一种用于测试燃油喷嘴流量特性的装置的制作方法

1.本实用新型涉及航空发动机实验技术领域，具体涉及一种用于测试燃油喷嘴流量特性的装置。


背景技术：

2.燃油喷嘴是航空发动机燃烧室部件的核心部件之一，属精密部件。其喷嘴流量直接关系到发动机的正常点火、燃烧效率、温度场控制等。一般燃油喷嘴流量大小偏差不超过
±
3％，单个喷孔的流量均匀性不超过
±
5％。在进行喷嘴压力
‑
流量特性的试验时，需试验喷嘴在不同压力下，其流量(重量)是否达到要求，同时，对不同发动机所用喷嘴数量不同，每次试验也需对喷嘴数量进行调整。故如何使燃油喷嘴流量特性试验平台便利地兼顾多种试验形式是一个需要解决的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够对燃油喷嘴压力进行检测的测试燃油喷嘴流量特性的装置，主要满足对燃油喷嘴的压力检测需求。除此之外，由于压力检测后存在两种情况，一种情况是压力满足测试需求，另一种情形是压力不满足测试需求。本实用新型对这两种情况设置了不同的出油通路，这两种结构采用旋转圆形平台实现。
4.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
5.一种用于测试燃油喷嘴流量特性的装置，包括主油箱、防爆油泵、主管道、燃油收集平台、油桶、回油箱和回油泵；主油箱与防爆油泵通过油管连接，防爆油泵与主管道连通，主管道通过管路与喷嘴相连，燃油从喷嘴进入燃油收集平台；
6.燃油收集平台为复合结构平台，共有三层结构，燃油收集平台第一层为圆形平台，圆形平台边缘设置过油孔，圆形平台上方设有喷嘴支架和喷嘴，圆形平台可转动；燃油收集平台中间层边缘设置与过油孔数量一致的金属油管，金属油管底部固定，金属油管的内部管径大于过油孔的孔径，金属油管的内部管径＝过油孔的孔径 rmm，r等于0.1
‑
10之间的任意数值；燃油收集平台底层为平台支撑架；圆形平台转动后金属油管与过油孔对位或者金属油管与过油孔错位；
7.喷嘴上设置压力传感器，压力传感器用于检测喷嘴处的燃油压力，金属油管连接油桶，燃油收集平台中间层的中部设置若干通孔，通孔连通回油箱，回油箱与主油箱之间设置回油管路，回油管路上安装回油泵。
8.作为优选方式，圆形平台边缘处的过油孔上设置过油罐。
9.作为优选方式，所述过油孔、过油罐、金属油管的数量均为30个。
10.作为优选方式，过油孔的直径为57.3mm。
11.作为优选方式，通孔的数量设置为四个，通孔的直径为100mm。
12.作为优选方式，它还包括电动调节阀、伺服阀和单向阀；电动调节阀包括第一电动
调节阀和第二电动调节阀，伺服阀包括第一伺服阀和第二伺服阀，单向阀包括第一单向阀和第二单向阀；
13.主管道上设置第一电动调节阀，第一电动调节阀的两侧设置第一支路管道和第二支路管道，第一支路管道上安装电动调节阀，第二支路管道上设置第一伺服阀，第一支路管道和第二支路管道连接至回油箱；
14.主管道分别与第一油管、第二油管和第三油管连接，第一油管上安装第二伺服阀，第二油管上设置第一单向阀，第二单向阀设置在第三油管上，第一油管、第二油管和第三油管连接喷嘴。
15.作为优选方式，油桶下方设置出油管路，出油管路上设置电磁阀；出油管路连接至回油箱。
16.作为优选方式，圆形平台与驱动装置连接，驱动装置用于驱动圆形平台转动。
17.作为优选方式，驱动装置包括气缸、齿轮和齿条；齿轮固定在圆形平台上，齿条通过连接件与气缸的伸缩杆固定，齿轮和齿条啮合。
18.作为优选方式，金属油管与圆形平台底部存在0.5
‑
10mm的间隙。
19.本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种能够对燃油喷嘴压力进行检测的测试燃油喷嘴流量特性的装置，通过喷嘴的压力检测判断是否进行燃油喷嘴的流量特性测试。此外，通过旋转圆形平台，可以使得金属油管与过油孔对位或者错位，压力测试结果(满足测试需求或者不满足测试需求)不同，燃油的出油通路不同，以便满足不同情形下燃油的收集或者处理。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
21.图1为本实用新型整体示意图；
22.图2为燃油收集平台上层结构示意图；
23.图3为燃油收集平台中层结构示意图；
24.图4为燃油收集平台上面两层结构示意图；
25.图5为燃油收集平台上层驱动结构示意图；
26.图6为过油罐结构图；
27.图中，1
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上位机，2
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采集卡，3
‑
防爆油泵，4
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电动调节阀，5
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伺服阀，6
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燃油收集平台，7
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电磁阀，8
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主油箱，9
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回油箱，10
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油桶，11
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气缸，12
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喷嘴，13
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回油泵，14
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单向阀，15
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圆形平台，16
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过油罐，17
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金属油管，18
‑
正八边形结构，19
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齿轮，20
‑
齿条。
具体实施方式
28.下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
29.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用
新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
30.在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
31.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，如果含有术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，如果存在第一特征在第二特征之上或之下，可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。如果存在第一特征在第二特征之下、下方和下面，包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
33.实施例一
34.如图1所示，一种用于测试燃油喷嘴12流量特性的装置，包括主油箱8、防爆油泵3、主管道、燃油收集平台6、油桶10、回油箱9和回油泵13；主油箱8与防爆油泵3通过油管连接，防爆油泵3与主管道连通，主管道通过管路与喷嘴12相连，燃油从喷嘴12进入燃油收集平台6；
35.燃油收集平台6为复合结构平台，共有三层结构，燃油收集平台6第一层为圆形平台15(参考图2)，圆形平台15边缘设置过油孔，圆形平台15上方设有喷嘴12支架和喷嘴12，圆形平台15可转动；燃油收集平台6中间层为正八边形结构18(参见图3)，燃油收集平台6中间层边缘设置与过油孔数量一致的金属油管17，金属油管17底部固定，金属油管17的内部管径大于过油孔的孔径，金属油管17的内部管径＝过油孔的孔径 rmm，r等于0.1
‑
10之间的任意数值；燃油收集平台6底层为平台支撑架；圆形平台15转动后金属油管17与过油孔对位或者金属油管17与过油孔错位；
36.喷嘴12上设置压力传感器，压力传感器用于检测喷嘴12处的燃油压力，金属油管17连接油桶10，燃油收集平台6中间层的中部设置若干通孔，通孔连通回油箱9，回油箱9与主油箱8之间设置回油管路，回油管路上安装回油泵13。
37.本实施例能够对燃油喷嘴12压力特性进行测试，通过检测燃油喷嘴12的油压，判断是否需要测量燃油喷嘴12的流量特性。根据不同的压力结果，设置不同的出油通路。例
如，默认状态下，金属油管17与过油孔对位，当压力未达到测试所需要求时，燃油收集平台6不启动(圆形平台15不转动)，燃油进入回油箱9，不对喷嘴12进行测量。当压力达到测试所需要求时，燃油进入油桶10，此种情况可以对喷嘴12进行测量。
38.实施例二
39.圆形平台15边缘处的过油孔上设置过油罐16，其上方设置喷嘴12支架和喷嘴12。过油罐16可使喷嘴12流出的燃油顺利流进后续结构，不会因流速过快而溢出。过油罐16的结构如图4或图6所示。
40.所述过油孔、过油罐16、金属油管17的数量均为30个，当燃油喷嘴12流量特性试验平台需要做多种实验时，设置30个过油通道也能满足需求，增强了整个装置的便捷性。
41.过油孔的直径为57.3mm，这个尺寸满足当下大多数的实验需求。
42.通孔的数量设置为四个，通孔的直径为100mm(燃油收集平台6中间层的中部低,边缘高,边缘和中部平滑过渡,以便燃油能够顺利从通孔流出；或者燃油收集平台6中间层边缘设置挡板，以便燃油能够顺利从通孔流出)。四个通孔沿着燃油收集平台6中间层的中轴线周向均匀分布。通孔主要是在金属油管17与过油孔错位的情况下使用。所述燃油收集平台6第一层圆形平台15转动，决定喷嘴12流出的燃油是进入油桶10还是进入回油箱9,它包括以下两种工作方式：s1：若喷嘴12压力未调节到位，燃油收集平台6第一层不转动，喷嘴12流出的燃油将依次经过喷嘴12
‑
过油罐16
‑
直径100mm的四个孔洞
‑
回油箱9，燃油进入回油箱9，不进入油桶10。
43.s2：若喷嘴12压力调节到位，燃油收集平台6转动(手动或者通过驱动装置驱动)，喷嘴12流出的燃油将依次经过喷嘴12
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过油罐16
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30个直径57.3mm孔洞
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油桶10，燃油进入油桶10称重记录。
44.实施例三
45.目前，测试燃油喷嘴12流量的装置大多存在以下问题：喷嘴12流量读取仍然靠油桶10刻度人工读取，误差较大且精度不够；测试过程中需要操作人员在一线手动操作设备、操作繁琐。
46.为解决现有技术的缺点：压力调整不便；喷嘴12流量读取仍然靠油桶10刻度人工读取，误差较大且精度不够；测试过程中需要操作人员在一线手动操作设备、操作繁琐。本实施例在实施例一或者实施例二的基础上，引入了一套设备。具体内容如下：
47.本实施例还包括电动调节阀4、伺服阀5和单向阀14；电动调节阀4包括第一电动调节阀4和第二电动调节阀4，伺服阀5包括第一伺服阀5和第二伺服阀5，单向阀14包括第一单向阀和第二单向阀；
48.主管道上设置第一电动调节阀4，第一电动调节阀4的两侧设置第一支路管道和第二支路管道，第一支路管道上安装电动调节阀4，第二支路管道上设置第一伺服阀5，第一支路管道和第二支路管道连接至回油箱9；
49.主管道分别与第一油管、第二油管和第三油管连接，第一油管上安装第二伺服阀5，第二油管上设置第一单向阀，第二单向阀设置在第三油管上，第一油管、第二油管和第三油管连接喷嘴12。
50.油桶10下方设置出油管路，出油管路上设置电磁阀7；出油管路连接至回油箱9。
51.主管道上有2条旁侧支路管道，支路管道上分别有调节阀和伺服阀5；主管道后与
三条通径不同的油管相连，分别适应不同的流速，其中第二、第三条油管由单向阀控制关断，第一条油管通径(管径)最小(小于第二、第三条油管的管径)，为保证精度，由伺服阀5控制关断与进一步精确调节流量。油桶10采用称重油桶10，称重油桶10包含油桶10与称重传感器，比如设置在称上的桶结构。
52.通过电动阀门控制各个通路的流量，压力调节方便，且设置称重油桶10，不再依赖于人工读数，误差较小。由于采用电动阀门调节，操作人员在控制室即可实现对阀门的控制，操作简单、方便。
53.实施例四
54.圆形平台15中部通过支撑杆支撑,支撑杆与圆形平台15可转动连接。圆形平台15与驱动装置连接，驱动装置用于驱动圆形平台15转动。驱动装置包括气缸11、齿轮19和齿条20(参见图5)；齿轮19固定在圆形平台15上，齿条20通过连接件与气缸11的伸缩杆固定，齿轮19和齿条20啮合。
55.金属油管17与圆形平台15底部存在0.5
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10mm的间隙。通过驱动装置驱动，无需人工转动，提升了装置的自动化水平。
56.实施例五
57.前面四个实施例都能够完成测试燃油喷嘴12流量特性的前期准备工作，即判断是否进行燃油喷嘴12流量特性测试。本实施例在前面实施例的基础上，作了进一步优化，能够实现燃油喷嘴12流量特性测试。具体方案如下：
58.如图1所示，本实施例还包括数据采集卡2和上位机1。压力传感器和称重传感器的信号通过变送器送入数据采集卡2中，数据采集卡2与上位机1相连。数据采集卡2、上位机1和变频器组成控制系统，变频器连接防爆油泵3、回油泵13电动调节阀4、私服阀和单向阀。上位机1显示油桶10重量。喷嘴12上还设置流量传感器，流量传感器检测到的流量在上位机1上显示。通过上位机1，可实现对泵和阀的调节，具体涉及到防爆油泵3、回油泵13、电动调节阀4、伺服阀5和单向阀。
59.称重油桶10含有一号至三十号油桶10，分别置于燃油收集平台6下方。
60.测试开始前，将测试喷嘴12安置在燃油收集平台6上方。启动防爆油泵3，燃油进入燃油收集平台6。通过泵和/或阀的作用，能够调节喷嘴12内的燃油压力。当燃油升压并满足测试需求后，停止升压，开始进行燃油喷嘴12流量特性测试。
61.启动气缸11，伸缩杆推出，在齿条20和齿轮19的作用下，圆形平台15旋转到指定位置，此时金属油管17与过油孔错位，燃油不会再通过金属油管17流出，而是流入到称重油桶10中。一段时间后，关闭气缸11，伸缩杆复位，称重油桶10停止称重。重量可由上位机1显示。此时测得喷嘴12流量为：
[0062][0063]
其中m为每个油桶10显示的重量(单位：g)，t为气缸11启动的时间(单位：s)，q为该测试时间段每个喷嘴12对应的流量(单位：g/s)。此时将测得喷嘴12流量q与流量传感器测得流量q’对比，即可测试出该喷嘴12是否满足流量特性要求。进一步地，还可以计算喷嘴12流量的均匀性。
[0064]
上位机1可将本次测试结果保存。测试后，打开电磁阀7，释放油桶10中的燃油即可
再次开始下一次的测试。
[0065]
回油泵13的启停可由主油箱8和回油箱9的液位自行决定；当主油箱8液位低于acm或回油箱9液位高于bcm时，上位机1控制回油泵13启动。当主油箱8液位高于ccm或回油箱9液位低于dcm时，上位机1控制回油泵13停止。该方法可以防止防爆油泵3或回油泵13空转烧毁泵机。上述a、b、c、d可以参考如下取值：a＝40,b＝50,c＝70,d＝20。
[0066]
尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，应当指出的是，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。