一種高溫液冷溫度測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種高溫液冷溫度測量裝置，尤其涉及一種應(yīng)用于燃氣輪機燃燒室試驗的高溫液冷溫度測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]對于燃氣輪機燃燒室來說，出口溫度分布是一個重要的特性參數(shù)，表征燃燒室出口溫度的不均勻度。出口溫度分布的好壞，對渦輪葉片的壽命有很大影響。為了滿足未來的燃氣輪機的氣動熱力性能，高溫升燃燒室是燃氣輪機發(fā)展所需要的。極限的航空燃氣輪機中，燃燒室出口溫度可達2100K，為出口溫度分布的測量帶來很大難度。
[0003]目前，對于出口溫度較高的燃燒室，在測量其溫度分布試驗中，采用雙鉑銠熱電偶。該熱電偶長期最高使用溫度為1600°C，短期最高使用溫度為1800°C，測點在燃燒室出口均勻布置。在出口溫度不斷提高的背景下，如何能保證溫度測量的準確以及熱點偶支撐結(jié)構(gòu)不被破壞，是溫度測量耙設(shè)計的重點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了應(yīng)對高出口溫度燃燒室的挑戰(zhàn)，本實用新型旨在提供一種高溫液冷溫度測量裝置，在保證溫度測量的準確的同時提供了合理的液冷結(jié)構(gòu)，同時結(jié)構(gòu)緊湊，減少對燃燒室出口截面的堵塞。
[0005]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實用新型采取的技術(shù)方案是:
[0006]一種高溫液冷溫度測量裝置，包括法蘭安裝座、集液蓋板和若干間隔布置的冷卻耙體，其特征在于，所述冷卻耙體整體呈反L形結(jié)構(gòu)，包括呈垂直布置的測溫段和非測溫段；所述冷卻耙體上開設(shè)至少一反L形熱電偶容納槽，所述熱電偶容納槽頂部布置有反L形冷卻液進液通道，兩側(cè)布置有反L形冷卻液回液通道；所述熱電偶容納槽中半包覆地布置有反L形熱電偶固定板，所述反L形熱電偶固定板上布置有若干熱電偶；所述集液蓋板固定設(shè)置在所述法蘭安裝座上，二者之間形成一封閉集液空間，各所述冷卻耙體的非測溫段從所述法蘭安裝座的底部依次穿過所述封閉集液空間和集液蓋板，且所述非測溫段的端部露出于所述集液蓋板的上方；所述反L形冷卻液進液通道一端與布置在所述冷卻耙體非測溫段端部的進液管接頭連通，另一端在靠近所述冷卻耙體測溫段端部的位置與分布在所述熱電偶容納槽兩側(cè)的所述反L形冷卻液回液通道連通，所述反L形冷卻液回液通道與所述封閉集液空間連通，所述集液蓋板上開設(shè)有與所述封閉集液空間連通的出液管接頭。
[0007]優(yōu)選地，所述熱電偶包括熱電偶偶絲、陶瓷套管和陶瓷頭，所述熱電偶偶絲依次穿過陶瓷頭、陶瓷套管，所述熱電偶偶絲的測點布置在所述陶瓷頭內(nèi)，所述陶瓷頭布置在所述冷卻耙體測溫段的端部，所述陶瓷套管一端與陶瓷頭連接，另一端露出于所述冷卻耙體非測溫段的端部。
[0008]優(yōu)選地，各所述熱電偶均勻排布在所述反L形熱電偶固定板上。
[0009]優(yōu)選地，所述陶瓷頭包括屏蔽罩、導流孔和底座，熱電偶偶絲的測點位于所述屏蔽罩內(nèi)，所述屏蔽罩底部兩側(cè)開孔。
[0010]優(yōu)選地，所述屏蔽罩的內(nèi)徑范圍為3mm?8mm，熱電偶測點位于所述導流孔前，距孔邊多2mm。
[0011]優(yōu)選地，所述冷卻把體的個數(shù)為2?5，每個冷卻把體上設(shè)置的熱電偶數(shù)量為2?7個。
[0012]優(yōu)選地，所述進液管接頭的內(nèi)徑為4?10mm，進液壓力彡2MPa。
[0013]優(yōu)選地，所述反L形冷卻液回液通道的側(cè)壁在所述封閉集液空間中設(shè)有出液口，與所述封閉集液空間連通。
[0014]優(yōu)選地，冷卻耙體兩側(cè)的反L形冷卻液回液通道中設(shè)有導流槽道。
[0015]優(yōu)選地，冷卻耙體兩側(cè)反L形冷卻液回液通道深度彡4_。
[0016]同現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的顯著優(yōu)點在于:面對出口溫度高燃燒室試驗的要求，可實現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊、冷卻效果好、測溫精度保證、可更換熱電偶，既能保證溫度測量的準確性，又可使熱電偶支撐結(jié)構(gòu)不易被破壞。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型高溫液冷溫度測量裝置總示意圖。
[0018]圖2為本實用新型冷卻耙體示意圖。
[0019]圖3為本實用新型帶陶瓷套和陶瓷頭的熱電偶和熱電偶固定板示意圖。
[0020]圖4為本實用新型帶陶瓷套管和陶瓷頭的熱電偶局部放大圖。
【具體實施方式】
[0021]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本實用新型進一步詳細說明。
[0022]如圖1所示，一種高溫液冷溫度測量裝置，包括進液管接頭101、出液管接頭102、法蘭安裝座103、集液蓋板104、冷卻耙體105、熱電偶固定板106、帶陶瓷套和陶瓷頭的熱電偶107，高溫液冷溫度測量裝置作為一個整體通過法蘭安裝座103安裝在位于燃燒室出口的試驗段上，進液管接頭101焊接在冷卻耙體105上，和外部供液管路通過卡套連接，冷卻液流經(jīng)冷卻耙體105之后，從冷卻耙出液口 8進入由法蘭安裝座103、集液蓋板104、冷卻耙體105焊接形成的封閉集液空間9內(nèi)，經(jīng)由出液管接頭102流出，帶陶瓷套和陶瓷頭的熱電偶107整齊排列于熱電偶固定板106上，整體從下方置入冷卻耙體105中，熱電偶末端10穿過冷卻耙體105，與后續(xù)外部補償導線及采集連接，熱電偶固定板106通過點焊固定于冷卻耙體105中，熱電偶末端10和冷卻耙體105之間縫隙通過高溫膠封死。
[0023]如圖2所示，冷卻耙體105的冷卻液通道設(shè)計采用反L形半包覆結(jié)構(gòu)，包括基本呈垂直布置的測溫段和非測溫段，處于使用狀態(tài)時，所述測溫段基本與燃燒室出口的待測溫氣流平行，所述非測溫段基本與燃燒室出口的待測溫氣流垂直；并且冷卻耙體上開設(shè)反L形熱電偶容納槽，進液管接頭101進來的冷卻液經(jīng)反L形進液通道11進入冷卻耙體測溫段頭部12，反L形進液通道11位于熱電偶固定板安裝槽13的上方，直面燃燒室燃氣沖擊。冷卻液流經(jīng)頭部以后，從兩側(cè)回液缺口 14流到冷卻液耙105兩側(cè)回液通道15，將冷卻耙體105兩邊燃氣流經(jīng)部分全部冷卻，為保證回液覆蓋整個冷卻耙體105，兩側(cè)的回液通道15里設(shè)有導流槽道16。冷卻耙體導流槽道16和熱電偶固定板安裝槽13均直接銑出，然后將側(cè)蓋板17焊于兩側(cè)，形成整體。
[0024]如圖3所示，帶陶瓷套管18和陶瓷頭19的熱電偶107按照熱電偶固定板106槽道整齊排列，之后用高溫膠固定，保證熱電偶絲和金屬絕緣。
[0025]如圖4所示，熱電偶偶絲20依次穿過陶瓷頭21、陶瓷套管22。陶瓷頭21由屏蔽罩23、導流孔24和底座25組成。由于熱電偶偶絲20溫度較高，和試驗段周圍冷壁存在輻射換熱，影響熱電偶測溫精度，所以熱電偶頭26位于陶瓷頭屏蔽罩內(nèi)，為保證氣流較好沖刷裸絲，測點周圍氣體不斷更替，屏蔽罩底部兩側(cè)打孔，將氣流導出，進一步保證測溫精確性。
[0026]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種高溫液冷溫度測量裝置，包括法蘭安裝座、集液蓋板和若干間隔布置的冷卻耙體，其特征在于， 所述冷卻耙體整體呈反L形結(jié)構(gòu)，包括呈垂直布置的測溫段和非測溫段；所述冷卻耙體上開設(shè)至少一反L形熱電偶容納槽，所述熱電偶容納槽頂部布置有反L形冷卻液進液通道，兩側(cè)布置有反L形冷卻液回液通道； 所述熱電偶容納槽中半包覆地布置有反L形熱電偶固定板，所述反L形熱電偶固定板上布置有若干熱電偶； 所述集液蓋板固定設(shè)置在所述法蘭安裝座上，二者之間形成一封閉集液空間，各所述冷卻耙體的非測溫段從所述法蘭安裝座的底部依次穿過所述封閉集液空間和集液蓋板，且所述非測溫段的端部露出于所述集液蓋板的上方； 所述反L形冷卻液進液通道一端與布置在所述冷卻耙體非測溫段端部的進液管接頭連通，另一端在靠近所述冷卻耙體測溫段端部的位置與分布在所述熱電偶容納槽兩側(cè)的所述反L形冷卻液回液通道連通，所述反L形冷卻液回液通道與所述封閉集液空間連通，所述集液蓋板上開設(shè)有與所述封閉集液空間連通的出液管接頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫液冷溫度測量裝置，其特征在于:所述熱電偶包括熱電偶偶絲、陶瓷套管和陶瓷頭，所述熱電偶偶絲依次穿過陶瓷頭、陶瓷套管，所述熱電偶偶絲的測點布置在所述陶瓷頭內(nèi)，所述陶瓷頭布置在所述冷卻耙體測溫段的端部，所述陶瓷套管一端與陶瓷頭連接，另一端露出于所述冷卻耙體非測溫段的端部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫液冷溫度測量裝置，其特征在于:各所述熱電偶均勻排布在所述反L形熱電偶固定板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫液冷溫度測量裝置，其特征在于:所述陶瓷頭包括屏蔽罩、導流孔和底座，熱電偶偶絲的測點位于所述屏蔽罩內(nèi)，所述屏蔽罩底部兩側(cè)開孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫液冷溫度測量裝置，其特征在于:所述屏蔽罩的內(nèi)徑范圍為3mm?8mm，熱電偶測點位于所述導流孔前，距孔邊彡2mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫液冷溫度測量裝置，其特征在于:所述冷卻耙體的個數(shù)為2?5，每個冷卻耙體上設(shè)置的熱電偶數(shù)量為2?7個。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫液冷溫度測量裝置，其特征在于:所述進液管接頭的內(nèi)徑為4?10mm，進液壓力^ 2MPa0
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫液冷溫度測量裝置，其特征在于:所述反L形冷卻液回液通道的側(cè)壁在所述封閉集液空間中設(shè)有出液口，與所述封閉集液空間連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫液冷溫度測量裝置，其特征在于:冷卻耙體兩側(cè)的反L形冷卻液回液通道中設(shè)有導流槽道。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫液冷溫度測量裝置，其特征在于:冷卻耙體兩側(cè)反L形冷卻液回液通道深度< 4_。
【專利摘要】本實用新型公開了高溫液冷溫度測量裝置，包括法蘭安裝座、集液蓋板、冷卻耙體、熱電偶固定板、帶陶瓷套和陶瓷頭的熱電偶，冷卻耙體的冷卻液通道設(shè)計采用反L形半包覆結(jié)構(gòu)，冷卻液經(jīng)反L形進液通道進入冷卻耙體頭部以后，從兩側(cè)回液缺口流到冷卻液耙兩側(cè)回液通道，將兩邊燃氣流經(jīng)部分全部冷卻。冷卻液流經(jīng)冷卻耙體之后，從冷卻耙出液口進入由法蘭安裝座、集液蓋板、冷卻耙體焊接形成的集液空間內(nèi)，從出液口接頭流出。本實用新型的高溫液冷溫度測量裝置結(jié)構(gòu)緊湊、冷卻效果好、測溫精度保證、可更換熱電偶等優(yōu)點。
【IPC分類】G01K7-06
【公開號】CN204373801
【申請?zhí)枴緾N201420774202
【發(fā)明人】曹文宇, 譚春青, 袁怡祥, 高慶, 趙洪雷
【申請人】中國科學院工程熱物理研究所
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2014年12月10日