一种涡轮冷却器试验台的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及涡轮测试设备技术领域，尤其是涉及一种涡轮冷却器试验台。
【背景技术】
[0002] 目前，国内的飞机零部件维修厂商所使用的ACM(涡轮冷却器）试验台技术水平 落后，功能单一，只能测试几种较为简单的两轮式ACM(涡轮冷却器），不能覆盖所有民航机 型，且试验台操作繁琐，自动化程度较低。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于设计一种新型的涡轮冷却器试验台，解决上述问题。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0005] -种涡轮冷却器试验台，包括截止阀、气动切断阀、调压阀、流量计、温度变送器、 露点仪、加热器、流量开关、消声器、粉尘分离器、过滤器、安全阀、调节阀、压力变送器、差 压变送器、加速度传感器、转速传感器、位移传感器、大气压力传感器、湿度传感器、动态信 号处理器、风机、三通阀、调节蝶阀、调功器、中冷器、做功气体循环管路和耗功气体循环管 路；
[0006] 所述做功气体循环管路从入口端开始依次经过所述截止阀、一个所述气动切断 阀、所述调压阀之后，分为并联设置的至少两道流量计量支路，每道所述流量计量支路中按 照流向均依次设置一个所述流量计和一个所述气动切断阀；
[0007] 所述做功气体循环管路从各道所述流量计量支路出来后重新汇集为一路，并按照 流量方向依次设置一个所述温度变送器和所述露点仪；然后分为并联设置的两道以上的加 热支路，每道所述加热支路中按照流向均依次设置一个所述气动切断阀、所述加热器和所 述流量开关；
[0008] 所述做功气体循环管路从各道所述加热支路出来后重新汇集为一路，并按照流量 方向依次设置一个所述气动切断阀、所述粉尘分离器、所述过滤器、一个所述调节阀、一个 所述三通阀、一个所述温度变送器和一个所述压力变送器后，连接到被测试的涡轮冷却器 的压气机入口端；所述三通阀的一个出口连接一条排气支路，所述排气支路上设置一个所 述调节蝶阀；从所述压气出口端出来后按照流向依次设置一个所述压力变送器、一个所述 温度变送器和一个所述调节蝶阀后，进入所述中冷器的热边入口，在所述中冷器的热边进 口和出口之间设有所述调节蝶阀；在所述被测试的涡轮冷却器的压气机出口端和涡轮入口 端之间设有所述差压变送器；从所述中冷器的热边的出口接出的所述做功气体循环管路继 续接入所述涡轮冷却器的膨胀做功涡轮；从所述涡轮冷却器的膨胀做功涡轮接出后的所述 做功气体循环管路，再依次经过所述两个所述调节蝶阀，通过一个所述消声器连通到大气； 所述两个调节蝶阀之间设置一条支路，支路上设置一个所述调节蝶阀，所述调节蝶阀出口 连接到中冷器的冷边入口管路上；所述中冷器的冷边入口管路上依次设置一个所述过滤器 和一个所述风机；所述中冷器的冷边出口管路上设置一个所述消声器，所述消声器连通到 大气；
[0009] 所述耗功气体循环管路从设有一个所述过滤器的入口端开始，按照流向依次设置 一个所述调节蝶阀、一个所述温度变送器和一个所述压力变送器后，接入所述涡轮冷却器 的耗功风扇入口端；从所述涡轮冷却器的耗功风扇出来后，按照流向依次设置一个所述压 力变送器、一个所述温度变送器、一个所述流量计和两个所述调节蝶阀后，通过一个所述消 声器连通到大气；所述两个调节蝶阀之间设置一条支路，支路上设置一个所述调节蝶阀，所 述调节蝶阀出口连接到耗功气体循环入口管路上。
[0010] 还包括泄压管路，所述泄压管路从各道所述加热支路出来后重新汇集为一路的所 述做功气体循环管路上引出，经过一个所述气动切断阀后，再通过一个所述消声器连通到 大气。
[0011] 还包括安全阀管路，所述安全阀管路从所述过滤器之后的所述做功气体循环管路 上引出，经过一个安全阀后，接入所述气动切断阀和所述消声器之间的所述泄压管路上。
[0012] 所述过滤器为高温高效过滤器。
[0013] 所述加热器为电加热炉；全不锈钢结构，外观呈圆柱形；所述电加热炉包括壳体 和芯体，所述壳体与所述芯体之间有环形板分隔开，使气流先经过壳体与环形板形成的环 形空间，再进入芯体；芯体通电产生热能，对空气进行加热；由所述调功器对所述加热器进 行功率调节，用于加热温度控制。
[0014] 所述调压阀为自力式调压阀，在阀前压力波动的情况下，通过自身机构的调节保 证阀后压力稳定；并远程设定阀后压力。
[0015] 所述涡轮冷却器的相应位置上安装有转速传感器、加速度传感器和位移传感器， 通过动态信号处理器进行运算，得到转速值、加速度值和径向跳动值以及各阶振动频谱值。
[0016] 所述流量计量支路为并联的两路，所述加热支路为并联的三路。
[0017] 本发明涉及一种测试ACM(涡轮冷却器）性能的试验台，尤其是能够自动测试多种 机型ACM (涡轮冷却器）的综合型试验台。
[0018] 为了克服现有的ACM(涡轮冷却器）试验台在测试能力和自动化程度上的不足， 本发明提供一种ACM(涡轮冷却器）综合试验台，该试验台不仅能满足测试多种机型的 ACM(涡轮冷却器）的需求，而且能实现自动测试。
[0019] ACM(涡轮冷却器）综合试验台可以满足现有民航飞机空调系统中的两轮式、三轮 式ACM的测试要求，主要由系统减压部分、流量测量部分、空气加热部分、ACM试验部分、仪 器仪表部分、测控系统、操作台等组成。
[0020] 1系统减压
[0021] 一般工厂的气源压力为I. 6MPa或2. 5MPa，如直接供给ACM (涡轮冷却器）综合试 验台使用，压力过高，特别是在设备故障、或调节过程中压力超调等均有可能造成ACM(涡 轮冷却器）入口压力过高，给被测件带来风险。因此，在ACM试验台入口处安装一台切断阀 和一台自力式调压阀，可将气源的压力降低到1.0 MPa，为ACM试验提供稳定可靠的气源。
[0022] 2流量测量
[0023] ACM (涡轮冷却器）测试时需要测量压气机入口的流量，在系统减压部分的下游安 装涡街流量计，温度变送器、压力变送器。流量积算仪将涡街流量计测量的体积流量根据压 力变送器、温度变送器测量的温度、压力对流量进行温度、压力补偿，将其转换成相应单位 的质量流量。
[0024] 3空气加热
[0025] 空气加热部分在流量测量部分之后，由空气电加热炉、气动切断阀、流量开关、温 度变送器和调功器组成。根据加热功率的需要，采用多台空气电加热炉并联的方式，对压缩 空气加热。由可控调功器节电炉的加热功率。可在ACM(涡轮冷却器）测试时提供温度可 控的压缩空气。
[0026] 4ACM 试验
[0027] ACM(涡轮冷却器）试验部分由粉尘分离器、高温高效过滤器、安全阀、中间冷却器 (简称中冷器）、调节阀、温度变送器、压力变送器、振动传感器（加速度传感器）、电涡流位 移传感器、转速传感器、动态信号处理器、测控系统及相应的管路组成。
[0028] ACM(涡轮冷却器）试验部分的上游管路比较长，又设置有保护阀门、电炉等，尤其 是非正常工作状态下，可能会产生颗粒状物质。ACM(涡轮冷却器）是高速旋转的精密机 械，大颗粒的粉尘的进入会打坏压气机、涡轮的叶轮和涡轮前的喷嘴环，造成ACM(涡轮冷 却器）报废；如尘粒进入ACM的空气轴承，会造成空气轴承的报废。为确保安全，在ACM (涡 轮冷却器）的压气机入口安装机械式粉尘分离器和高温高效过滤器，去除压缩空气在管路 中的二次污染，保证进入ACM(涡轮冷却器）的压缩空气的品质符合CMM手册规定的要求。
[0029] 因系统气源压力较高，而ACM(涡轮冷却器）的压气机入口压力比较低（低于 0. 4MPa表压），为此在ACM (涡轮冷却器）的压气机入口前的管路安装一个安全阀，将安全 阀的工作点设定在〇. 4MPa(表压）左右。当ACM(涡轮冷却器）压气机入口压力高于该值 时，安全阀将自动开启放气，当入口压力低于设定值时，安全阀会自动关闭。
[0030] 调节阀和调节蝶阀用于调节ACM (涡轮冷却器）压气机入口压力、涡轮进出口压 力、风扇的进出口压力、涡轮的入口温度、风扇入口温度。
[0031] 涡街流量计、温度变送器、压力变送器组合测量ACM(涡轮冷却器）风扇端的工作 流量。ACM (涡轮冷却器）风扇的入口温度是通过调节风扇出口高温气流与室外大气的混合 比来控制的。
[0032] 中冷器是一铝制板翅式叉流空气一空气换热器。ACM(涡轮冷却器）压气机出口的 高温高压气体流经中冷器的热边，ACM (涡轮冷却器）涡轮出口的低温空气流过中冷器的冷 边。两股气流通过中冷器进行热交换，使ACM(涡轮冷却器）涡轮入口气流温度降低。在中 冷器热边的进出口有一旁通管路，其上安装有调节碟阀，用于调节通过中冷器的热空气流 量，来精确控制ACM (涡轮冷却器）涡轮入口的空气温度。
[0033] 在ACM(涡轮冷却器）的压气机进出口、涡轮进出口、风扇的进出口，均安装有温 度、压力变送器，用于测量各点的温度、压力。在ACM(涡轮冷却器）压气机出口和涡轮入口 间