[发明专利]一种温度和转速可调的高温旋转部件动态实验装置

说明书

本发明公开了一种温度和转速可调的高温旋转部件动态实验装置，包括实验箱、安装在实验箱内的多个电加热棒、水平贯穿实验箱的实验件安装轴、支撑实验件安装轴的支撑座以及连接在实验件安装轴一端且与实验件安装轴同轴的驱动轴；实验箱的上壁上安装有测量探头，实验箱的侧壁上安装有外置热电偶，实验箱的底座下端设有温度控制器，温度控制器连接电加热棒。本发明中通过PID温度控制器实时调节实验箱内温度，实验箱内温度为室温～1500℃范围内，稳定性为±1℃，可以实现高温环境温度的准确控制；通过外置高速变频电机驱动实验箱内旋转实验件，通过变频器调节高速变频电机转速，能保证1000～15000rpm转速的准确控制；实现高温环境下的高速旋转部件动态实验。

技术领域

本发明属于航空发动机热端部件动态实验技术领域，具体涉及一种温度和转速可调的高温旋转部件动态实验装置。

背景技术

在航空发动机中，热端部件环境温度通常可达到1000℃以上，在高速高负载的工作条件下，部件结构的变形会对机械效率和燃油消耗率产生重要的影响。

为了通过实验方法获得离心载荷和热载荷对旋转部件变形的影响规律，需要模拟出发动机热端部件环境温度(室温～1500℃)、转速(0～15000rpm)等工作条件，并且温度和转速可以准确调节。同时，装置需要具有可安装外接测量探头的结构。目前，尚无这样的装置可以提供上述的实验条件。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种温度和转速可调的高温旋转部件动态实验装置，克服现有技术不能模拟发动机热端部件环境温度和转速等工作条件的缺陷。

为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种温度和转速可调的高温旋转部件动态实验装置，包括实验箱、安装在实验箱内的多个电加热棒、水平贯穿所述实验箱的实验件安装轴、支撑所述实验件安装轴的支撑座以及连接在实验件安装轴一端且与实验件安装轴同轴的驱动轴，所述驱动轴用以带动实验件安装轴转动；

所述实验箱的上壁上安装有测量探头，实验箱的侧壁上安装有外置热电偶，实验箱的底座下端设有温度控制器，所述温度控制器连接所述电加热棒。

本发明还包括如下技术特征：

可选地，所述多个电加热棒分布在实验件安装轴的两侧，且电加热棒顶部通过夹具与所述上壁固定连接；

所述电加热棒为碳硅加热棒，碳硅加热棒内设有内置热电偶。

可选地，所述电加热棒有八个，所述实验件安装轴的两侧分别设有四个电加热棒，且位于实验件安装轴一侧的四个电加热棒位于平行于实验件安装轴的同一竖直面内。

可选地，所述实验箱包括所述上壁、两个所述侧壁和所述底座，还包括前壁、后壁以及由上壁、两个侧壁、前壁、后壁和底座围成的实验腔。

可选地，所述上壁上设有第一通孔，第一通孔上安装有测量探头固定座，测量探头固定座用以固定安装所述测量探头；

一个所述侧壁上设有第二通孔，第二通孔上安装有外置热电偶固定座，外置热电偶固定座用以固定安装所述外置热电偶；

所述两个侧壁上设有相对的第三通孔和第四通孔，所述实验件安装轴垂直于所述两个侧壁并穿过第三通孔和第四通孔，并在位于实验箱两侧的实验件安装轴的端部设有所述支撑座。

可选地，所述第一通孔位于所述实验件安装轴的正上方；所述第二通孔位于第四通孔的正上方，且第二通孔与第四通孔的距离为2～3cm。

可选地，所述测量探头包括光纤探头、电容探头、微波探头或电感探头；还可以包括其他类型传感器探头。

可选地，所述实验件安装轴上安装有实验件，所述实验件位于所述测量探头的正下方。