Стенд для исследования долговечности лопаток турбин Советский патент 1982 года по МПК G01N3/60 

(54) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЛОПАТОК ТУРБИН

1

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для исследовз ния долговечности лопаток турбин.

Известен стенд для исследования долговечности лопаток турбин, содержащий источник горячего газа, захваты для крепления испытуемьх лопаток и систему регистрации параметров испытаний 1 .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является стенд, содержащий последовательно установленные компрессор, камеру сгорания и продувочное устройство с термопарами, предназначенное для размещения на его входе испытуемых лопаток, систему подачи топлива в камеру сгорания и систему регистрации параметров испытаний 2.

Недостатком указанных стендов является низкая точность исследования , обусловленная невозможностью нагрева испытуемых лопаток по заданной программе.

Цель изобретения - повышение точности исследования. Указанная цель достигается тем, что стенд снабжен дроссельной заслонкой, установленной на выходе продувочного устройства, механизмом ее перемещения и устройством управления механизмом перемещения.

Кроме того, устройство управления механизмом перемещения вьшолнено в виде программного блока и дифференциального блока, входы которого связаны с термопарами и программным блоком, а выход - с механизмом перемещения дроссельной заслонки. Механизм перемещения дроссельной заслонки вьтолнсн

10 в виде бустера.

На чертеже представлена структурная схема стенда.

Стенд содержит газотурбинный двигатель, состоящий из последовательно установленных

15 компрессора 1, камеры 2 сгорания и продувочного устройства 3, на входе которого размещены испытуемые сопловые и турбинные лопатки 4 и 5, закрепленные в сопловом аппарате 6 и рабочем колесе 7 соответственно. На

20 выходе продувочного устройства 3 установлена дроссельная заслонка 8, соединенная с механизмом ее перемещения, выполненным в виде бустера 9, состоящего на силового гилроци390линдра 10 со штоком II и тягой 12, соединенной с золотником 13. Механизм перемещения дроссельной заслонки 8 выполнен в виде программного блока 14, состоящего из набора параллельно соединенных сопротивлений 15, связанного с регулятором 16 частоты вращения рабочего колеса 7 и дифференциальным блоком 17, входы которого связаны через корректор 18 с термопарами 19, установленными в продувочном устройстве 3, и программным блоком 14, а выход через исполнительный механизм 20 связан с механизмом перемещения дроссельной заслонки. Стенд также снабжен системой 21 подачи топлива, соединенной с камерой 2 сгорания и золотником 13, масляной системой 22, системой 23 управления Ьзотурбинным двигателем и системой 24 регистрат ии параметров испытаний. Стенд работает следующим образом. Сопловые и/или рабочие лопатки 4 и 5, подлежащие испытанию, закрепляют в сопловом аппарате 6 и на рабочем колесе 7 соответственно. Настраивают программный блок 14 на заданную программу изменения теплового воздействия горячего газа на испытуемые лопатки 4 и 5. Включая систему 23 управления, систему 21 подачи топлива и масляную систему 22, запускают газотурбинный двигатель в результате чего поток горячего газа из камеры 2 сгорания подается на вход продувочного устройства 3, омывая .испытуемые лопатки 4 и 5. Температура газового потока в продувочном устройстве 3 фиксируется термопарами 19, сигналы с которых поступают через корректор 18 на вход дифференциального блока 17, на друго вход которого подается сигнал от программного блока 14. В дифференциальном блоке 17 указанные сигналы сравниваются и полученная разность сигналов, предварительно усиленная, подается на исполнительный механизм 20, воздействующий на механизм перемещения дроссельной заслонки 8, силовой гидроцилиндр 10 которого перемещает дроссельную заслонку 8 в заданное положение, определяемое соответствующей величиной разности сигналов термопар 19 и программного блока 14, открывая или закрывая выход продувочного устройства 3 и изменяя расход газа и тем самым, режим теплового нагружения лопаток 4 и 5. Одновремен но с перемещением дроссельной заслонки 8 си нал от программного блока 14, подается на регулятор 16 частоты вращения рабочего колеса 7, изменяя скорость, его вращения и параметры газового потока в соответствии с заданной программой испытания. Малая инердионность дроссельной заслонки 8 достигается за счет соединения тяги 12 с золотником 13, перекрываю цим подачу давления в гидронилиндр 10. Предлага,емый стенд позволяет повысить точность испытаний за счет обеспечения возможности нагрела испытуемых лопаток по заданной программе, поскольку дроссельная заслонка позволяет более точно регулировать ,,.мпературу Б рабочей зоне продувочного устройства. Формула изобретения 1.Стенд для исследования долговечности лопаток турбин, содержащий последовательно установленные компрессор, камеру сгорания и продувочное устройство с термопарами, предназначенное для размещения на его входе испытуемых лопаток, систему подачи топлива в камеру сгорания и систему регистрации параметров испытаний, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности исследования, он снабжен дроссельной заслонкой, установленной на выходе продувочного устройства, механизмом ее переме1дения и устройством управления механизмом перемещения. 2.Стенд по п. 1, отличающийс я тем, что устройство управления механизмом перемещения выполнено в виде программного блока и дифференциального блока входы которого связаны с термопарами и программным блоком, а выход - с механизмом перемещения дроссельной заслонки. 3.Стенд ПОП.1,, отличающийс я тем, что механизм перемещения дроссельной заслонки выполнен в виде бустера. Источники информации, принятые во внимание при зкспергизе 1.Авторское свидетельство СССР № 418760, кл. G 01 N 3/60, 1972. 2.Писаренко Г. С., Руденко В. Н., Третьяченко Г. Н. и др. Прочность материалов при высоких температурах. Киев, Наукова думка, 1966, с. 560-561, рис. 458 (прототип).