19通过垫圈、螺母和固定螺栓等标准件采用螺栓连接方式组装好，后续即使进行不同种类的涡流器4空气流量试验，也可以根据涡流器4结构视情更换装配在压力筒组件1上的安装座3即可。

试验时采用本发明的测量涡流器空气流量的试验装置的装配流程为：1)将第二密封垫8放置在安装座3的凸台33上表面；2)将涡流器4放入安装座3的通孔32中，并且保证涡流器4的凸边42的下表面与第二密封垫8贴合；3)根据涡流器4的情况选用合适高度的调整环6，并将其放在涡流器4的凸边42的上表面；4)采用卡簧钳夹持挡圈7将其装入安装座3中的凹槽35中；5)将堵头9塞入涡流器4上的喷嘴安装孔43中；6)通过后法兰18上的螺栓孔180将试验装置与流量计、真空抽气泵依次进行连接或者是与带有流量测量及显示功能的真空抽气泵直接连接。试验装置装配完后，涡流器4在安装座3中不能沿其自身轴线自由移动。换装涡流器4重新进行试验时，只需按前述2)～5)步装配顺序的逆序先分解再复装即可再次快速进行试验。

试验过程中，气体的流向如图2中箭头所示，室内大气经涡流器4顶端的进气口进入，并通过底端的出气口流向集气腔10内，再经由整流网12从抽气管17流向流量计/真空抽气泵中。相比传统的高压气体直接向室内大气排放方式，这种方式能够降低噪声污染。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明用于测量涡流器4空气流量的试验装置，通过在盖板2上采用螺纹连接方式装配安装座3，再将涡流器4收容于安装座3内进行试验的方式，由于省略了螺钉等固定零件，当进行大批量涡流器的空气流量测量试验时，由于只需装拆少量零件即可方便快捷的实现涡流器的拆换，因而可以提高试验效率，节约试验成本。

2.通过在盖板2开设带螺纹的装配孔，并在安装座3外侧壁设螺纹30与装配孔的螺纹配合，这种装配方式结构简单，只需直接将安装座3旋转拧动即可进行装配和拆卸。

3.第一密封垫5以及第二密封垫8的设置，可以有效密封安装座3与盖板2之间、涡流器4与安装座3之间的装配间隙，这种双重密封结构能够有效增强气密性。

4.安装座3的通孔32内形成的凸台33用于挂接涡流器4的凸边42以承托涡流器4，这种装配结构无需螺钉，且结构十分简单，方便涡流器4的装配和拆卸。

5.在涡流器4的凸边42上表面放置调整环6，其作用有三个方面：第一是用于补偿试验装置装配好后可能出现的沿涡流器4自身轴线方向的装配间隙；第二是为了防止拆装挡圈7时磨损涡流器4的凸边42；第三是因为挡圈7采用了开口设计，若直接采用挡圈7进行装配，施加在涡流器4上凸边42的载荷将周向不均衡，试验装置有可能会存在漏气隐患。

6.挡圈7的设置可以对涡流器4进行限位，同时挡圈7呈具有开口的环状，其具有弹性且末端开设有夹持孔70，如此结构可实现方便、快捷的装拆操作。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。