УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОТОКА ГАЗА
DEVICE FOR MEASURING GAS FLOW PARAMETERS

Изобретение относится к области устройств для измерения параметров газового потока, преимущественно в турбомашиностроении, а именно к гребенкам замера параметров газового потока.
Известна гребенка приемников полного давления потока, содержащая обтекаемый корпус с продольными и поперечными каналами, сообщенными между собой, датчики, установленные в поперечных каналах, со стороны набегающего потока газа (А.Н. Петрунин, «Методы и техника измерений параметров газового потока (приемники давлений и скоростного напора)», Машиностроение, Москва, 1972 г., стр. 50, рис. 1.47).
Недостатками известной гребенки является неразборный корпус, выполненный под определенные условия набегания газового потока и определенный тип датчика, что требует изготовления отдельной гребенки как под определенные условия набегания газового потока, так и под определенный тип датчиков, то есть отсутствует универсальность применения устройства.
Техническим результатом, достигаемом при использовании заявленного изобретения, является устранение недостатка известной гребенки за счет ее комплектации набором различных взаимозаменяемых втулок, то есть расширение возможности применения заявленного устройства в различных условиях набегания потока газа и с различным типом датчиков, что обеспечивает универсальность устройства при сохранении требуемой погрешности измерений и приводит к снижению затрат на испытания в целом.
Указанный технический результат достигается тем, что согласно заявленному изобретению устройство для измерения параметров потока газа, содержит обтекаемый корпус, с продольными и поперечными каналами, сообщенными между собой, датчики, установленные в поперечных каналах, со стороны набегающего потока газа, кроме того, оно снабжено набором съемных различных втулок с пояском, фланцем, выполненным на корпусе, при этом корпус выполнен разъемным, состоящим из двух частей с ответными отверстиями под соединительные элементы, для фиксации частей корпуса, при этом продольные и поперечные каналы образованы ответными канавками, выполненными на поверхностях разъемных частей корпуса, а датчики установлены в съемных втулках, зафиксированных в поперечных каналах корпуса.
Кроме того, на внутренней поверхности съемной втулки, со стороны набегающего потока газа, выполнена кольцевая фаска, при этом ее угол составляет не более 60 градусов к продольной оси съемной втулки.
Кроме того, в съемной втулке и в корпусе выполнено по меньшей мере по одному сквозному соосному отверстию.
Кроме того, в корпусе выполнено по меньшей мере одно сквозное отверстие соосное со съемной втулкой.
Кроме того, корпус в области установки съемных втулок выполнен расширяющимся.
Кроме того, поперечные каналы, в области выхода из корпуса, выполнены повторяющими форму наружной поверхности соответствующей съемной втулки.
Кроме того, на пояске съемной втулки выполнена лыска.
Кроме того, съемная втулка выступает из корпуса.
Кроме того, датчик выступает из съемной втулки.
Общеизвестно, что погрешность измерения параметра газового потока зависит от геометрических параметров гребенки в области установки датчика, в частности, от геометрических параметров съемной втулки, которая является приемником газового потока, ее расположения относительно корпуса устройства (внутри или с выступанием из корпуса) и расположения датчика относительно съемной втулки (внутри или с выступанием из съемной втулки).
Снабжение устройства набором съемных различных втулок с пояском позволяет путем замены втулки использовать различные типы датчиков, например, датчиков замера полного давления газового потока, датчиков замера температуры газового потока, датчиков замера статического давления газового потока и тд, в различных условиях набегания газового потока на гребенку, что обеспечивает универсальность устройства при сохранении требуемой погрешности измерений и приводит к снижению затрат на испытания в целом.
Снабжение устройства фланцем, выполненным на корпусе, позволяет жестко фиксировать гребенку в газовом потоке, что обеспечивает требуемую погрешность измерения параметра газового потока.
Выполнение корпуса разъемным, состоящим из двух частей с ответными отверстиями под соединительные элементы, для фиксации частей корпуса, при этом продольные и поперечные каналы образованы ответными канавками, выполненными на поверхностях разъемных частей корпуса, обеспечивает возможность устанавливать в один корпус различные съемные втулки, что обеспечивает универсальность устройства при сохранении требуемой погрешности измерений и приводит к снижению затрат на испытания в целом.
Установка датчиков в съемные втулки, которые зафиксированы в поперечных каналах корпуса, позволяет обеспечить требуемую погрешность измерения параметра потока для различных типов датчиков и условий набегания газового потока, что обеспечивает универсальность устройства при сохранении требуемой погрешности измерений и приводит к снижению затрат на испытания в целом.
Выполнение на внутренней поверхности съемной втулки, со стороны набегающего потока газа, кольцевой фаски, угол которой составляет не более 60 градусов к продольной оси съемной втулки, обеспечивает требуемую погрешность измерения параметра газового потока.
Выполнение в съемной втулке и в корпусе по меньшей мере по одному сквозному соосному отверстию обеспечивает требуемую погрешность измерения параметра газового потока для типа датчиков, требующих приемников с протоком.
Выполнение в корпусе по меньшей мере одного сквозного отверстия, соосного со съемной втулкой, обеспечивает требуемую погрешность измерения параметра газового потока для типа датчиков, требующих приемников с протоком.
Выполнение корпуса в области установки съемных втулок расширяющимся позволяет установить и зафиксировать последние в корпусе, что обеспечивает универсальность устройства при сохранении требуемой погрешности измерений и приводит к снижению затрат на испытания в целом.
Выполнение поперечных каналов в области выхода из корпуса, повторяющими форму наружной поверхности соответствующей съемной втулки, позволяет установить и зафиксировать последнюю в корпусе, что обеспечивает универсальность устройства при сохранении требуемой погрешности измерений и приводит к снижению затрат на испытания в целом.
Выполнение на пояске съемной втулки лыски позволяет зафиксировать съемную втулку внутри корпуса, что обеспечивает требуемую погрешность измерения параметра набегающего газового потока.
Расположение съемной втулки, выступающей из корпуса, а также выступание датчика из съемной втулки, обеспечивает требуемую погрешность измерения параметра при некоторых условиях набегания газового потока и при использовании некоторых типов датчиков.
Сущность настоящего изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 - представлен разрез заявленного устройства по плоскости разъема частей корпуса.
На фиг. 2 - представлены увеличенные сечения А-А и Б-Б заявленного устройства.
Гребенка замера параметров газового потока содержит корпус 1 из двух разъемных частей с фланцем 2, при помощи которого устройство крепится к корпусу турбомашины 3, который формирует проточную часть потока газа. Внутри корпуса 1 выполнены продольные каналы 4 и поперечные каналы 5. Внутри поперечных каналов 5, в области выхода из корпуса 1, установлены съемные втулки 6 с поясками 7, предназначенными для фиксации последних в корпусе 1. Съемные втулки 6 являются приемниками газового потока для датчиков 8 замера параметров последнего, в частном случае реализации, полного давления газового потока (фиг. 1). Для соединения частей в корпусе 1 предусмотрены отверстия 9 под элементы крепления, в частном случае реализации, винты. В случае измерения параметров газового потока, требующих использования приемника с протоком в корпусе 1 и съемной втулке 6, выполняют по крайней мере по одному соосному отверстию 10 для обеспечения протока газа вокруг датчика 8. В частном случае реализации сквозное отверстие 10 в корпусе 1 выполняют соосным со съемной втулкой 6. Продольные каналы 4 и поперечные каналы 5 предназначены для установки и фиксации втулок 6 с датчиками 8 внутри корпуса 1, а также для вывода проводов передачи сигнала с датчиков 8 через корпус 1 на записывающее его устройство. Для обеспечения фиксации втулок 6 внутри корпуса 1 поперечные каналы 5, в области установки последних, выполняют повторяющими своей формой ответные поверхности съемных втулок 6. При этом корпус 1 в данном месте выполнен расширяющимся для возможности размещения внутри себя втулок 6. Поясок 7 фиксирует съемную втулку 6 от смещения вдоль своей оси, а, при необходимости, на пояске 7 выполняется лыска для исключения проворота съемной втулки 6 относительно корпуса 1 и четкого совпадения отверстий 10 для обеспечения протока газа вокруг датчиков 8. Для вариации угла и интенсивности набегания газового потока на датчик 8 на внутренней поверхности съемной втулки 6 выполняют фаску 11. Согласно технической документации и выбранного прототипа, для обеспечения требуемой погрешности при замере параметра газового потока угол наклона фаски 11 к оси съемной втулки 6 не должен превышать 60 градусов (фиг. 2).
Для различных условий набегающего потока и типов применяемых датчиков 8 реализуют различную геометрическую форму приемников газового потока, в нашем случае, съемных втулок 6. В частности размеры и угол фаски 11. При этом иногда необходимо для обеспечения требуемой погрешности измерения параметра набегающего потока съемную втулку 6 выполнять выступающей из корпуса 1. Для примера данное исполнение съемной втулки 6 показано сечение А*-А* на фиг. 2. Также бывает необходимо размещать датчик 8 выступающим относительно съемной втулки 6.
Обычно от датчиков 8 идут провода для передачи сигнала с последних на записывающее устройство. В частном случае реализации провода заключают в герметичную трубку для получения более точных данных измерения параметров потока. При этом поперечные каналы 4 и продольные каналы 5 выполняют таким образом, чтобы при сборке гребенки не возникало проблем с размещением проводов или герметичных трубок внутри них.
При сборке заявленного устройства датчики 8 помещают в съемные втулки 6. Размещают съемные втулки 6, датчики 8 с проводами или герметичными трубками на одной части корпуса 1 в предназначенных для них местах, на поверхностях, образующих продольные каналы 4 и поперечные каналы 5. Накрывают установленные ранее элементы конструкции второй частью корпуса 1 и фиксируют части корпуса 1 друг относительно друга винтами, устанавливаемыми в отверстия 9 корпуса 1. После чего фиксируют собранное устройство при помощи фланца 2 на корпусе турбомашины 3 таким образом, чтобы датчики 8 находились внутри проточной части турбомашины и были правильно сориентированы относительно набегающего потока газа. Подключают провода от датчиков 8 к системе записи сигнала с последних. При необходимости герметизируют места выхода проводов из корпуса 1.
В процессе работы турбомашины газовый поток набегает на гребенку. При этом за счет итерационного выбора геометрии приемника газового потока замеряется параметр с требуемой погрешностью на всех режимах работы турбомашины. При необходимости в перерывах между запусками турбомашины в устройстве часть или все датчики 8 с соответствующими им втулками 6 могут быть заменены на другие.
Разъемный корпус 1 укомплектованный съемными втулками 6 различного геометрического исполнения под разные типы датчиков 8 и условия набегающего потока, заменяющий несколько различных вариантов подобных гребенок старого конструктивного исполнения, позволяет обеспечить универсальность устройства при сохранении требуемой погрешности измерений и приводит к снижению затрат на испытания в целом.