Устройство для термоциклических испытаний лопаток турбомашины

 

()1) 535556

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.07.74 (21) 2041120/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.11.76. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 10.11.76 (51) М. Кл а G 05D 23/30

F 01Р 5/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК 536.2:621.375. .826.082 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. В. Андрианов, А. А. Канцепольский, А. М. Кравец и А. А. Платонов (7i) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

ЛОПАТОК ТУРБОМАШИНЫ

Изобретение относится к газотурбостроению и может быть использовано для автоматизированного контроля интенсивности охлаждения лопаток турбомашин.

Известно устройство для термоциклических испытаний, одним из которых является устройство для контроля интенсивности охлаждения лопаток туроомашины, содержащее печь, в которой нагревается испытуемая лопатка до температуры, близкой к раоочей, механизм для продувки нагретой лопатки охлаждающей средои и фотоаппарат для съемки пера лопатки в процессе охлаждения в заданный момент времени (1), В дальнейшем получен ная фотография сопоставляется с фотографией эталонной лопатки. Это известное устройство характеризуется невозможностью проведения контроля качества интенсивности охлаждения лопатки и низкой производительностью испытаний. Известно также устройство для термоциклических нагревов и охлаждений ооразцов наиболее близкое по технической сущности к изобретению, содержащее механизм охлаждения, соединенный с пневмоцилиндром, поршень которого связан с полым штоком, на котором укреплены упор и захват для крепления лопатки, расположенный соосно с печью, на которой установлен датчик температуры, соединенный с регулятором, последовательно включенным с блоком перемещения лопатки вдоль оси печи и концевым выключателем (21.

Хотя известные устройства и включают в себя часть элементов, необходимых для определения интенсивности охлаждения лопаток турбины, однако они не обеспечивают необходимого быстродействия контроля таких многотиражных изделий, как лопатки турбомашин, а также не могут обеспечить воспроизводимость картины охлаждения при исследовании различных схем охлаждения лопаток турбины.

Для повышения быстродействия в предложенное устройство введены клапан охлаждающей среды, эталонный источник света, фотокамера и блок программного управления, один из выходов которого соединен с затвором объектива фотокамеры, другой выход — с клапаном охлаждающей среды, а выход соединен с эталонным источником света и концевым выключателем.

На чертеже показана принципиальная схема предложенного устройства.

Оно содержит лопатку 1 турбомашины, установленную с помощью захвата 2 в трубке 3, снабженной замком 4 и укрепленной на полом

25 штоке 5 поршня 6, расположенного в пневмоцилиндре 7.

Лопатка 1 вводится для нагрева в печь 8, за температу рой которой следит датчик температуры 9, например фотодиодный, соединенный

30 с регулятором 10, например микроампермет535556

60 ром, и блоком перемещения 11 лопатки вдоль оси печи. Упор 12 воздействуег на концевой выключатель 13, включающий блок программного управления 14 и эталонный источник света 15, перемещающийся с помощью электромагнита 16 из исходного положения в кадр фотокамеры 17. По команде с блока программного управления 14 срабатывает клапан 18 охлаждающей среды, установленный на воздушной магистрали после клапанов постоянного перепада (воздушных редукторов) 19 — элементов, составляющих механизм охлаждения (на чертеже не показан). Одновременно срабатывает затвор объектива фотокамеры 17, например, через релейную схему 20, управляющую работой механизма спуска затвора.

Клапан 18 охлаждающей среды соединен гибким шлангом 21 с другим полым штоком

22 пнев моцилиндра 7.

Лопатка 1 турбомашины устанавливается в захвате 2, снабженном быстросъемным соединением для ее крепления и герметизации подводимого по трубке 3 воздуха. Захват крепится на трубке 3, снабженной замком 4, установленным на полом штоке 5 поршня 6. Пневмоцилиндр 7, в котором размещен поршень 6, служит для введения лопатки 1 в печь 8 для ее нагрева до заданной температуры. Контроль температуры лопатки осуществляется с помощью бесконтактного датчика температуры 9, например фотодиодного датчика, который выдает сигнал по достижении лопаткой 1 заданной температуры на регулятор 10, например микроамперметр. Сигнал от регулятора 10 подается на блок перемещения 11 лопатки вдоль оси печи, управляющий работой пневмоцилиндра 7 и поршня 6, который выводит лопатку 1 из печи 8 в крайнее положение. В этом положении упор 12 нажимает на концевой выключатель 13, который в свою очередь выдает команды на блок 14 программного управления эталонного источника света 15. По этой команде эталонный источник света 15 с помощью электромагнита 16 перемещается из исходного положения, не мешающего возвратно-поступательному движению лопатки вдоль оси печи, в положение, при котором он попадает в кадр фотокамеры 17 при съемке лопатки 1. От сигнала, поступающего с блока программного управления 14, на релейную схему, управляющую механизмом спуска, срабатывает затвор объектива фотокамеры 17. Эталонный источник света 15 находится в кадре объектива дс тех пор пока упор 12 нажимает на концевой выключатель 13. Как только упор освобождает концевой выключатель, электромагнит 16 обесточивается и эталонный источник света возвращается в исходное положение.

Ввод лопатки 1 в печь 8 осуществляется оператором вручную с помощью кнопки «Ввод» блока перемещения 11 лопатки вдоль оси печи.

Для обеспечения постоянного перепада воздуха для данного типа испытуемых лопаток в системе продувки установлены клапаны постоянного перепада (воздушные редукторы)

19. Подача воздуха на лопатку от воздушной магистрали осуществляется по гибкому шлангу 21, через пневмоцилиндр 7, поршень 6, расположенный посередине полых штоков 5 и 22.

При фотографировании лопатка может быть повернута относительно оси штока на 180 как со стороны корыта, так и со стороны спинки с поворотным нагревом и охлаждением.

Автоматизация процесса необходима как для ускорения контроля испытаний, так и для обеспечения точного повторения процесса фотографирования при строго заданных параметрах, идентичных тем, при которых создана фотография эталонной лопатки.

Предложенное устройство обеспечивает полуавтоматический контроль интенсивности охлаждения и отбраковку лопаток турбомашин, являющихся многотиражной деталью, а также может быть использовано при проведении различных исследований систем охлаждения лопаток (например, сопоставление разных конструкций, определение теплоотдачи от воздуха к стенке и др.), для испытания лопаток на термоудар и др.

Формула изобретения

Устройство для термоциклических испытаний лопаток турбомашины, содержащее механизм охлаждения, соединенный с пневмоцилиндром, поршень которого связан с полым штоком, на котором укреплены упор и захват для крепления лопатки, расположенный соосно с печью, на которой установлен датчик температуры, соединенный с регулятором, последовательно включенным с блоком перемещения лопатки вдоль оси печи и концевым выключателем, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены клапан охлаждающей среды, эталонный источник света, фотокамера и блок программного управления, один из выходов которого соединен с затвором объектива фотокамеры, другой выход — с клапаном охлаждающей среды, а вход соединен с эталонным источником света и концевым выключателем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. № 339420, М. Кл. F 01D 5/00, 1971.

2. журнал «Заводская лаборатория». 1974, М З,с.338, 535556

Составитель И. Петкун

Текред М. Семенов

Редактор Л. Тюрина

Корректор Л. Котова

Типография, пр. Сапунова, 2

За ка 3 2479 1 1 Изд. № 1759 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Мо ква, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5