【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空器件精密与超精密加工抛光，具体为一种气膜孔三相混合射流的多形态抛光方法及装置。
技术介绍
1、在航空飞行过程中，燃油杂质、未充分燃烧的油烟微粒易在涡轮叶片的气膜孔内形成积碳；飞行粉尘也会长期沉积，大量积碳、沙粒、火山灰、黏土及各种金属氧化物形成的沉积物粘附于气膜孔内壁。其成分主要是氧化硅、硅酸盐、氧化钙、氧化镁和氧化铝等。这些堆积的环境沉积物会导致气膜孔冷却气体输送效率下降，严重降低发动机的服役性能和服役寿命。去除气膜孔沉积物、保持气膜孔表面完整性和冷却流畅性，是保证航空发动机叶片正常服役的关键，也是保障我国航空力量的迫切需求，具有重要的国防战略意义和工程应用价值。
2、目前传统的抛光方法无法有效的进行气膜孔沉积物的处理，其原因在于：气膜孔孔径小，深径比大，固定抛光头无法进入气膜孔内抛光沉积物；不可压缩的磨料射流容易产生堵塞现象；气膜孔沉积物与基体结合力强，沉积物外部覆盖固态油污，内部与基体结合为化合物，需要较大外力去除，而气体磨粒流切削力有限，难以去除沉积物；气膜孔数量多，传统抛光方式效率低，不适合于服役后的涡轮叶片气膜孔沉积物的批量抛光。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种气膜孔三相混合射流的多形态抛光方法及装置，旨在解决现有抛光方法不适用服役后的涡轮叶片气膜孔沉积物批量抛光的问题。
2、本专利技术是这样实现的：
3、为了实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种气膜孔三相混合射流的多形态抛光方法
4、s100、将碳氢载液、磨粒、分散剂按一定比例进行预热混合，形成碳氢-磨粒混合抛光液；
5、s200、过滤碳氢-磨粒混合抛光液，将过滤后的碳氢-磨粒混合抛光液输送至加热加压器；
6、s300、装夹固定住涡轮叶片；
7、s400、将喷嘴插入涡轮叶片的叶片内腔中，并在喷嘴和叶片内腔的内壁面之间形成密封结构；
8、s500、启动加热加压器对碳氢-磨粒混合抛光液加热加压，并搅拌均匀；
9、s600、将压力和温度均达到设定值且搅拌混合均匀的碳氢-磨粒混合抛光液输送至泡沫发生装置，同时加入高温发泡剂、稳定剂和空气，形成碳氢液-泡沫-磨粒三相混合射流；
10、s700、将碳氢液-泡沫-磨粒三相混合射流通过喷嘴喷入涡轮叶片的叶片内腔中，对涡轮叶片的叶片内腔和气膜孔进行抛光加工。
11、优选的，所述碳氢-磨粒混合抛光液的预热温度为80～120℃，预热后的碳氢-磨粒混合抛光液经网孔大小为3～5μm过滤处理后输送至加热加压器，所述加热加压器将碳氢-磨粒混合抛光液加热至120～180℃。
12、优选的，所述碳氢载液选用馏程在140～190℃范围内的正构烃、异构烃、环烷烃中的任意一种；所述磨粒选用金刚石颗粒、三氧化二铝颗粒中的任意一种，所述磨粒的粒径小于3μm。
13、优选的，还包括如下步骤：s800、抛光后的碳氢液、磨粒通过去杂、去油污后进行回收再利用。
14、按照本专利技术的第二方面，本专利技术提供一种气膜孔三相混合射流抛光装置，包括：
15、预热过滤器，用于预热碳氢-磨粒混合液，并对碳氢-磨粒混合液进行过滤；
16、加热加压器，与预热过滤器相连，所述预热过滤器排出的碳氢-磨粒混合液进入加热加压器中，所述加热加压器对碳氢-磨粒混合液进行加压和加热；
17、搅拌器，安装在加热加压器上，用于对加热加压器中的碳氢-磨粒混合液进行搅拌；
18、泡沫发生装置，与加热加压器相连，所述加热加压器排出的碳氢-磨粒混合液进入泡沫发生装置中，所述泡沫发生装置具有第一辅料添加口和第二辅料添加口；
19、射流单元，所述射流单元的进液端与泡沫发生装置相连，所述射流单元的排液端插入涡轮叶片的叶片内腔中，所述射流单元的排液端与叶片内腔的内壁面之间设置有密封结构。
20、优选的，所述预热过滤器包括预热混合室，所述预热混合室的上端口设置有预热盖板，所述预热盖板上设置有加液口和预热温度计，所述预热混合室的下端设置有环形加热装置，所述环形加热装置外设置有加热器外壳；所述预热混合室的底壁上设置有放液管，所述放液管的上端口位于预热混合室的底壁上，所述放液管的上端口中设置有塞子；所述放液管由环形加热装置中穿过，所述放液管的下端螺纹连接有滤嘴，所述滤嘴包括锥形部和管状部，所述放液管和滤嘴的锥形部围成的空腔中设置有滤芯。
21、优选的，所述加热加压器包括加热搅拌室，所述加热搅拌室中设置有水平隔板，所述水平隔板将加热搅拌室的内腔分隔为上内腔和下内腔，所述上内腔的上端设置有密封盖板，所述密封盖板上设置有密封接口，所述密封接口中设置有密封螺母，所述出液滤嘴的管状部插入密封接口中，并与密封螺母配合形成密封结构；所述搅拌器包括旋转电机、联轴器和搅拌轴，所述旋转电机和搅拌轴通过联轴器相连；所述密封盖板上设置有供搅拌轴穿过的安装通孔，该安装通孔与搅拌轴之间设置有密封结构，所述水平隔板上设置有供搅拌轴穿过的开口，该开口位于密封盖板上设置的安装通孔的正下方；所述下内腔中竖直设置有压力板，所述压力板将下内腔分隔成第一内腔和第二内腔，所述第一内腔远离第二内腔的腔体侧壁上安装有推杆，所述推杆的里端与压力板相连，所述推杆连接有动力装置，所述动力装置用于驱动推杆带动压力板移动；所述上内腔的腔壁上设置有压力表，所述加热搅拌室的底部设置有加热器，所述第二内腔的腔壁上设置有温度表，所述第二内腔远离第一内腔的腔体侧壁上设置有排液口。
22、优选的，所述泡沫发生装置包括涡轮式泡沫发生器和射流开关，所述涡轮式泡沫发生器具有进液口、出液口、第一辅料添加口和第二辅料添加口，所述涡轮式泡沫发生器的进液口连接有进液管，所述进液管上设置有混合液开关，所述进液管与加热加压器相连；所述涡轮式泡沫发生器的出液口连接有出液管，所述射流开关安装在出液管上。
23、优选的，所述射流单元包括喷嘴和喷嘴连接头，所述喷嘴通过喷嘴连接头与泡沫发生装置相连；所述喷嘴的外轮廓形状和尺寸与涡轮叶片的叶片内腔的形状和尺寸相适配，所述喷嘴的外壁上设置有第一密封圈，所述喷嘴插入叶片内腔中，且所述第一密封圈密封住喷嘴和叶片内腔腔壁之间的间隙；所述喷嘴中设置有一个横向贯穿喷嘴的主通孔，所述主通孔的两端各螺纹连接有一个堵头，所述堵头与主通孔的孔壁之间设置有第二密封圈；所述喷嘴中设置有多个分支喷孔，各分支喷孔沿着主通孔的长度方向依次设置，所述分支喷孔的一端贯穿喷嘴，另一端与主通孔相连通。
24、优选的，还包括框架单元和叶片夹具单元，所述框架单元包括装夹平台，所述装夹平台上设置有装夹口，所述装夹口中设置有集液箱，所述集液箱的下端设置有回收管；所述叶片夹具单元包括夹具框架，所述夹具框架呈矩形框架结构，所述夹具框架上设置有夹具连接件，所述夹具连接件通过螺栓与装夹平台相连；所述夹具框架包括两个相互平行的第一侧板、一个第二侧板和一个固定板，所述第二侧板和固定板本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种气膜孔三相混合射流的多形态抛光方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种气膜孔三相混合射流的多形态抛光方法，其特征在于，所述碳氢-磨粒混合抛光液的预热温度为80～120℃，预热后的碳氢-磨粒混合抛光液经网孔大小为3～5μm过滤处理后输送至加热加压器，所述加热加压器将碳氢-磨粒混合抛光液加热至120～180℃。
3.根据权利要求1所述的一种气膜孔三相混合射流的多形态抛光方法，其特征在于，所述碳氢载液选用馏程在140～190℃范围内的正构烃、异构烃、环烷烃中的任意一种；所述磨粒选用金刚石颗粒、三氧化二铝颗粒中的任意一种，所述磨粒的粒径小于3μm。
4.根据权利要求1所述的一种气膜孔三相混合射流的多形态抛光方法，其特征在于，还包括如下步骤：S800、抛光后的碳氢液、磨粒通过去杂、去油污后进行回收再利用。
5.一种气膜孔三相混合射流抛光装置，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的一种气膜孔三相混合射流抛光装置，其特征在于，所述预热过滤器(1)包括预热混合室(104)，所述预热混合室(104)的上
7.根据权利要求6所述的一种气膜孔三相混合射流抛光装置，其特征在于，所述加热加压器(3)包括加热搅拌室(304)，所述加热搅拌室(304)中设置有水平隔板，所述水平隔板将加热搅拌室(304)的内腔分隔为上内腔和下内腔，所述上内腔的上端设置有密封盖板(301)，所述密封盖板(301)上设置有密封接口(302)，所述密封接口(302)中设置有密封螺母(303)，所述出液滤嘴(108)的管状部插入密封接口(302)中，并与密封螺母(303)配合形成密封结构；所述搅拌器(2)包括旋转电机(201)、联轴器(202)和搅拌轴(203)，所述旋转电机(201)和搅拌轴(203)通过联轴器(202)相连；所述密封盖板(301)上设置有供搅拌轴(203)穿过的安装通孔，该安装通孔与搅拌轴(203)之间设置有密封结构，所述水平隔板上设置有供搅拌轴(203)穿过的开口，该开口位于密封盖板(301)上设置的安装通孔的正下方；所述下内腔中竖直设置有压力板(305)，所述压力板(305)将下内腔分隔成第一内腔和第二内腔，所述第一内腔远离第二内腔的腔体侧壁上安装有推杆(306)，所述推杆(306)的里端与压力板(305)相连，所述推杆(306)连接有动力装置，所述动力装置用于驱动推杆(306)带动压力板(305)移动；所述上内腔的腔壁上设置有压力表(309)，所述加热搅拌室(304)的底部设置有加热器(307)，所述第二内腔的腔壁上设置有温度表(310)，所述第二内腔远离第一内腔的腔体侧壁上设置有排液口。
8.根据权利要求5所述的一种气膜孔三相混合射流抛光装置，其特征在于，所述泡沫发生装置(4)包括涡轮式泡沫发生器(403)和射流开关(404)，所述涡轮式泡沫发生器(403)具有进液口、出液口、第一辅料添加口和第二辅料添加口，所述涡轮式泡沫发生器(403)的进液口连接有进液管(402)，所述进液管(402)上设置有混合液开关(401)，所述进液管(402)与加热加压器(3)相连；所述涡轮式泡沫发生器(403)的出液口连接有出液管(405)，所述射流开关(404)安装在出液管(405)上。
9.根据权利要求5所述的一种气膜孔三相混合射流抛光装置，其特征在于，所述射流单元(7)包括喷嘴(701)和喷嘴连接头(705)，所述喷嘴(701)通过喷嘴连接头(705)与泡沫发生装置(4)相连；所述喷嘴(701)的外轮廓形状和尺寸与涡轮叶片(8)的叶片内腔(803)的形状和尺寸相适配，所述喷嘴(701)的外壁上设置有第一密封圈(702)，所述喷嘴(701)插入叶片内腔(803)中，且所述第一密封圈(702)密封住喷嘴(701)和叶片内腔(803)腔壁之间的间隙；所述喷嘴(701)中设置有一个横向贯穿喷嘴(701)的主通孔，所述主通孔的两端各螺纹连接有一个堵头(704)，所述堵头(704)与主通孔的孔壁之间设置有第二密封圈(7...
【技术特征摘要】
1.一种气膜孔三相混合射流的多形态抛光方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种气膜孔三相混合射流的多形态抛光方法，其特征在于，所述碳氢-磨粒混合抛光液的预热温度为80～120℃，预热后的碳氢-磨粒混合抛光液经网孔大小为3～5μm过滤处理后输送至加热加压器，所述加热加压器将碳氢-磨粒混合抛光液加热至120～180℃。
3.根据权利要求1所述的一种气膜孔三相混合射流的多形态抛光方法，其特征在于，所述碳氢载液选用馏程在140～190℃范围内的正构烃、异构烃、环烷烃中的任意一种；所述磨粒选用金刚石颗粒、三氧化二铝颗粒中的任意一种，所述磨粒的粒径小于3μm。
4.根据权利要求1所述的一种气膜孔三相混合射流的多形态抛光方法，其特征在于，还包括如下步骤：s800、抛光后的碳氢液、磨粒通过去杂、去油污后进行回收再利用。
5.一种气膜孔三相混合射流抛光装置，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的一种气膜孔三相混合射流抛光装置，其特征在于，所述预热过滤器(1)包括预热混合室(104)，所述预热混合室(104)的上端口设置有预热盖板(101)，所述预热盖板(101)上设置有加液口和预热温度计(102)，所述预热混合室(104)的下端设置有环形加热装置(105)，所述环形加热装置(105)外设置有加热器外壳(106)；所述预热混合室(104)的底壁上设置有放液管，所述放液管的上端口位于预热混合室(104)的底壁上，所述放液管的上端口中设置有塞子(103)；所述放液管由环形加热装置(105)中穿过，所述放液管的下端螺纹连接有滤嘴(108)，所述滤嘴(108)包括锥形部和管状部，所述放液管和滤嘴(108)的锥形部围成的空腔中设置有滤芯(107)。
7.根据权利要求6所述的一种气膜孔三相混合射流抛光装置，其特征在于，所述加热加压器(3)包括加热搅拌室(304)，所述加热搅拌室(304)中设置有水平隔板，所述水平隔板将加热搅拌室(304)的内腔分隔为上内腔和下内腔，所述上内腔的上端设置有密封盖板(301)，所述密封盖板(301)上设置有密封接口(302)，所述密封接口(302)中设置有密封螺母(303)，所述出液滤嘴(108)的管状部插入密封接口(302)中，并与密封螺母(303)配合形成密封结构；所述搅拌器(2)包括旋转电机(201)、联轴器(202)和搅拌轴(203)，所述旋转电机(201)和搅拌轴(203)通过联轴器(202)相连；所述密封盖板(301)上设置有供搅拌轴(203)穿过的安装通孔，该安装通孔与搅拌轴(203)之间设置有密封结构，所述水平隔板上设置有供搅拌轴(203)穿过的开口，该开口位于密封盖板(301)上设置的安装通孔的正下方；所述下内腔中竖直设置有压力板(305)，所述压力板(305)将下内腔分隔成第一内腔和第二内腔，所述第一内腔远离第二内腔的腔体侧壁上安装有推杆(306)，所述推杆(306)的里端与压力板(305)相连，所述推杆(306)连接有动力装置，所述动力装置用于驱动推杆(306)带动压力板(305)移动；所述上内腔的腔壁上设置有压力表(309)，所述加热搅拌室(304)的底部设置有加热器(307)，所述第二内腔的腔壁上设置有温度表(310)，所述第二内腔远离第一内腔的腔体侧壁上设置有排液口。
8.根据权利要求5所述的一种气膜孔三相混合射流抛光装置，其特征在于，所述泡沫发生装置(4)包括涡轮式泡沫发生器(403)和射流开关(404)，所述涡轮式泡沫发生器(4...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈逢军，苏泽敏，肖林伟，李伟，
申请(专利权)人：温州理工学院，
类型：发明
国别省市：
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