空心动叶冷却气体流量测试工装的制作方法

1.本实用新型涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种空心动叶冷却气体流量测试工装。


背景技术：

2.燃气轮机是一种动力机械，它将气体或液体燃料燃烧产生的热能转化为机械动能，是清洁能源的新一代动力装置，广泛应用于发电、独立能源系统、机械驱动、船舶动力等领域。作为发电设备，它具有效率高、污染小的特点。在轻型燃气轮机设计中，空心动叶作为轻型燃气轮机的关键部件，在轻型燃气轮机上发挥着重要的作用，参照图1，空心动叶3包括具有多层次弧面的空心动叶榫头31，在多层次弧面的空心动叶榫头31中间部位的内部竖直贯穿开设有四个进气风道。
3.由于高温恶劣的工作环境，空心动叶仅靠涂层保护是不够的，必须在叶身表面形成均匀且足够的冷却风气膜才能有效的保护叶片。为了保证叶身的表面形成充足的冷却风气膜，需要对空心动叶进行气体流量检测，根据空心动叶内各进气风道的有效流通面积，确定空心动叶各个位置的冷却风是否均匀，目前采用对单个进气风道的有效流通面积进行检测，再通过计算得出多个进气风道组合后的数据结果，采用单个进气风道进行检测存在准确性不高的情况，同时在进行多个进气风道组合时容易受到计算累计的影响造成误差。


技术实现要素：

4.鉴于以上问题，本实用新型提供一种空心动叶冷却气体流量测试工装，能够精确快速测试出空心动叶中多个进气风道组合后的有效流通面积，有效的避免了计算累计引起的误差。
5.为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：
6.提供一种空心动叶冷却气体流量测试工装，包括榫槽组件和流量测试台，榫槽组件用于放置空心动叶，榫槽组件包括通过榫卯结构连接的第一榫槽、第二榫槽和榫槽底板，第一榫槽设于空心动叶的一侧，第二榫槽和第一榫槽相对，且第二榫槽设于空心动叶的另一侧，榫槽底板设于第一榫槽和第二榫槽的底部，第一榫槽、第二榫槽和榫槽底板之间围合形成凹槽，空心动叶榫头的外壁与凹槽的内壁紧密贴合，榫槽底板的表面竖直开设有若干进气孔，榫槽底板的若干进气孔与空心动叶榫头的若干进气风道一一对应，榫槽底板的若干进气孔通过连接机构与流量测试台连接，流量测试台用于向榫槽底板的若干进气孔与空心动叶榫头的若干进气风道内通入气体，并实时检测空心动叶的不同进气风道组合时气体的有效流通面积。
7.采用上述方案，在需要检测空心动叶的冷却风是否均匀时，先将空心动叶安装在第一榫槽、第二榫槽和榫槽底板之间围合形成的凹槽内，利用榫卯结构完成对第一榫槽、第二榫槽和榫槽底板之间的固定，将流量测试台通过连接机构与榫槽底板的若干进气孔连接，利用流量测试台向榫槽底板的若干进气孔内通入气体，从而检测出空心动叶的不同进
气风道组合时气体的有效流通面积，根据空心叶片内各进气风道的有效流通面积，确定空心叶片各个位置的冷却风是否均匀。
8.进一步地，第一榫槽和第二榫槽靠近榫槽底板的一侧表面上均开设有第一限位孔，榫槽底板靠近第一榫槽和第二榫槽的一侧表面上开设有与第一限位孔相适配的第二限位孔，第一榫槽和第二榫槽上的第一限位孔与榫槽底板的第二限位孔一一对应，第一榫槽、第二榫槽与榫槽底板之间的间隙处设有若干用于对第一榫槽、第二榫槽和榫槽底板进行定位的定位销，定位销的一端穿设于第一限位孔内，另一端穿设于第二限位孔内，第一榫槽和第二榫槽通过螺栓与榫槽底板固定连接。
9.采用上述方案，使用定位销和螺栓完成对榫槽组件的安装，为操作人员提供便利，能够快速将空心动叶安装在榫槽组件上。在安装榫槽组件时，先将定位销插入第一限位孔和第二限位孔内，完成对第一榫槽、第二榫槽和榫槽底板之间的定位，再将第一榫槽和第二榫槽通过螺栓与榫槽底板固定连接，从而完成对榫槽组件的安装。
10.进一步地，连接机构包括连接管线、橡胶管线、第一快速接头、和第二快速接头，连接管线的一端与流量测试台连通，另一端连接有多根橡胶管线，多根橡胶管线上均安装有第一快速接头，第二快速接头设于榫槽底板上的进气孔处，橡胶管线靠近榫槽底板的一端通过第二快速接头与榫槽底板上的进气孔连通。
11.采用上述方案，流量测试台将气体通入到连接管线中，再通过多根橡胶管线将气体分散到榫槽底板的若干进气孔内，使得空心动叶的四个进气风道内均充满气体，使用流量测试台对空心动叶的四个进气风道内气体有效流通面积进行检测，从而确定空心叶片各个位置的冷却风是否均匀。
12.进一步地，第二快速接头上设有用于开闭第二快速接头的开关阀，通过连接管线向进气风道内通入气体，再利用开关阀开闭第二快速接头，实现对不同的进气风道的开闭，从而达到测试不同进气风道组合的有效流通面积。
13.进一步地，榫槽底板顶部的表面设有密封垫，密封垫的表面与第一榫槽和第二榫槽的底部贴合，设置密封垫，增强第一榫槽、第二榫槽和榫槽底板之间的密封性能，减少流量测试台通入的气体产生泄露的情况，提高对空心动叶气体流量测试的准确性。
14.进一步地，榫槽底板的若干进气孔和空心动叶榫头的若干进气风道之间的间隙处均设有密封塞，密封塞用于将榫槽底板的进气孔与空心动叶榫头的进气风道密封连接，设置密封塞，实现对榫槽底板的若干进气孔和空心动叶榫头的若干进气风道之间间隙的密封连接，减少流量测试台通入的气体产生泄露的情况。
15.进一步地，密封塞包括圆锥形配合筒、防滑连接筒和限位筒，榫槽底板的进气孔内壁上对称开设有限位槽，限位筒的外壁上对称设有与限位槽相适配的凸起，凸起卡合在限位槽内与限位槽卡接配合，限位筒的外壁与进气孔的内壁紧密贴合，防滑连接筒设于限位筒远离榫槽底板一端的外沿，圆锥形配合筒设于防滑连接筒远离限位筒一端的外沿，圆锥形配合筒和防滑连接筒的外壁与空心动叶榫头的进气风道的内壁紧密贴合。
16.采用上述方案，利用凸起与限位槽的卡接配合，将密封塞固定安装于榫槽底板上的进气孔处，再将圆锥形配合筒和防滑连接筒穿设于空心动叶榫头的进气风道内，利用密封塞完成对榫槽底板的若干进气孔和空心动叶榫头的若干进气风道之间间隙的密封连接。
17.本技术实施例提供了一种空心动叶冷却气体流量测试工装，包括榫槽组件和流量
测试台，榫槽组件用于放置空心动叶，榫槽组件包括通过榫卯结构连接的第一榫槽、第二榫槽和榫槽底板，第一榫槽设于空心动叶的一侧，第二榫槽和第一榫槽相对，且第二榫槽设于空心动叶的另一侧，榫槽底板设于第一榫槽和第二榫槽的底部，第一榫槽、第二榫槽和榫槽底板之间围合形成凹槽，空心动叶榫头的外壁与凹槽的内壁紧密贴合，榫槽底板的表面竖直开设有若干进气孔，榫槽底板的若干进气孔与空心动叶榫头的若干进气风道一一对应，榫槽底板的若干进气孔通过连接机构与流量测试台连接，流量测试台用于向榫槽底板的若干进气孔与空心动叶榫头的若干进气风道内通入气体，并实时检测空心动叶的不同进气风道组合时气体的有效流通面积。
18.本实用新型的有益效果为：
19.1、通过设置与空心动叶适配的工装，完成对空心动叶的固定，在榫槽底板上开设和空心动叶榫头进气风道相适配的进气孔，流量测试台通过连接机构与榫槽底板上的进气孔连接，通过开闭开关阀，从而达到测试空心动叶内不同进气风道组合的有效流通面积。
20.2、通过精确快速测试出空心动叶多进气风道组合后气体的有效流通面积，判断空心动叶冷却风分布的均匀性，为研究和检测动叶冷却风分布情况提供精确可靠的依据。
21.3、第一榫槽、第二榫槽和榫槽底板采用定位销进行定位，再利用螺栓完成对第一榫槽、第二榫槽和榫槽底板之间的固定，便于将空心动叶片放置在第一榫槽、第二榫槽和榫槽底板围合形成的凹槽内。
附图说明
22.图1为本技术实施例1空心动叶的整体结构示意图。
23.图2为本技术实施例1空心动叶工装的整体结构示意图。
24.图3为本技术实施例1榫槽底板底部的结构示意图。
25.图4为本技术实施例1空心动叶冷却气体流量测试工装的整体结构示意图。
26.图5为本技术实施例1榫槽组件的结构示意图。
27.图6为本技术实施例2密封塞的结构示意图。
28.其中，1、榫槽组件；11、第一榫槽；12、第二榫槽；13、榫槽底板；131、进气孔；2、流量测试台；3、空心动叶；31、空心动叶榫头；4、连接机构；41、连接管线；42、橡胶管线；43、第一快速接头；44、第二快速接头；5、开关阀；6、密封垫；7、定位销；8、密封塞；81、圆锥形配合筒；82、防滑连接筒；83、限位筒。
具体实施方式
29.为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
30.实施例1
31.本技术实施例公开一种空心动叶冷却气体流量测试工装，参照图1、图2和图4，包括榫槽组件1和流量测试台2，榫槽组件1用于放置空心动叶3，榫槽组件1包括通过榫卯结构连接的第一榫槽11、第二榫槽12和榫槽底板13，第一榫槽11设于空心动叶3的一侧，第二榫槽12和第一榫槽11相对，且第二榫槽12设于空心动叶3的另一侧，榫槽底板13设于第一榫槽11和第二榫槽12的底部，第一榫槽11、第二榫槽12和榫槽底板13之间围合形成凹槽，空心动
叶榫头31的外壁与凹槽的内壁紧密贴合，榫槽底板13的表面竖直开设有若干进气孔131，榫槽底板13的若干进气孔131与空心动叶榫头31的若干进气风道一一对应，榫槽底板13的若干进气孔131通过连接机构4与流量测试台2连接，流量测试台2用于向榫槽底板13的若干进气孔131与空心动叶榫头31的若干进气风道内通入气体，并实时检测空心动叶3的不同进气风道组合时气体的有效流通面积。
32.其中，榫卯结构将空心动叶3安装在榫槽组件1内，使得榫槽底板13的若干进气孔131与空心动叶榫头31的若干进气风道一一对应，此时流量测试台2启动通过连接机构4向榫槽底板13的若干进气孔131内通入气体，通入的气体再通过榫槽底板13的若干进气孔131进入到空心动叶榫头31的若干进气风道内，利用流量测试台2检测空心动叶3的不同进气风道组合时气体的有效流通面积，通过气体的有效流通面积判断空心动叶3内的冷却风是否均匀，同时通过设置连接机构4能够实现对空心动叶榫头31的若干进气风道进行随意组合，从而能够精确快速测试出空心动叶3中多个进气风道组合后的有效流通面积，有效的避免了计算累计引起的误差。
33.需要说明的是，流量测试台2为专门检测空心动叶3内进气风道中气体的有效流通面积的仪器，同时流量测试台2能够向空心动叶3的进气风道内输送气体，在流量测试台2向空心动叶榫头31内的进气风道输送气体时，由于靠近进气风道内壁处的气体处于固定的状态中，因此在进气风道内通入气体时进气风道内的中间部位气体处于流动的状态，进气风道内的中间部位气体为进气风道中气体的有效流通面积，通过测量进气风道内的中间部位气体情况，得到进气风道中气体的有效流通面积。
34.在空心动叶3各个位置的冷却风均处于均匀的状态时，空心动叶3内各进气风道的有效流通面积存在一定的阈值范围，通过使用流量测试台2对空心动叶3内进气风道中气体的有效流通面积进行测量，再将其测量的数据与相对应的空心动叶3内进气风道有效流通面积的阈值范围进行对比，当测量的数据未在阈值范围内时，则说明此处进气风道内的冷却风不均匀，不能形成均匀且足够的冷却风气膜，无法对空心动叶3进行有效的保护。
35.在本实施例中，参照图5，第一榫槽11和第二榫槽12靠近榫槽底板13的一侧表面上均开设有第一限位孔，榫槽底板13靠近第一榫槽11和第二榫槽12的一侧表面上开设有与第一限位孔相适配的第二限位孔，第一榫槽11和第二榫槽12上的第一限位孔与榫槽底板13的第二限位孔一一对应，第一榫槽11、第二榫槽12与榫槽底板13之间的间隙处设有若干用于对第一榫槽11、第二榫槽12和榫槽底板13进行定位的定位销7，定位销7的一端穿设于第一限位孔内，另一端穿设于第二限位孔内，第一榫槽11和第二榫槽12通过螺栓与榫槽底板13固定连接。
36.其中，在固定空心动叶3时，先利用定位销7对第一榫槽11、第二榫槽12和榫槽底板13进行定位，使得榫槽底板13的若干进气孔131与空心动叶榫头31的若干进气风道一一对应，再利用螺栓完成对第一榫槽11、第二榫槽12和榫槽底板13之间的固定。
37.在本实施例中，参照图4，连接机构4包括连接管线41、橡胶管线42、第一快速接头43和第二快速接头44，连接管线41的一端与流量测试台2连通，另一端连接有多根橡胶管线42，多根橡胶管线42上均安装有第一快速接头43，第二快速接头44设于榫槽底板13上的进气孔131处，橡胶管线42靠近榫槽底板13的一端通过第二快速接头44与榫槽底板13上的进气孔131连通。
38.其中，通过设置橡胶管线42将流量测试台2内通入的气体分送到空心动叶榫头31的每个进气风道内，方便后期利用流量测试台2对多个进气风道组合后的气体有效流通面积进行测量，同时使用第一快速接头43和第二快速接头44，便于实现对管道的快速拆卸和安装，方便操作人员进行相关的作业。
39.在本实施例中，第二快速接头44上设有用于开闭第二快速接头44的开关阀5，通过开关阀5开闭第二快速接头44，从而实现对不同进气风道的开闭，根据测试的需要开启相应进气风道上的开关阀5，实现对空心动叶3中多个进气风道的不同组合，再利用流量测试台2将气体输送至开启的进气风道内，对开启进气风道内的气体有效流通面积进行检测。
40.在本实施例中，参照图2，榫槽底板13顶部的表面设有密封垫6，密封垫6的表面与第一榫槽11和第二榫槽12的底部贴合，密封垫6能增强榫槽底板13与第一榫槽11和第二榫槽12之间的密封效果，防止流量测试台2在输送气体时出现泄露的情况。
41.本技术实施例一种空心动叶冷却气体流量测试工装的实施原理为：先利用定位销7对第一榫槽11、第二榫槽12和榫槽底板13进行定位，将空心动叶3放置在第一榫槽11、第二榫槽12和榫槽底板13之间围合形成的凹槽内，使得榫槽底板13的若干进气孔131与空心动叶榫头31的若干进气风道一一对应，利用螺栓完成对空心动叶3与榫槽组件1之间的固定，再根据测试的需要开启需要测试的第二快速接头44上的开关阀5，打开其对应的进气风道，通过流量测试台2向连接管线41内输送气体，输送的气体流经开启的进气风道内，利用流量测试台2测试开启进气风道内气体的有效流通面积，通过测得气体的有效流通面积数据与预先测得的相对应进气风道的阈值进行比较，若测得气体的有效流通面积数据在其阈值范围内，这说明该处的进气风道内的冷却风是均匀的，此处的进气风道能形成均匀且足够的冷却风气膜，能有效的保护叶片。反之，则说明该处的进气风道内的冷却风是不均匀的，此处的进气风道不能形成均匀且足够的冷却风气膜，不能有效的保护叶片。
42.实施例2
43.参照图6，实施例2与实施例1区别在于，设置密封塞8对榫槽底板13的进气孔131与空心动叶榫头31的进气风道进行密封连接。
44.在本实施例中，参照图6，榫槽底板13的若干进气孔131和空心动叶榫头31的若干进气风道之间的间隙处均设有密封塞8，密封塞8用于将榫槽底板13的进气孔131与空心动叶榫头31的进气风道密封连接，利用密封塞8完成对榫槽底板13的若干进气孔131和空心动叶榫头31的若干进气风道之间间隙处的填充，增强进气孔131与进气风道之间的密封效果。
45.在本实施例中，密封塞8包括圆锥形配合筒81、防滑连接筒82和限位筒83，榫槽底板13的进气孔131内壁上对称开设有限位槽，限位筒83的外壁上对称设有与限位槽相适配的凸起831，凸起831卡合在限位槽内与限位槽卡接配合，限位筒83的外壁与进气孔131的内壁紧密贴合，防滑连接筒82设于限位筒83远离榫槽底板13一端的外沿，圆锥形配合筒81设于防滑连接筒82远离限位筒83一端的外沿，圆锥形配合筒81和防滑连接筒82的外壁与空心动叶榫头31的进气风道的内壁紧密贴合。
46.其中，密封塞8为橡胶材料制得，利用橡胶材料的柔性，增强密封塞8与进气孔131和进气风道内壁的紧密贴合。防滑连接筒82为波纹管，波纹管在外力的作用下能够进行伸缩，通过波纹管的伸缩使得密封塞8能与进气孔131和进气风道内壁更加紧密贴合。圆锥形配合筒81的上部尺寸小于下部的尺寸，便于将圆锥形配合筒81穿设于进气风道的内腔中。
47.在使用密封塞8时，先将凸起831卡合在进气孔131内的限位槽内，完成对限位筒83的固定，再将圆锥形配合筒81穿设于进气风道的内腔中，利用防滑连接筒82的伸缩，完成对榫槽底板13的若干进气孔131和空心动叶榫头31的若干进气风道之间间隙处的密封连接，减少流量测试台2在输送气体时出现泄露的情况，提高装置测量的精度。
48.本领域内的技术人员应明白，尽管已经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的概念，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内的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求机器等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。