Стенд для газодинамических исследований моделей кольцевых решеток Советский патент 1979 года по МПК G01M17/00 

- f . . .

Изобретение относится к области энергомашиностроеняя, а именно к газодинамическим исследованиям, моделей кольцевых решеток/и может быть использовано для исследования моделей диафрагмв энергетической, авиационной промышленности.

Известны стенды для газодинамического исследования кольцевых р.ешеток , представляющие собой герметичный корпус со встроенной проточной частью и элементами для крепления исследуемой модели. Перед исследуемой моделью установлен направляющий аппарат , представляющий собой набор лопаток, закрепленных в наружной и внутренней обоймах. Направляющий аппарат прикреплен неподвижно к корпусу, а исследуемая модель диафрагмы имеет возможность окружного перемещения. Перед исследуемой моделью и за ней установлены зонды для замера парамет ров потока воздуха 1.

Однако конструкция этого стенда не позволяет производить измерения крутящего момента., размываемого на исследуемой модели кольцевых решеток.

Известен также стенд для газодинамических исследований ранеток, npeимущественнодиафрагм турбин, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода рабочего тела и зондами для измерения -его параметров, установленный в корпусе на соединенном с приводом для поворота и устройством для измерения крутящего момента валу диск для крепления исследуемой решетки, :размещенный перед последним направляющий аппарат 2.

Однакодля изменения угла натекания потока необходимо разобрать стенд и установить другой направляющий аппарат. Условия исследования при этом отличаются от условий, существующих в реальной турбине, и не позволяют исследовать влияние нестационарностя потока на газодинамические характеристики моделей диафрагм.

Целью изобретения является расширение диапазона исследуемых режимов и снижение трудоемкости эксперимента.

Это достигается тем, что в предложенном стенде между диском и направляющим аппаратом размещена свободно вращающаяся лопаточная решетка, вал которой связан с приводом для осевого перемещения. Направляющий аппарат выполнен с ПОВОР5ЭТНЫМИ лопатками.

На чертеже схематически изображен редложенный стенд, разрез..

Стенд содержит корпус, выполненый из двух соосио установленных цииндров - внутреннего 1 и наружного 2. Пространство между цилиндрами необходимо для подачи воздуха в верхнюю камеру. Горизонтальный разъем делит корпус на две части - верхнюю и нижнюю. В нижней части корпуса на вертикально расположенном валу 3 к диску 4 прикреплена исследуемая модель диафрагмы 5. На противоположном конце вала 3 подвешен привод б поворота исследуемой модели и жестко прикрепленный к корпусу червячного редуктора 7 двуплечий рычаг 8, связанный с устройством 9 для измерения крутящего момента. В верхней части корпуса установлен направляющий аппарат 10 с поворотными лопатками 11. Направляющий аппарат 10 закреплен в корпусе стенда и представляет собой набор лопаток 11, вставленийх в наружную и внутреннюю обЬймн 12 и 13, связанные перемычками:. На оси лопаток насс1жены рычаги 14, гфбдетыё в пазы промежуточного кольца 15, которое - может поворачиваться вмес;те, с. полЬш-валом от привода 16 через чёрвячную пару 17 и сектор 18,- выполненный в виде стакана. Между диском 4 и направл-яющим аппа:ратом 10 размещена вращающаяся лопаточная решетка 19, жестко за крепленная на фланце вертикального вала 20, установленного на подшипниках в.полом валу 21. Верхний кОйец полого вала продет через втулку 22 с наружной резьбой,образующую вместе со стаканом 23 вйнто;§5Ш- Шеу -НривШ;Г- Ш5гё 1тЩ ШёЩбнйЗубчатый венец стакана кинематически связан с приводом 24 пОсрёдстёс;м шестерни 25, вала 26 и муфты 27. Посредством винтовой йары возможны Осевые перемещения полого вала 21 вместе с решёткой 19 и втул1 ой 22, на которой, гайкой 28 удерживается полый

вал, 21. ,.-,..,. .. -,-.,„,..,

Перед исследуемой «ОдШ1Ш йза ней установлены зон)зи измерения парс1метров рабо ШгtS t a tfROOpдинатнымя устройствами 30.

Стенд работает следующим образом.

Поток воздуха подается через межкорпусиое пространство в верхнюю камеру, направляется поворотными лопатками 11 направляющего аппарата 10 на лопатки решётки И исследуемую модель диафрагтвд 5 .

В результате действия воздушного потока рабочее колесо свободно вращается, а на исследуемой модели 5 возникает крутящий мсмент который передается на измерительное устройство 9, через фланец, ва.л 3, корпус редуктора 7 и двуплечий рычаг 8. Одновременно от привода 6 через червячный редуктор 7 может дискретно врааться вал 3 вместе с фланцем и закрепленной на нем исследуемой моделью 5. Поворот лопаток направляющего аппарата 10 осуществляется рычагами 14 за счет окружного перемещения промежуточного кольца 15 вместе с полым валом 21 через червячную пару 17 от привода 16. Осевые перемещения полого вала 21 вместе с решеткой 19 осуществляются посредством винтовой парь, в которой стакан 23 вращается, а втулка 22 имеет возможность перемещения только в осевом направлении. Стакан 23 вращается от привода 24 через шестерню 25.

Такое выполнение стенда позволяет одновременно изменять угол натекания потока на исследуемую модель диафрагмБЗг изменять аксиальньтй зазор между решеткой 19 и исследуемой моделью, производить поворот исследуемой модели относительно зондов и вести замеры крутящего момента, развиваемого моделью. /Это одновременно обеспечивает возможность определения интегральных и локальных газодинамических характеристик исследуемых моделей, как в стационарном, так и нестационарном потоках.

Формула изобретения

1, Стенд газодинамических не следований моделей кольцевых решеток, преимущественно диафрагмы турбин, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода рабочего тела и зондами для измерения его параметров,

установленный в корпусе йа валу,соединенной с приводом для поворота и устройством для измерения крутящего момента, дйеК дай крепления исследуемой решетки, размещенный перед последним направляющий аппарат, о т л и ч а ю щ и и .с я тем, что, с целью расширения диапазона исследуемых режимов и снижения трудоемкости эксперимента, между диском и направЛяющим аппаратом размещена свободно вращающаяся лопаточная решетка, вал ко.торой связан с приводом для осевого перемещения.

2. Стенд по п. 1, о т л и ч а ю Щ И И С Я тем, ЧТО направляющий

аппарат выполнен с поворотными лопатками .. .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Труды ЦКТЙ. Вып. 91, Ленинград, 1969, с. 38-55.

2,алков Н.Н. и др. Выбор парамет- . ров и расчет маломощных турбин для привода агрегатов, М., Машиностроение, 1972, с. 107-126.