燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片輻射光路防塵裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片輻射光路防塵裝置，包括調(diào)壓體、光學(xué)體，光學(xué)體右端與調(diào)壓體左端相連，調(diào)壓體右端與燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)匣相連，光學(xué)體、調(diào)壓體、燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)匣均設(shè)置通孔，且所有通孔在一條軸線上，調(diào)壓體的通孔里安裝圓錐閥門，圓錐閥門上安裝玻璃窗口，光學(xué)體的通孔里設(shè)置光纖、透鏡，調(diào)壓體里設(shè)置均衡室和進(jìn)氣孔，進(jìn)氣孔連通均衡室，均衡室與調(diào)壓體的通孔通過分氣孔相連通，圓錐閥門設(shè)置在分氣孔的左側(cè)，圓錐閥門連接驅(qū)動(dòng)軸并可在驅(qū)動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)下左右旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明玻璃窗口清潔周期較常規(guī)產(chǎn)品延長幾十倍以上。滿足商業(yè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)的長期監(jiān)測(cè)需要。
【專利說明】燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片輻射光路防塵裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種防塵裝置，具體地說是燃?xì)廨啓C(jī)葉片輻射光路防塵裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]大功率燃?xì)廨啓C(jī)在發(fā)電、船舶動(dòng)力、石油開采運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域具有非常重要意義，涉及材料、加工、燃?xì)廨啓C(jī)原理與設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。大功率燃?xì)廨啓C(jī)在過我國主要走引進(jìn)消化發(fā)展道路，上世紀(jì)90年代著手引進(jìn)。艦艇全燃化、海上石油、天然氣運(yùn)輸、替換燃煤發(fā)電等重大領(lǐng)域的迫切需求，燃?xì)廨啓C(jī)快速發(fā)展已經(jīng)成為國家優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域。
[0003]燃?xì)廨啓C(jī)熱端部件工作在高溫環(huán)境，因?yàn)樾?、冷卻等原因，渦輪等熱端部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較弱，一旦出現(xiàn)個(gè)別部件損壞，將出現(xiàn)嚴(yán)重事故。為此，燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)了很多探孔，有些可以在工作狀態(tài)檢查熱端部件的狀態(tài)。其中在高、低壓渦輪位置至少設(shè)計(jì)兩個(gè)以上的探孔，以便在工作狀態(tài)測(cè)量渦輪葉片溫度、涂層脫落程度等。在停機(jī)時(shí)，也可以通過孔探儀人工檢查葉片等部件。
[0004]然而，工作狀態(tài)的燃?xì)廨啓C(jī)葉片溫度測(cè)量一般采用輻射溫度測(cè)量方法，用高速高靈敏輻射傳感器接收葉片等高溫部件輻射的紅外線，根據(jù)普朗克輻射定理計(jì)算葉片的溫度。當(dāng)在機(jī)匣外部直接觀測(cè)葉片等部件的溫度時(shí)，必須有光學(xué)聚焦組件將葉片等熱端部件的輻射能聚焦。在光學(xué)聚焦組件前還必須有耐壓、耐熱的石英玻璃窗口。由于探孔位置靠近流道，必然會(huì)有燃?xì)獯迪蚴⒉ＡТ翱凇Ｓ绕涫情L期監(jiān)控用的傳感器，光學(xué)窗口被污染的概率明顯增加。窗口的污染程度必須停機(jī)冷卻以后檢查，運(yùn)行過程無法檢測(cè)。如果葉片等熱端部件的溫度作為燃?xì)廨啓C(jī)控制的參數(shù)，如果測(cè)量值低于實(shí)際值，意味還可以再增加輸出功率，導(dǎo)致燃機(jī)運(yùn)行在過高的工作溫度下，將是十分危險(xiǎn)的。
[0005]典型的結(jié)構(gòu)見附圖1，盡管吹掃氣吹向觀測(cè)窗口，遇到觀測(cè)窗后反向進(jìn)入流道。長時(shí)間運(yùn)行時(shí)，會(huì)因?yàn)闇u流、吹掃氣不穩(wěn)定、停機(jī)時(shí)殘余煙塵等原因，會(huì)污染觀測(cè)窗。經(jīng)常啟停的航空發(fā)動(dòng)機(jī)更容易在啟停期間污染觀測(cè)窗口。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供可有效避免積碳，顯著延長清潔間隔的燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片輻射光路防塵裝置。
[0007]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0008]本發(fā)明燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片輻射光路防塵裝置，其特征是:包括調(diào)壓體2、光學(xué)體3，光學(xué)體3右端與調(diào)壓體2左端相連，調(diào)壓體2右端與燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)匣I相連，光學(xué)體3、調(diào)壓體
2、燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)匣I均設(shè)置通孔，且所有通孔在一條軸線上，調(diào)壓體2的通孔里安裝圓錐閥門40，圓錐閥門40上安裝玻璃窗口 32，光學(xué)體3的通孔里設(shè)置光纖30、透鏡31，調(diào)壓體2里設(shè)置均衡室34和進(jìn)氣孔35，進(jìn)氣孔35連通均衡室34，均衡室34與調(diào)壓體2的通孔通過分氣孔33相連通，圓錐閥門40設(shè)置在分氣孔33的左側(cè)，圓錐閥門40連接驅(qū)動(dòng)軸并可在驅(qū)動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)下左右旋轉(zhuǎn)。[0009]本發(fā)明還可以包括:
[0010]1、所述的圓錐閥門40 —端設(shè)置有凹槽41，當(dāng)圓錐閥門40位于初始位置時(shí)，圓錐閥門40的凹槽41位于下方位置，葉片37的輻射光通過燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)匣1、調(diào)壓體2、光學(xué)體3的通孔并透過玻璃窗口 32、透鏡31，經(jīng)透鏡31聚焦后耦合進(jìn)光纖30，吹掃氣通過進(jìn)氣孔35進(jìn)入均衡室34，通過分氣孔33吹掃玻璃窗口 32 ;當(dāng)圓錐閥門40在初始位置旋轉(zhuǎn)α角后，圓錐閥門40的凹槽41位于右側(cè)位置,玻璃窗口 32位于上方，葉片37的福射光被凹槽41阻擋，吹掃氣通過進(jìn)氣孔35進(jìn)入均衡室34，通過分氣孔33后經(jīng)凹槽41進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)流道；當(dāng)圓錐閥門40在初始位置旋轉(zhuǎn)-α角后，葉片37的輻射光被圓錐閥門40的右端阻擋，圓錐閥門40的右端同時(shí)將分氣孔33堵住。
[0011]2、圓錐閥門40的右端安裝有彈簧。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于:本發(fā)明在光學(xué)窗口前設(shè)計(jì)一個(gè)旋轉(zhuǎn)光路閥門，測(cè)量時(shí)打開，葉片等熱端部件的輻射光穿過石英窗口 ；不測(cè)量時(shí)關(guān)閉，石英窗口不接觸燃?xì)?，處于完全封閉狀態(tài)，燃?xì)馔耆蛔韪?，使得石英窗口清潔周期延長幾十倍以上。滿足商業(yè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)的長期監(jiān)測(cè)需要。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為常規(guī)的燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片輻射光路防塵裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明錐形閥門處于初始位置時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明錐形閥門旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)α角時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為本發(fā)明錐形閥門旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)-α角時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5為圓錐閥門的視圖a;
[0018]圖6為圓錐閥門的視圖b。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述:
[0020]結(jié)合圖1?6，本裝置安裝在燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片輻射溫度測(cè)量傳感器與燃?xì)廨啓C(jī)之間。由吹掃氣嘴、連接法蘭、可旋轉(zhuǎn)椎體閥門40等構(gòu)成。測(cè)量時(shí)閥門40打開，輻射光通過閥門40進(jìn)入溫度測(cè)量系統(tǒng)的輻射光聚焦系統(tǒng)。測(cè)量結(jié)束后，關(guān)閉閥門，光學(xué)鏡片處于密封狀態(tài)，光學(xué)鏡片暴露在燃?xì)庀碌臅r(shí)間縮短，可有效避免積碳，顯著延長清潔間隔。
[0021]本發(fā)明提出，將固定的玻璃窗32安裝在可旋轉(zhuǎn)的圓錐體40上，圓錐柱體40的軸向與光路方向垂直，在圓柱體40側(cè)面開孔。當(dāng)圓錐體40的光孔對(duì)準(zhǔn)探孔時(shí)，葉片37的輻射光穿過玻璃窗32進(jìn)入聚焦透鏡31。高壓氣從玻璃窗32周圍的氣孔通過，清潔玻璃，氣流遇到玻璃32后反向進(jìn)入探孔，從燃機(jī)流道排出。
[0022]測(cè)量結(jié)束時(shí)，光路閥門40旋轉(zhuǎn)α角，探孔被閥門40封閉，不在接觸可能從流道過來的燃?xì)饣蛘叻e碳。吹掃氣被閥體40側(cè)面的通道旁路，進(jìn)入流道，繼續(xù)冷卻閥體。
[0023]準(zhǔn)備停機(jī)，或者不需要吹掃氣冷卻時(shí)，閥門轉(zhuǎn)動(dòng)-α角，光路、氣路同時(shí)關(guān)閉，燃?xì)夂痛祾邭饩慌c玻璃窗32接觸。
[0024]閥體的工作溫度可能高達(dá)400°C，圓柱形閥門40熱變形會(huì)導(dǎo)致密封性改變，或者旋轉(zhuǎn)阻力增加導(dǎo)致無法轉(zhuǎn)動(dòng)，錐形閥門40能自適應(yīng)熱膨脹，保證閥門的氣密性。在圓錐體40 一側(cè)安裝壓簧，保證一定壓力。圓錐體40的另一側(cè)為驅(qū)動(dòng)軸，連接電動(dòng)或者氣動(dòng)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力。
[0025]面對(duì)探孔一側(cè)的光路孔徑小于玻璃直徑，玻璃窗32不會(huì)落入燃機(jī)內(nèi)部。玻璃片采用帶孔螺帽壓緊，保證氣密性。
[0026]本發(fā)明由閥體、吹掃氣嘴、旋轉(zhuǎn)閥構(gòu)成，安裝在燃?xì)廨啓C(jī)探孔與輻射溫度測(cè)量系統(tǒng)輻射光之間。透光孔在閥門的徑向，并在孔上安裝耐熱、耐壓玻璃窗，將燃?xì)馀c光學(xué)透鏡隔開，輻射光通過。玻璃片的直徑大于進(jìn)入燃機(jī)探孔直徑，保證鏡片脫落時(shí)不會(huì)落入燃機(jī)。
[0027]吹掃氣從閥體進(jìn)入，吹向旋轉(zhuǎn)閥體上的玻璃窗，冷卻和清潔玻璃窗，然后反向進(jìn)入燃機(jī)探孔流道。當(dāng)閥門旋轉(zhuǎn)α角時(shí)，光路關(guān)閉、吹掃氣路同時(shí)關(guān)閉；當(dāng)旋轉(zhuǎn)-α?xí)r，只關(guān)閉光路，吹掃氣吹向旋轉(zhuǎn)閥圓柱面，冷卻閥體，然后反向進(jìn)入燃機(jī)探孔流道。
[0028]在光路的垂直方向上驅(qū)動(dòng)光路閥門，電機(jī)或者旋轉(zhuǎn)氣缸通過連接軸與光路閥門連接，驅(qū)動(dòng)光路閥門的旋轉(zhuǎn)。
[0029]圖1中，葉片37輻射光從探孔36、玻璃窗口 32到達(dá)透鏡31，經(jīng)過聚焦后耦合進(jìn)光纖30。吹掃氣從進(jìn)氣孔35處進(jìn)來，經(jīng)過均衡室34后從周圍均勻分布的分氣孔33噴出，直接吹掃玻璃窗口 32，然后進(jìn)入燃機(jī)流道。
[0030]圖2中，當(dāng)錐形閥門40打開時(shí)，吹掃氣從進(jìn)氣孔35經(jīng)過均衡室34、分氣孔33，以一定角度吹掃玻璃窗口 32，然后從旋轉(zhuǎn)閥光孔43進(jìn)入流道。
[0031]圖3中，閥體40旋轉(zhuǎn)α后，玻璃窗口 32在密閉空間，不再接觸燃?xì)狻４祾邭鈴倪M(jìn)氣孔35進(jìn)來，經(jīng)過均衡室34、分氣孔33，從閥體的凹槽41處進(jìn)入流道。
[0032]圖4中，當(dāng)圓錐形閥門40旋轉(zhuǎn)_α?xí)r，同時(shí)關(guān)閉燃?xì)馔ǖ?、吹掃氣通道和光路?br> [0033]圖5中圓錐形光路閥門40側(cè)面有一個(gè)壓力彈簧，維持一定壓力，蓋板可以拆卸便于安裝調(diào)整。圖6中另一側(cè)是驅(qū)動(dòng)軸，在外部裝置驅(qū)動(dòng)下左右旋轉(zhuǎn)。
【權(quán)利要求】
1.燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片輻射光路防塵裝置，其特征是:包括調(diào)壓體(2)、光學(xué)體(3)，光學(xué)體(3)右端與調(diào)壓體(2)左端相連，調(diào)壓體(2)右端與燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)匣(I)相連，光學(xué)體(3)、調(diào)壓體(2)、燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)匣(I)均設(shè)置通孔，且所有通孔在一條軸線上，調(diào)壓體(2)的通孔里安裝圓錐閥門(40)，圓錐閥門(40)上安裝玻璃窗口(32)，光學(xué)體(3)的通孔里設(shè)置光纖(30)、透鏡(31)，調(diào)壓體(2)里設(shè)置均衡室(34)和進(jìn)氣孔(35)，進(jìn)氣孔(35)連通均衡室(34)，均衡室(34)與調(diào)壓體(2)的通孔通過分氣孔(33)相連通，圓錐閥門(40)設(shè)置在分氣孔(33)的左側(cè)，圓錐閥門(40)連接驅(qū)動(dòng)軸并可在驅(qū)動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)下左右旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片輻射光路防塵裝置，其特征是:所述的圓錐閥門(40) —端設(shè)置有凹槽(41)，當(dāng)圓錐閥門(40)位于初始位置時(shí)，圓錐閥門(40)的凹槽(41)位于下方位置，葉片(37)的輻射光通過燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)匣(I)、調(diào)壓體(2)、光學(xué)體(3)的通孔并透過玻璃窗口(32)、透鏡(31)，經(jīng)透鏡(31)聚焦后耦合進(jìn)光纖(30)，吹掃氣通過進(jìn)氣孔(35)進(jìn)入均衡室(34)，通過分氣孔(33)吹掃玻璃窗口(32);當(dāng)圓錐閥門(40)在初始位置旋轉(zhuǎn)α角后，圓錐閥門(40)的凹槽(41)位于右側(cè)位置，玻璃窗口(32)位于上方，葉片(37)的輻射光被凹槽(41)阻擋，吹掃氣通過進(jìn)氣孔(35)進(jìn)入均衡室(34)，通過分氣孔(33)后經(jīng)凹槽(41)進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)流道；當(dāng)圓錐閥門(40)在初始位置旋轉(zhuǎn)-α角后，葉片(37)的輻射光被圓錐閥門(40)的右端阻擋，圓錐閥門(40)的右端同時(shí)將分氣孔(33)堵住。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片輻射光路防塵裝置，其特征是:圓錐閥門(40)的右端安裝有彈簧。
【文檔編號(hào)】F02C7/00GK103628983SQ201310689800
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】馮馳, 高山, 朱海峰, 陳立偉, 李康, 肖易寒 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)