[发明专利]航空发动机及其涡轮性能试验机匣结构

说明书

本发明的目的在于提供一种航空发动机及涡轮性能试验件机匣结构，其可以主动控制叶尖间隙，使得性能试验不用对机匣结构进行拆装，就能完成对叶尖间隙对性能的影响的研究。其中涡轮机匣上安装有多个径向销钉，中层机匣为整环结构，中层机匣上开有径向槽，径向槽的数量与径向销钉的数量相同，且周向位置相同，涡轮外环为扇形段件，中层机匣通过径向槽与径向销钉配合，中层机匣由供气管供气，并由排气管排气，使得通过向中层机匣供热气或冷气来改变中层机匣的温度使得中层机匣热胀或冷缩，中层机匣沿着径向销钉自由膨胀，以保持中层机匣的定心，中层机匣带动挂在其上的涡轮外环径向运动。

技术领域

本发明涉及涡轮性能试验件机匣结构。

背景技术

在做高压涡轮性能试验时需要研究叶尖间隙变化对效率的影响。改变叶尖间隙的方法通常是更换不同尺寸的外环来实现。该方法会带来性能试验件拆装过于频繁，装配时间过长，从而带来试验周期过长。且多次拆装每次装配的状态也不完全相同会带来其它一些非叶尖间隙变化对效率的影响，给试验的可重复性带来一定影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航空发动机及涡轮性能试验件机匣结构，其可以主动控制叶尖间隙，使得性能试验不用对机匣结构进行拆装，就能完成对叶尖间隙对性能的影响的研究。

根据本发明的涡轮性能试验机匣结构，包括涡轮机匣、中层机匣以及涡轮外环，其中，所述涡轮机匣上安装有多个径向销钉，所述中层机匣为整环结构，所述中层机匣上开有径向槽，所述径向槽的数量与所述径向销钉的数量相同，且周向位置相同，所述涡轮外环为扇形段件，所述中层机匣通过所述径向槽与所述径向销钉配合，所述中层机匣由供气管供气，并由排气管排气，使得通过向所述中层机匣供热气或冷气来改变所述中层机匣的温度使得所述中层机匣热胀或冷缩，所述中层机匣沿着所述径向销钉自由膨胀，以保持中层机匣的定心，所述中层机匣带动挂在其上的所述涡轮外环径向运动。

在一实施例中，所述供气管、所述排气管均为浮动管，所述浮动管的双头均为球头，所述浮动管的一端与所述涡轮机匣上的孔连接，另一端与所述中层机匣上的孔连接。

在一实施例中，所述涡轮外环上安装有间隙控制传感器，其用于直接测量叶尖间隙。

根据本发明的航空发动机，包括高压涡轮以及高压涡轮机匣结构，所述高压涡轮机匣结构包括涡轮机匣、中层机匣以及涡轮外环，所述涡轮机匣上安装有多个径向销钉，所述中层机匣为整环结构，所述中层机匣上开有径向槽，所述径向槽的数量与所述径向销钉的数量相同，且周向位置相同，所述涡轮外环为扇形段件，所述中层机匣通过所述径向槽与所述径向销钉配合，所述中层机匣由供气管供气，并由排气管排气，使得通过向所述中层机匣供热气或冷气来改变所述中层机匣的温度使得所述中层机匣热胀或冷缩，所述中层机匣沿着所述径向销钉自由膨胀，以保持中层机匣的定心，所述中层机匣带动挂在其上的所述涡轮外环径向运动，以改变高压涡轮叶尖与涡轮外环之间的叶尖间隙。

在一实施例中，所述供气管、所述排气管均为浮动管，所述浮动管的双头均为球头，所述浮动管的一端与所述涡轮机匣上的孔连接，另一端与所述中层机匣上的孔连接。

在一实施例中，所述涡轮外环上安装有间隙控制传感器，其用于直接测量叶尖间隙，所述间隙值作为正反馈信号对所述中层机匣中加热气或冷气流量进行反馈，直到得到所需间隙。

本发明解决了涡轮性能试验时叶尖间隙改变的问题，且结构较为简单。在做高压涡轮性能试验件中不用通过多次拆装来实现间隙变化，有效保证了试验件数据的一致性。在试验中只需要给中层机匣供气来改变中层机匣的变形来调节叶尖间隙，调节手段简单。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1为根据本发明的涡轮性能试验机匣结构的纵截面示意图。