CN117225797B - 一种航空发动机的清洗系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及清洁设备技术领域，具体涉及一种航空发动机的清洗系统，包括架体和清洗架，所述架体上设有用于固定并带动发动机叶片旋转的固定件；所述清洗架包括有可分别延伸至发动机叶片上方的清洗单元和下方的回流单元，所述清洗单元包括有可对发动机叶片正面清洗的第一冲洗头和对相邻发动机叶片背面清洗的第二冲洗头，所述第一冲洗头和第二冲洗头可向发动机叶片喷射清洁用水。本发明通过设置第一冲洗头和第二冲洗头能够分别对发动机叶片的正面和背面进行冲洗，并且能够在冲洗完对应叶片之后自动将发动机叶片进行旋转，自动化程度较高，清洁效果好，通过回流单元的设置能够将清洗后的清洁用水经过过滤之后进行二次使用，减少资源浪费。

Description

一种航空发动机的清洗系统

技术领域

本发明涉及清洁设备技术领域，具体涉及一种航空发动机的清洗系统。

背景技术

航空发动机由于直面于飞行方向，在长时间飞行过程中，叶片上会绞入灰尘、昆虫等易附着的污物，并且发动机的高速旋转也会导致发动机的叶片端面后侧附着大量的积碳，如果不进行清理会对叶片的旋转带来一定的阻力，增加旋转所需功耗。

现有技术中公开了一种公告号为CN115156153B，专利名称为一种用于航空发动机叶片的风-电场协同调控喷雾清洗装置及其工作方法的中国发明专利，具体公开了包括风-电场耦合的环形喷雾静电装置、环形电极、疏水流道以及清洗液回收循环系统；本装置通过风场把静电破碎的一部分清洗液液滴首先在叶片正面进行附着、清洗叶片；然后通过调整喷射角度再将另一部分带电清洗液液滴送入航空发动机内部，接着带电清洗液液滴随着电场定向运动并附着到发动机风扇叶片的背部，实现叶片背面清洗的效果。

上述方案占地空间更小，操作方便；其可有效的节省清洗剂的用量，具有低成本、高清洗效率等优势；并且利用清洗液回收循环系统将清洗废液进行回收处理，通过过滤，实现废液的二次利用。

但上述方案中通过电场运动将清洗液运动到叶片的背面，由于叶片整体具有一定的弧度，这种移动过程本身便具有一定的难度，并且叶片后侧较多为积碳层，单纯的通过液滴在污染层表面滑动所起到的清洗效果很有限，从而只能适应于一些轻度污浊的叶片，对于一些积碳层较厚、分布面较广的工况的清洁效果较差。

因此，提出一种航空发动机的清洗系统来解决上述提出的问题。

发明内容

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种航空发动机的清洗系统，能够有效地解决现有技术中的清洁效果不理想的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供一种航空发动机的清洗系统，包括架体和清洗架，所述架体上设有用于固定并带动发动机叶片旋转的固定件；所述清洗架包括有可分别延伸至发动机叶片上方的清洗单元和下方的回流单元，所述清洗单元包括有可对发动机叶片正面清洗的第一冲洗头和对相邻发动机叶片背面清洗的第二冲洗头，所述第一冲洗头和第二冲洗头可向发动机叶片喷射清洁用水，所述回流单元用于收集自发动机叶片滴落的清洁用水，且回流单元通过过滤单元和第二冲洗头相通；其中，所述第二冲洗头的冲洗面正对于发动机叶片的背面，且其弹性铰接在架体上并可朝远离发动机叶片轴心方向一侧摆动。

进一步地，所述架体还包括蓄水箱，所述第一冲洗头和蓄水箱通过供水管道连通。

进一步地，所述架体上设有一根可朝第二冲洗头摆动方向的一侧往复移动的推杆，所述推杆朝第二冲洗头的一端呈斜面且第二冲洗头的外端面位于推杆斜面的移动路径上，并可在推杆抵触在第二冲洗头外端面时驱使第二冲洗头摆动。

进一步地，所述架体上设有一可朝发动机叶片方向往复移动的驱动架，所述推杆的底部垂直设有一拨杆，所述拨杆位于驱动架的移动路径上。

进一步地，所述固定件远离发动机叶片的一侧设有一可单向旋转的滚轴，所述架体内设有一凹面朝向发动机叶片方向的C型转接架，所述滚轴的外侧套有第一锥形齿轮，所述C型转接架的底端转动安装有一个与第一锥形齿轮相啮合的第二锥形齿轮，所述驱动架可间歇性的和第二锥形齿轮配合并驱使其单向转动。

进一步地，所述C型转接架上并位于第二锥形齿轮的上方转动安装有一个驱动齿轮，所述驱动架上设有一块与驱动齿轮相啮合的齿板，并当齿板接触在驱动齿轮上带动第二锥形齿轮旋转。

进一步地，所述第二锥形齿轮的上端设置有一可上下弹性伸缩的配合块，所述配合块的上端呈斜面，所述驱动齿轮的底部垂直设有一销杆，所述配合块的上端斜面位于销杆的移动路径上。

进一步地，所述架体的底部还设有过滤仓，所述过滤仓和回流单元相通，且过滤仓和回流单元之间设置有过滤网；其中，所述驱动架上还设置有一与过滤仓内清洁用水相接触的海绵块，所述海绵块的上端部设置有汲水网，所述汲水网的上端靠近发动机叶片的一端设有集水区域，集水区域可与蓄水箱和/或第二冲洗头相通。

进一步地，所述海绵块呈矩形状，所述过滤仓朝向海绵块的一侧端面呈自上往下倾斜的斜面。

进一步地，所述汲水网的端面上间隔设置有若干条与集水区域相通的集水洼，其中至少有一条集水洼中排布有若干个与过滤仓内部相通的过水孔。

本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

本发明通过设置第一冲洗头和第二冲洗头能够分别对发动机叶片的正面和背面进行冲洗，并且能够在冲洗完对应叶片之后自动将发动机叶片进行旋转，自动化程度较高，清洁效果好；

通过回流单元的设置能够将清洗后的清洁用水经过过滤之后进行二次使用，减少资源浪费；

通过驱动架的设置不仅能够实现发动机叶片的单向间歇性旋转，同时能够改变第二冲洗头的冲洗角度，从而对叶片背面的边沿部分和根部均进行了冲洗，对于叶片背面的清洁效果较好；

通过海绵块对使用过的清洁用水进行了一次过滤过程之外，还能够通过挤压将渗出的水作为清洁用水作二次利用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中整体结构示意图；

图2为本发明实施例中整体结构侧视示意图；

图3为本发明实施例中整体结构仰视示意图；

图4为本发明实施例中清洗单元结构示意图；

图5为本发明实施例中图4中A处结构示意图；

图6为本发明实施例中滚轴驱动结构示意图；

图7为本发明实施例中驱动齿轮和第二锥形齿轮配合结构分解示意图；

图8为本发明实施例中连接架结构（卡齿装配）示意图；

图9为本发明实施例中双C型转接架结构侧视示意图；

图10为本发明实施例中过滤仓侧视剖面示意图；

图11为本发明实施例中汲水网结构示意图；

图12为本发明实施例中海绵块后侧具有弹性板结构示意图。

图中的标号分别代表：1、架体；11、固定件；111、滚轴；112、第一锥形齿轮；12、C型转接架；121、第二锥形齿轮；122、驱动齿轮；123、配合块；124、销杆；13、过滤仓；131、过滤网；14、汲水网；141、集水洼；142、过水孔；2、清洗架；21、清洗单元；211、第一冲洗头；212、第二冲洗头；22、回流单元；3、蓄水箱；4、驱动架；41、推杆；411、拨杆；42、齿板；421、卡齿；43、海绵块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例：在传统针对于发动机叶片的清洁装置当中，主要分为两种清洁手段，一种是直接对于发动机叶片的正面进行冲洗，这种清洁手段对于发动机叶片的背面清洗效果较为薄弱，第二种将发动机叶片整体拆下放入绝缘清洗池中进行浸泡，该种清洗方式较为繁琐。

由于航空发动机的叶片并未裸露出飞机本体，叶片的外部通常会有呈子弹头状的叶仓进行保护，从而能够提供的工作空间非常有限，因此想要在叶片背面施加效果较好的冲洗手段，不仅需要解决如何将冲洗头延伸进叶仓内部的空间布置问题，同时也要考虑喷射路线是否会和叶片正面的清洗喷射路线是否会干涉，影响清洗效果。

为此，本案提出了一种航空发动机的清洗系统，参阅附图1-12，主要包括架体1和清洗架2两个部分，架体1朝向发动机叶片的一侧设置有一个可延伸进发动机叶片和叶仓之间缝隙的清洗架2，清洗架2包括有两个部分，两个部分可分别移动至发动机叶片的上端和下端。

具体的，清洗架2包括有可分别延伸至发动机叶片上方的清洗单元21和下方的回流单元22，清洗单元21包括有可对发动机叶片正面清洗的第一冲洗头211和对相邻发动机叶片背面清洗的第二冲洗头212，值得注意的是，本案中针对的发动机叶片为扁平状，并且叶片本体呈一定旋向的翻转，叶片的正面和背面均具有一定的流线弧度。

而这样的流线弧度如果用传统的清洁方式同样会造成一定的清洁难度，具体体现在清洁用水喷射方向上，如果在发动机叶片的正面和背面都设置一个高度相同以一个平面对称设置的喷射头的话，正面朝向的喷射头所喷射的液体会在重力以及水冲力作用下朝叶片的端面下方流通，正面流下的清洁用水经过的清洁面以及受到的冲洗力度相对来说比较好，但背面朝向的喷射头的对应部位则靠近叶片上方，如果冲洗力度较大的话，水流会溅射出叶仓，如果冲洗力度较小，水流会在重力影响下朝叶片的外边缘方向流通，对应叶片的根部的清洁效果则不理想。

为此，第一冲洗头211和第二冲洗头212可向发动机叶片喷射清洁用水，而第二冲洗头212的冲洗面正对于发动机叶片的背面，且其弹性铰接在架体1上并可朝远离发动机叶片轴心方向一侧摆动。

每个冲洗头内部均设置有抽吸结构，并且均通过水管与供水源相通。

更具体的，让发动机叶轮上的叶片正上方有一个竖直朝上的叶片，而第一冲洗头211的清洗面正对于该叶片的正面，以正对于发动机叶轮的方向来说，此时的第一冲洗头211正对于该叶片的左侧上端，此时冲洗，水流会沿叶片的面朝叶片右侧上端和整个端面方向流通，其清洁效果较好，而第二冲洗头212则有两个清洗状态，其中一个状态为竖直朝下，但第二冲洗头212和第一冲洗头211并非并列设置，以正面朝向叶轮背面的方向来说，第二冲洗头212的清洗面竖直向下朝向的位置为第一冲洗头211对应的发动机叶片相邻的叶片外边缘右侧方向，水流会首先对叶片（背面）的外边缘方向冲击，而由于叶片背面的流线方向朝坐左下方向冲击，该状态下的第二冲洗头212会对叶片的外边缘以及靠近叶片中部的端面进行冲洗，而本案中的第二冲洗头212能够改变其朝向，并且是基于叶片转动后的方向，当叶片转动一定的角度之后，即第二冲洗头212原本的朝向会从叶片外边缘改变成朝向该叶片的根部方向，对该叶片的根部也会有一次冲洗过程，由于全程第二冲洗头212的冲洗力度并未发生改变，因此是在相同冲洗力度下对于叶片背面进行一次彻底冲洗的过程。

具体的，本案中第二冲洗头212的上端部通过销轴弹性铰接在架体1上，并且转动方向所处平面与叶轮旋转的平面相平行。

而在本案中，第二冲洗头212的旋转和发动机叶片的旋转是间歇性的，并且具有一定的先后顺序。

而在本案中，架体1上设有用于固定并带动发动机叶片旋转的固定件11，固定件11延伸进叶仓中，并可带动发动机叶轮进行旋转，具体夹持方式不作限定，在本案中，固定件11呈圆台状，并且表面为粗糙材质，通过挤压，固定件11的外端面能够嵌入进发动机叶片的中部（大多发动机叶轮的中部为方便装配，会具有一个圆柱形空腔空间），此外可采用其他机械结构来实现驱动发动机叶片旋转的方式，例如夹爪，双向电推杆等方式，在此不作赘述。

而架体1上设有一可朝发动机叶片方向往复移动的驱动架4，驱动架4通过设置在架体1内部的丝杠进行驱动，而位于架体1上设有一根可朝第二冲洗头212摆动方向的一侧往复移动的推杆41，推杆41朝第二冲洗头212的一端呈斜面且第二冲洗头212的外端面位于推杆41斜面的移动路径上，并可在推杆41抵触在第二冲洗头212外端面时驱使第二冲洗头212摆动。

在本案中，推杆41的底部垂直设有一拨杆411，拨杆411位于驱动架4的移动路径上，具体的，驱动架4上设置有一个推动块，而拨杆411位于推动块的移动路径上，并且推动块朝向拨杆411的端面上开设有一个卡孔，当推杆41远离第二冲洗头212时，第二冲洗头212的冲洗面竖直向下，当推杆41靠近第二冲洗头212时并接触在第二冲洗头212的侧端面上时，会将第二冲洗头212朝一侧方向推动驱使其角度偏移。

第二冲洗头212上的销轴和架体1之间设置有扭簧，从而可以实现复位功能。

而本案中，固定件11远离发动机叶片的一侧设有一可单向旋转的滚轴111，滚轴111的外侧套有第一锥形齿轮112，驱动架4可间歇性的和第二锥形齿轮121配合并驱使其单向转动。

滚轴111的单向旋转让发动机叶片能够只顺时针/逆时针旋转，具体的，在本案中，架体1内设有一凹面朝向发动机叶片方向的C型转接架12，C型转接架12的底端转动安装有一个与第一锥形齿轮112相啮合的第二锥形齿轮121，且C型转接架12上并位于第二锥形齿轮121的上方转动安装有一个驱动齿轮122，驱动架4上设有一块与驱动齿轮122相啮合的齿板42，并当齿板42接触在驱动齿轮122上带动第二锥形齿轮121旋转。

齿板42的端面上开设有卡齿421，卡齿421能够在接触到驱动齿轮122时驱使驱动齿轮122转动，如图8所示，卡齿421的数量可以根据实际工况进行调整，在齿板42上开设有若干个凸形孔，而卡齿421呈凸形结构并通过插入的方式设置在凸形孔内。

而为了让驱动齿轮122旋转时，只会让第二锥形齿轮121单向旋转，在本案中第二锥形齿轮121的上端设置有一可上下弹性伸缩的配合块123，配合块123的上端呈斜面，驱动齿轮122的底部垂直设有一销杆124，配合块123的上端斜面位于销杆124的移动路径上。

而如附图9所示，本案中的清洗方法根据上述驱使叶轮转动的幅度和次数可至少设置为两种。

如果仅如上述中设置的方式，首先第一冲洗头211会对叶片的正面进行清洗，第二冲洗头212对相邻的叶片的背面（上端部）进行清洗，当驱动架4移动时（朝叶轮方向），齿板42和驱动齿轮122进行配合后，叶轮会旋转一定的角度，第二冲洗头212和其清洗的叶片相对距离增加，但此时第二冲洗头212的清洗角度并未发生变化，而随着驱动架4的持续移动，通过推杆41会让第二冲洗头212的角度发生变化（朝其对应的清洗叶片），此时会对叶片的背面根部位置进行冲洗，清洗一段时间后，驱动架4回退到初始位置，在回退过程中，齿板42和驱动齿轮122接触了一次，但由于此时的销杆124接触到的是配合块123的上端斜面，因此该次接触不会让叶轮进行旋转，当齿板42和驱动齿轮122错开后，驱动架4再次朝叶轮方向移动，此时的叶轮会发生转动，循环往复对每一个叶片都进行一次清洗过程。

而如果如附图9所示的那样，滚轴111的外侧套有两个第一锥形齿轮112，并且相应的，C型转接架12也设置有两个，但区别的是，两个C型转接架12上的驱动齿轮122的外齿数不同，远离叶轮方向设置的驱动齿轮122的齿数多余靠近叶轮方向设置的驱动齿轮122齿数，因此，整个清洗过程中叶轮会有两次角度偏移过程，第一次便如前述中的那样，当齿板42和远离叶轮方向设置的驱动齿轮122配合时，叶轮偏转的角度幅度较大，此时可根据叶片数量设置齿数，使得该次配合能够实现两个叶片的切换，即配合一次之后，两个冲洗头的作用对象顺次发生改变，而当齿板42和靠近叶轮方向设置的驱动齿轮122配合时，由于齿数较少，因此叶轮的转动幅度并不大，不仅能够让第一冲洗头211的冲洗面增加，同时改变第二冲洗头212与其对应的叶片的朝向，随着驱动架4的持续移动，会驱使第二冲洗头212进行偏转，对叶片根部进行一次冲洗。

而两个冲洗头的冲洗后清洁用水会滴落在位于叶轮下方的回流单元22中，回流单元22的端面呈弧面，用于收集自发动机叶片滴落的清洁用水，且回流单元22通过过滤单元和第二冲洗头212相通。

具体的，架体1的底部还设有过滤仓13，过滤仓13和回流单元22相通，且过滤仓13和回流单元22之间设置有过滤网131；其中，驱动架4上还设置有一与过滤仓13内清洁用水相接触的海绵块43，而回流单元22收集到的液体经过过滤网131过滤后会被海绵块43所吸收。

架体1还包括蓄水箱3，第一冲洗头211和蓄水箱3通过供水管道连通，蓄水箱3内可添加醇类等其他清洁剂提高清洁效果，并且在实际中，可将蓄水箱3定时的往过滤仓13中补充清洁用水，避免水分流失。

而海绵块43的上端部设置有汲水网14，并且海绵块43能够随驱动架4的移动而与过滤仓13的侧壁进行挤压，将海绵块43的水析出并朝汲水网14的上端部渗出，汲水网14的上端靠近发动机叶片的一端设有集水区域，集水区域呈弧形状并沿海绵块43的宽度方向延伸，而集水区域可与蓄水箱3和/或第二冲洗头212相通，作为两个冲洗头的清洁用水来源。

而为了提高挤压效果，海绵块43呈矩形状，过滤仓13朝向海绵块43的一侧端面呈自上往下倾斜的斜面，即海绵块43越靠近叶轮则挤压力度则越大，渗水速度则越快。

具体的，汲水网14的端面上间隔设置有若干条与集水区域相通的集水洼141，其中至少有一条集水洼141中排布有若干个与过滤仓13内部相通的过水孔142，其他集水洼141则直接与集水区域垂直相通，在挤压海绵块43的过程中，析出的水会经过过水孔142流到其他集水洼141中（未设置过水孔142），进而流到集水区域内收集供冲洗头抽吸。

值得注意的是，为避免海绵块43挤压时造成水回流到回流单元22中，本案中过滤仓13内部并位于集水区域的正下方设置有一层隔板，隔板与海绵块43的底端部相错，在海绵块43挤压过程中，减小渗出的水从海绵底部流动的速度。

此外如附图12所示，在海绵块43的另一侧，还可设置一块弹性板，使得整个海绵块43的移动过程中都会进行挤压，提高集水区域的收集速度。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种航空发动机的清洗系统，其特征在于，包括：

架体（1），所述架体（1）上设有用于固定并带动发动机叶片旋转的固定件（11）；

清洗架（2），所述清洗架（2）包括有可分别延伸至发动机叶片上方的清洗单元（21）和下方的回流单元（22），所述清洗单元（21）包括有可对发动机叶片正面清洗的第一冲洗头（211）和对相邻发动机叶片背面清洗的第二冲洗头（212），所述第一冲洗头（211）和第二冲洗头（212）可向发动机叶片喷射清洁用水，所述回流单元（22）用于收集自发动机叶片滴落的清洁用水，且回流单元（22）通过过滤单元和第二冲洗头（212）相通；

其中，所述第二冲洗头（212）的冲洗面正对于发动机叶片的背面，且其弹性铰接在架体（1）上并可朝远离发动机叶片轴心方向一侧摆动。

2.根据权利要求1所述的一种航空发动机的清洗系统，其特征在于，所述架体（1）还包括蓄水箱（3），所述第一冲洗头（211）和蓄水箱（3）通过供水管道连通。

3.根据权利要求2所述的一种航空发动机的清洗系统，其特征在于，所述架体（1）上设有一根可朝第二冲洗头（212）摆动方向的一侧往复移动的推杆（41），所述推杆（41）朝第二冲洗头（212）的一端呈斜面且第二冲洗头（212）的外端面位于推杆（41）斜面的移动路径上，并可在推杆（41）抵触在第二冲洗头（212）外端面时驱使第二冲洗头（212）摆动。

4.根据权利要求3所述的一种航空发动机的清洗系统，其特征在于，所述架体（1）上设有一可朝发动机叶片方向往复移动的驱动架（4），所述推杆（41）的底部垂直设有一拨杆（411），所述拨杆（411）位于驱动架（4）的移动路径上。

5.根据权利要求4所述的一种航空发动机的清洗系统，其特征在于，所述固定件（11）远离发动机叶片的一侧设有一可单向旋转的滚轴（111），所述架体（1）内设有一凹面朝向发动机叶片方向的C型转接架（12），所述滚轴（111）的外侧套有第一锥形齿轮（112），所述C型转接架（12）的底端转动安装有一个与第一锥形齿轮（112）相啮合的第二锥形齿轮（121），所述驱动架（4）可间歇性的和第二锥形齿轮（121）配合并驱使其单向转动。

6.根据权利要求5所述的一种航空发动机的清洗系统，其特征在于，所述C型转接架（12）上并位于第二锥形齿轮（121）的上方转动安装有一个驱动齿轮（122），所述驱动架（4）上设有一块与驱动齿轮（122）相啮合的齿板（42），并当齿板（42）接触在驱动齿轮（122）上带动第二锥形齿轮（121）旋转。

7.根据权利要求6所述的一种航空发动机的清洗系统，其特征在于，所述第二锥形齿轮（121）的上端设置有一可上下弹性伸缩的配合块（123），所述配合块（123）的上端呈斜面，所述驱动齿轮（122）的底部垂直设有一销杆（124），所述配合块（123）的上端斜面位于销杆（124）的移动路径上。

8.根据权利要求7所述的一种航空发动机的清洗系统，其特征在于，所述架体（1）的底部还设有过滤仓（13），所述过滤仓（13）和回流单元（22）相通，且过滤仓（13）和回流单元（22）之间设置有过滤网（131）；

其中，所述驱动架（4）上还设置有一与过滤仓（13）内清洁用水相接触的海绵块（43），所述海绵块（43）的上端部设置有汲水网（14），所述汲水网（14）的上端靠近发动机叶片的一端设有集水区域，集水区域可与蓄水箱（3）和/或第二冲洗头（212）相通。

9.根据权利要求8所述的一种航空发动机的清洗系统，其特征在于，所述海绵块（43）呈矩形状，所述过滤仓（13）朝向海绵块（43）的一侧端面呈自上往下倾斜的斜面。

10.根据权利要求9所述的一种航空发动机的清洗系统，其特征在于，所述汲水网（14）的端面上间隔设置有若干条与集水区域相通的集水洼（141），其中至少有一条集水洼（141）中排布有若干个与过滤仓（13）内部相通的过水孔（142）。