[发明专利]刷式密封动态温度场测量装置

说明书

本发明提出一种刷式密封动态温度场测量装置，包括底座、转轴、密封对象件、安装座、供气装置、红外成像仪及计算机；安装座、刷式密封试验件、刷式密封对象件及刷式密封陪试件组成一个环形的高压腔；供气装置用于向高压腔内供入不同温度及压力的气体以模拟刷式密封试验件的不同工况；红外成像仪在第一位置处测量刷式密封试验件的整体的温度场，在第二位置处测量刷式密封试验件与密封对象件的外环摩擦面的接触位置处的最高温度；计算机用于处理红外成像仪的数据。本测量装置可以动态测量刷式密封的温度场，实时跟踪温度场的变化。

技术领域

本发明涉及一种对航空发动机的刷式密封结构的温度进行测量的刷式密封动态温度场测量装置。

背景技术

刷式密封是一种航空发动机领域的新型密封技术。刷式密封为接触式密封，工作时刷丝与转子间由于剧烈摩擦产生的热量就会严重影响刷式密封的性能和寿命，甚至在高温瞬间产生烧结而导致密封失效，所以刷式密封动态时(工作状态下)温度场的分布测量就至关重要。

目前对刷式密封在工作状态下进行测温时，主要有两种温度测量方式：一是将热电偶节点位于前/后挡板上，在刷式密封工作时，其位置保持静止，由于节点与刷丝端出存在温度差，故该方式所测量温度值不能正确反映刷丝动态时的真实温度；二是将热敏电阻粘结在刷丝束附近的耐磨涂层上，但是随着转速的提高，电阻片无法继续附着在转子上，故该种测温方式只能测量静态或低转速时转子的温度。

此外，目前温度的测量均为某时刻、某点的温度值，不能得到在某一时刻、某一区域内温度场的分布，也不能获得在某时间段内观测点的温度由于工作环境变化而导致的动态变化情况。

由于刷丝区域为一根根的细丝组成的刷丝束，在工作时会随着工况的变化自身形态发生变化，且刷丝温度从摩擦面处沿径向减小，目前刷式密封工作过程中整体刷式密封温度场分布尚未得到。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种能够对刷式密封的温度场进行动态测量的刷式密封动态温度场测量装置。

本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。

根据本发明的一个方面，一种刷式密封动态温度场测量装置，包括底座、转轴、密封对象件、安装座、供气装置、第一红外成像仪、第二红外成像仪及计算机；转轴水平转动设置于所述底座，并在转速可调的动力装置驱动下进行转动；密封对象件同轴固定设置于所述转轴，具有与所述转轴同轴的由耐磨涂层构成的圆环形的外环摩擦面；环形的安装座固定设置于所述底座并与所述转轴共轴线设置，所述安装座的轴向方向上的两侧分别安装有用于与所述密封对象件的外环摩擦面配合的刷式密封试验件以及刷式密封陪试件，所述刷式密封试验件的刷丝裸露于空气中，所述安装座、刷式密封试验件、刷式密封对象件及刷式密封陪试件组成一个环形的高压腔；供气装置用于向所述高压腔内供入不同温度及压力的气体以模拟所述刷式密封试验件的不同工况；红外成像仪，能够位于一第一位置以及一第二位置；其中，于第一位置处，所述红外成像仪位于所述转轴外侧并与转轴共轴线设置，用于测量所述刷式密封试验件的整体的温度场；于第二位置处，所述红外成像仪位于所述转轴的外侧，用于测量所述刷式密封试验件与密封对象件的外环摩擦面的接触位置处的最高温度；计算机用于处理所述红外成像仪的数据。

根据本发明的一实施方式，所述红外成像仪于第二位置处倾斜设置于所述转轴的外侧，并且较所述第一位置更靠近所述刷式密封试验件。

根据本发明的一实施方式，所述供气装置包括外接气源以及对气体进行加热的电炉。

根据本发明的一实施方式，所述刷式密封试验件及刷式密封陪试件通过孔用弹性挡圈安装于所述安装座的两侧。