用于工装气动试验的气动转接设备的制作方法

1.本发明涉及一种用于工装气动试验的气动转接设备。


背景技术：

2.近年来，随着国产大涵道比涡扇发动机的加速研制，发动机试验任务日益增多，在试验过程中，需要设计并使用一系列工装(工艺装备)来满足不同的试验科目需求。对于具有气动性能的工装来言，需要在试验之前对其进行单独的气动性能验证。为实现对工装进行气动性能验证，并利于分析工装设计的气动性能，试验过程中往往需要一种对工装的供气来流进行调节以使得多种角度的气流流过工装，为工装验证提供来流条件。然而，目前从供气机组输入工装的供气来流一般由一个直通圆管直接通向工装，从而无法满足工装气动性能验证的来流工况条件需求。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的无法对流向工装的气流进行调节的缺陷，提供一种用于工装气动试验的气动转接设备。
4.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
5.一种用于工装气动试验的气动转接设备，其特点在于，所述气动转接设备包括：筒体部；分割装置，所述分割装置包括第一分割体和第二分割体，所述第一分割体沿气流通入方向设于所述筒体部内，所述筒体部的内壁与所述第一分割体的外壁之间形成气流通道，并且所述第一分割体向所述气流通道内延伸出所述第二分割体；转向装置，所述转向装置安装于所述气流通道的气流流出端，用于将所述气流沿所述转向装置排出。
6.在本方案中，采用上述结构形式，气动转接设备能够将气流在周向上分割为多通道，并转弯后排出，实现了对工装的气动验证，满足了建设多试验科目试车台的需求，从而加速的新型号发动机的研制进程。同时本气动转接设备具有轴对称性，可以模拟发动机反推试验工况，方便验证具有轴对称性的工装。
7.较佳地，所述转向装置正对所述气流的流入方向安装于所述气流通道的气流流出端，所述转向装置朝向所述气流通入方向的一侧设有转向槽，所述转向槽内的所述气流沿所述气流通道的径向偏转。
8.较佳地，所述转向槽的内侧贴合于所述分割装置，所述转向槽的外缘设有若干气流导向装置，所述气流导向装置可以改变与所述筒体部的外壁所形成夹角的大小，并引导所述气流从所述筒体部的外壁成设定角度排出。
9.较佳地，所述转向装置包括第一转向装置和第二转向装置，所述第一转向装置和第二转向装置的内缘分别对应贴合于所述分割装置的外侧，所述第一转向装置和第二转向装置的外缘延伸至所述筒体部的横截面的外缘。
10.在本方案中，采用上述结构形式，气动转接设备在试验时可以按需封闭转向装置上半环形转向槽中的通道，从而改变气动转接设备的输出气流数量；并且可以通过改变气
流导向装置处叶栅的角度，来改变本发明气动转接设备的输出气流角。
11.较佳地，所述第一分割体与所述筒体部同轴设置，所述第一分割体的外壁向所述筒体部的内壁延伸出所述第二分割体，并且所述第二分割体的延伸端与所述筒体部的内壁相抵接。
12.较佳地，所述第二分割体的一端与所述第一分割体的外壁固定连接，所述第二分割体的另一端沿所述筒体部的径向向所述筒体部延伸。
13.较佳地，所述第一分割体的外壁与所述筒体部的内壁之间形成环形的所述气流通道，至少两个所述第二分割体均匀的设于所述气流通道内，以对流经所述气流通道内的所述气流进行分割。
14.在本方案中，采用上述结构形式，第一分割体能够将该气流逐渐分割为环状，第二分割体能够对气流通道内的气流进行二次分割。
15.较佳地，第二分割体朝向所述气流通道的气流流入端的一侧设有圆角，并且所述第二分割体在所述第一分割体上的投影为椭圆。
16.较佳地，所述第一分割体朝向所述气流通道的气流流入端的一侧设有锥形导流体。
17.在本方案中，采用上述结构形式，有利于减少气流在气动转接设备内的总压损失。
18.较佳地，所述气动转接设备沿所述气流的流入方向依次包括前端连接部、收缩部、筒体部，后端连接部，所述前端连接部与供气装置相连通，所述后端连接部上靠近所述前端连接部的一侧套设于所述筒体部上，所述气流从所述后端连接部的侧壁流出。
19.在本方案中，采用上述结构形式，可在筒体部外套设后端连接部，可以增加气动验证试验的模拟可参考性。同时本发明所设计的气动转接设备采用光滑型面设计，可以避免气流在通道中产生回流。并且该气动转接设备经仿真验证后，可以证明其气动性能可以满足为工装气动验证试验提供工况输入条件。
20.在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
21.本发明的积极进步效果在于：
22.本发明中的气动转接设备能够将气流在周向上分割为多通道，并转弯后排出，实现了对工装的气动验证，满足了建设多试验科目试车台的需求，从而加速的新型号发动机的研制进程。同时本气动转接设备具有轴对称性，可以模拟发动机反推试验工况，方便验证具有轴对称性的工装。同时本发明中的气动转接设备在试验时可以按需封闭转向装置上半环形转向槽中的通道，从而改变气动转接设备的输出气流数量；并且可以通过改变气流导向装置处叶栅的角度，来改变本发明气动转接设备的输出气流角。
附图说明
23.图1为本发明实施例的气动转接设备的结构示意图(一)。
24.图2为本发明实施例的气动转接设备的结构示意图(二)。
25.图3为本发明实施例的气动转接设备的结构示意图(三)。
26.图4为本发明实施例的后端连接部的结构示意图。
27.图5为本发明实施例的筒体部、分割装置、转向装置和后端连接部的安装结构示意
图。
28.图6为本发明实施例的筒体部、分割装置、转向装置的安装结构示意图。
29.图7为本发明实施例的分割装置的结构示意图。
30.图8为本发明实施例的转向装置的结构示意图。
31.图9为本发明实施例的气流导向装置的结构示意图。
32.附图标记说明：
33.筒体部1
34.分割装置2
35.第一分割体21
36.锥形导流体211
37.第二分割体22
38.圆角221
39.气流通道3
40.转向装置4
41.转向槽41
42.气流导向装置42
43.第一转向装置43
44.第二转向装置44
45.前端连接部5
46.收缩部6
47.后端连接部7
48.过渡部8
具体实施方式
49.下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。
50.本发明实施例提供一种用于工装气动试验的气动转接设备，如图5-9所示，气动转接设备包括：筒体部1；分割装置2，分割装置2包括第一分割体21和第二分割体22，第一分割体21沿气流通入方向设于筒体部1内，筒体部1的内壁与第一分割体21的外壁之间形成气流通道3，并且第一分割体21向气流通道3内延伸出第二分割体22；转向装置4，转向装置4安装于气流通道3的气流流出端，用于将气流沿转向装置4排出。
51.气动转接装置的筒体部1为圆筒形，沿筒体部1的轴线设置有分割装置2，筒体部1的内壁与第一分割体21的外壁之间形成气流通道3，其中分割装置2中的第一分割体21与筒体部1的轴线保持平行，并且第一分割体21的外壁与筒体部1的内壁之间形成气流通道3，分割装置2的第二分割体22从第一分割体21的外壁向气流通道3内沿径向延伸，使得第一分割体21和第二分割体22能够对气流通道3内的气流产生分割的作用。在筒体部1的气流通道3的流出端还设有转向装置4，转向装置4用于将由分割装置2分割后的气流进行导向并使气流沿筒体部1的径向排出。在本发明中第一分割体21首先将筒体部1内的气流分割为环形，然后通过第二分割体22对气流通道3内的气流逐渐进行二次分割，被二次分割后的气流沿
筒体部1的轴线方向流向转向装置4，然后由转向装置4对气流的流向进行调节。本发明中的气动转接设备能够将气流在周向上分割为多通道，并转弯后排出，实现了对工装的气动验证，满足了建设多试验科目试车台的需求，从而加速的新型号发动机的研制进程。同时本气动转接设备具有轴对称性，可以模拟发动机反推试验工况，方便验证具有轴对称性的工装。
52.如图1-9所示，转向装置4正对气流的流入方向安装于气流通道3的气流流出端，转向装置4朝向气流通入方向的一侧设有转向槽41，转向槽41内的气流沿气流通道3的径向偏转。转向槽41的内侧贴合于分割装置2，转向槽41的外缘设有若干气流导向装置42，气流导向装置42可以改变与筒体部1的外壁所形成夹角的大小，并引导气流从筒体部1的外壁成设定角度排出。转向装置4包括第一转向装置43和第二转向装置44，第一转向装置43和第二转向装置44的内缘分别对应贴合于分割装置2的外侧，第一转向装置43和第二转向装置44的外缘延伸至筒体部1的横截面的外缘。
53.本发明中，第一分割体21的外侧与筒体部1的内侧之间形成环形的气流通道3，在气流通道3的气流流出端安装有弧形的转向装置4，其中转向装置4包括第一转向装置43和第二转向装置44，第一转向装置43和第二转向装置44的内缘分别对应贴合于分割装置2的外侧，第一转向装置43和第二转向装置44的外缘延伸至筒体部1的横截面的外缘，以使得第一转向装置43和第二转向装置44覆盖于该气流通道3上。在转向装置4朝向气流通入方向的一侧开有圆弧形的转向槽41，当气流通道3内的气流经过分割装置2的分割后流入转向槽41，由于转向槽41的开口朝向气流流入方向，所以转向槽41会使得气流发生一次转向，并引导气流沿气流通道3的径向流动，即使得气流无法沿筒体部1的轴向流出筒体部1。在转向槽41的外缘设有若干气流导向装置42，并且每个气流导向装置42上安装了若干个厚度约为1mm的薄片状叶栅，叶栅可以使得气流在转向装置4圆周上的出口处进行二次转向，确保排出的气流满足工装气动验证的需求。气流导向装置42可以将气流在转向装置4的周向上分割为多通道，并使得气流发生二次转向后排出，同时叶栅可以设定为不同角度，以满足较为复杂下的试验工况。或者可以通过按需封闭转向装置4上对应位置的气流导向装置42的数个通道，以满足不同工装气动验证的来流数量需求。采用本发明中的气动转接设备在试验时可以按需封闭转向装置4上半环形转向槽41中的通道，从而改变气动转接设备的输出气流数量；并且可以通过改变气流导向装置42处叶栅的角度，来改变本发明气动转接设备的输出气流角。
54.如图1-9所示，第一分割体21与筒体部1同轴设置，第一分割体21的外壁向筒体部1的内壁延伸出第二分割体22，并且第二分割体22的延伸端与筒体部1的内壁相抵接。第二分割体22的一端与第一分割体21的外壁固定连接，第二分割体22的另一端沿筒体部1的径向向筒体部1延伸。第一分割体21的外壁与筒体部1的内壁之间形成环形的气流通道3，至少两个第二分割体22均匀的设于气流通道3内，以对流经气流通道3内的气流进行分割。
55.在本发明中，第一分割体21采用与筒体部1保持同轴的流线型设计，第一分割体21的外侧与筒体部1的内侧之间形成环形的气流通道3，当筒体部1的气流流入端的有气流流入时，第一分割体21能够将该气流逐渐分割为环状，第一分割体21的外侧沿筒体部1的径向向筒体部1的内壁均匀延伸出若干个第二分割体22，第二分割体22的一端与第一分割体21的外壁固定连接，第二分割体22的另一端与筒体部1的内壁相抵接，从而使得第二分割体22能够对气流通道3内的气流进行二次分割。
56.其中，第一分割体21朝向气流通道3的气流流入端的一侧设有锥形导流体211。其中，第二分割体22朝向气流通道3的气流流入端的一侧设有圆角221，并且第二分割体22在第一分割体21上的投影为椭圆。
57.在本发明中，第一分割体21朝向气流通道3的气流流入端的一侧固定安装有锥形导流体211，锥形导流体211能够将筒体部1气流流入端流入的气流由圆筒状逐渐分割为环状，在第二分割体22朝向气流通道3的气流流入端的一侧设为圆角221，圆角221可以使第二分割体22的型面变的更加光滑利于气流流通，同时第二分割体22在第一分割体21上的投影为椭圆，使得气流在流过第二分割体22时被逐渐分割，本发明采用这样的设计有利于减少气流在气动转接设备内的总压损失。
58.如图1-9所示，气动转接设备沿气流的流入方向依次包括前端连接部5、收缩部6、筒体部1，后端连接部7，前端连接部5与供气装置相连通，后端连接部7上靠近前端连接部5的一侧套设于筒体部1上，气流从后端连接部7的侧壁流出。
59.采用上述结构形式，将供气装置、前端连接部5、收缩部6、筒体部1同轴依次相连接，筒体部1上套设有后端连接部7，本发明根据试验特点可在筒体部1外套设后端连接部7，可以增加气动验证试验的模拟可参考性。同时本发明所设计的气动转接设备采用光滑型面设计，可以避免气流在通道中产生回流。并且该气动转接设备经仿真验证后，可以证明其气动性能可以满足为工装气动验证试验提供工况输入条件。
60.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种用于工装气动试验的气动转接设备，其特征在于，所述气动转接设备包括：筒体部；分割装置，所述分割装置包括第一分割体和第二分割体，所述第一分割体沿气流通入方向设于所述筒体部内，所述筒体部的内壁与所述第一分割体的外壁之间形成气流通道，并且所述第一分割体向所述气流通道内延伸出所述第二分割体；转向装置，所述转向装置安装于所述气流通道的气流流出端，用于将所述气流沿所述转向装置排出。2.如权利要求1所述的用于工装气动试验的气动转接设备，其特征在于，所述转向装置正对所述气流的流入方向安装于所述气流通道的气流流出端，所述转向装置朝向所述气流通入方向的一侧设有转向槽，所述转向槽内的所述气流沿所述气流通道的径向偏转。3.如权利要求2所述的用于工装气动试验的气动转接设备，其特征在于，所述转向槽的内侧贴合于所述分割装置，所述转向槽的外缘设有若干气流导向装置，所述气流导向装置可以改变与所述筒体部的外壁所形成夹角的大小，并引导所述气流从所述筒体部的外壁成设定角度排出。4.如权利要求2所述的用于工装气动试验的气动转接设备，其特征在于，所述转向装置包括第一转向装置和第二转向装置，所述第一转向装置和第二转向装置的内缘分别对应贴合于所述分割装置的外侧，所述第一转向装置和第二转向装置的外缘延伸至所述筒体部的横截面的外缘。5.如权利要求1所述的用于工装气动试验的气动转接设备，其特征在于，所述第一分割体与所述筒体部同轴设置，所述第一分割体的外壁向所述筒体部的内壁延伸出所述第二分割体，并且所述第二分割体的延伸端与所述筒体部的内壁相抵接。6.如权利要求5所述的用于工装气动试验的气动转接设备，其特征在于，所述第二分割体的一端与所述第一分割体的外壁固定连接，所述第二分割体的另一端沿所述筒体部的径向向所述筒体部延伸。7.如权利要求5所述的用于工装气动试验的气动转接设备，其特征在于，所述第一分割体的外壁与所述筒体部的内壁之间形成环形的所述气流通道，至少两个所述第二分割体均匀的设于所述气流通道内，以对流经所述气流通道内的所述气流进行分割。8.如权利要求1所述的用于工装气动试验的气动转接设备，其特征在于，第二分割体朝向所述气流通道的气流流入端的一侧设有圆角，并且所述第二分割体在所述第一分割体上的投影为椭圆。9.如权利要求1所述的用于工装气动试验的气动转接设备，其特征在于，所述第一分割体朝向所述气流通道的气流流入端的一侧设有锥形导流体。10.如权利要求1所述的用于工装气动试验的气动转接设备，其特征在于，所述气动转接设备沿所述气流的流入方向依次包括前端连接部、收缩部、筒体部，后端连接部，所述前端连接部与供气装置相连通，所述后端连接部上靠近所述前端连接部的一侧套设于所述筒体部上，所述气流从所述后端连接部的侧壁流出。

技术总结
本发明公开了一种用于工装气动试验的气动转接设备，所述气动转接设备包括：筒体部；分割装置，所述分割装置包括第一分割体和第二分割体，所述第一分割体沿气流通入方向设于所述筒体部内，所述筒体部的内壁与所述第一分割体的外壁之间形成气流通道，并且所述第一分割体向所述气流通道内延伸出所述第二分割体；转向装置，所述转向装置安装于所述气流通道的气流流出端，用于将所述气流沿所述转向装置排出。本发明中的气动转接设备能够将气流在周向上分割为多通道并转弯后排出，实现了对工装的气动验证，满足了建设多试验科目试车台的需求，从而加速的新型号发动机的研制进程。从而加速的新型号发动机的研制进程。从而加速的新型号发动机的研制进程。


技术研发人员：邱添 张建东 高建国 李存
受保护的技术使用者：中国航发商用航空发动机有限责任公司
技术研发日：2022.02.25
技术公布日：2023/9/7