[发明专利]一种航空发动机进口砂尘浓度控制装置及其设计方法

权利要求书

1.一种航空发动机进口砂尘浓度控制装置，其特征在于，包括：

砂筒，储存有砂尘；

砂尘汇流组件，顶端连接所述砂筒的底部，底部设有出砂口；

砂尘流量计量组件，包括转轴、拨片和排砂管，所述转轴穿过所述砂筒顶壁，所述转轴的底端在砂筒内连接拨片，所述排砂管的顶端连接拨片，所述排砂管中空设置，所述排砂管顶端的侧壁上设有排砂口，所述拨片和排砂管位于砂筒内部，所述排砂管从所述砂筒的底部伸出进入砂尘汇流组件的顶端；

砂尘流量控制组件，输出端在砂筒外连接转轴的顶端，驱动所述转轴相对砂筒升降，且驱动转轴绕轴心转动。

2.根据权利要求1所述的航空发动机进口砂尘浓度控制装置，其特征在于，所述砂筒的顶壁设有供转轴穿过的第一安装孔，所述转轴外壁和第一安装孔的内壁密封连接，所述砂筒的底壁上设有供排砂管伸出的第二安装孔，所述排砂管外壁和第二安装孔的内壁密封连接，所述砂筒的顶壁上设有与砂筒内部连通的供气接头，所述砂筒底壁设有与砂筒内部连通的漏砂接头，所述砂筒的侧壁上设有观察窗，所述砂筒的顶壁上设有次流引射空气压力测点。

3.根据权利要求2所述的航空发动机进口砂尘浓度控制装置，其特征在于，所述砂筒内的顶壁设有与供气接头连通的分流器，所述分流器的进气端连通供气接头，所述分流器的排气端的侧壁上设有沿周向均匀分布的若干圆孔。

4.根据权利要求2所述的航空发动机进口砂尘浓度控制装置，其特征在于，所述砂筒的顶壁上设有封闭转轴和第一安装孔之间间隙的轴封，所述砂筒的底壁上设有封闭排砂管和第二安装孔之间间隙的轴封。

5.根据权利要求1所述的航空发动机进口砂尘浓度控制装置，其特征在于，所述拨片的肋线为渐开线，所述拨片的直径范围为(130-170)mm，所述拨片的高度范围为(23-27)mm，所述拨片、转轴和排砂管同轴设置。

6.根据权利要求1所述的航空发动机进口砂尘浓度控制装置，其特征在于，所述砂尘汇流组件包括水平管、竖直管和主流引射空气压力测点，所述竖直管顶端连接砂筒底部，所述竖直管底端连接水平管的中部，所述水平管用于与试车台辅助空气管路、发动机进口砂尘均匀度控制装置的连接，同时还用于砂尘与主流引射空气的充分跟随，所述主流引射空气压力测点安装在水平管上，用于主流引射空气压力的监测。

7.根据权利要求1所述的航空发动机进口砂尘浓度控制装置，其特征在于，所述砂尘流量控制组件包括安装座、升降机构和旋转机构，所述升降机构安装在安装座上，所述升降机构的输出端连接所述旋转机构，驱动所述旋转机构升降，所述旋转机构的输出轴连接所述转轴，驱动所述转轴绕轴线转动。

8.一种航空发动机进口砂尘浓度控制装置的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据试验发动机最大连续推力状态下的设计空气质量流量，完成上述权利要求1-7中任一项中发动机进口砂尘浓度控制装置的总体布局设计，若空气质量流量大于100kg/s，则将多个发动机进口砂尘浓度控制装置并联，所述，多个所述砂尘汇流组件与同一个试车台辅助空气管路和发动机进口砂尘均匀度控制装置连通，反之则将单个所述发动机进口砂尘浓度控制装置的述砂尘汇流组件与试车台辅助空气管路和发动机进口砂尘均匀度控制装置连通；

确定砂筒高度及内径、观察窗高度、转轴长度、排砂管长度、升降机构行程、拨片直径和砂尘汇流组件竖直管长度；

确定排砂管排砂口最小截面积、排砂管内外径、拨片高度、转轴直径和砂尘汇流组件竖直管内径；

确定升降机构的导程、控制精度和旋转机构的扭矩、转速和控制精度；

确定砂尘汇流组件水平管内径；

进行联合调试。