CS217715B1 - Carrier of combined probe - Google Patents

Abstract

Vynález se týká nosiče kombinované sondy určené k současnému měření tlaku a teploty proudící vzdušiny ve více místech průtočného průřezu lopatkového stroje, napr. turbokompresoruThe invention relates to a combined probe carrier designed for simultaneous measurement of pressure a temperature of flowing air mass in more places the flow cross section of the turbomachine, e.g. turbocharger

Description

Vynález se týká nosiče kombinované sondy určené k současnému měření tlaku a teploty proudící vzdušiny ve více místech průtočného průřezu lopatkového stroje, napr. turbokompresoru.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combination probe carrier for simultaneously measuring the pressure and temperature of a flowing air mass at multiple points in the cross-sectional area of a turbomachine, such as a turbocompressor.

Při výzkumných a vývojových pracích na lopatkových strojích je potřeba provádět velké množství měření tlaků a teplot v průtočných průřezech stroje a to ve více místech průtočného průřezu. Tím se určí např. rychlostní, tlakový a teplotní profil napříč potrubí, nebo po délce, v lopatkové mříži stroje a podobně.During research and development work on turbomachines, it is necessary to perform a large number of measurements of pressures and temperatures in the flow cross-sections of the machine, namely in several places of the flow cross-section. This determines, for example, the velocity, pressure and temperature profiles across the pipeline, or along the length, in the blade grate of the machine and the like.

Nejjednodušší způsob měření spočívá v tak zvaném traverzování, kdy jednotlivá čidla jsou uchycena na samostatných držácích a postupně se přemisťují v měřeném průřezu. Výhodné je umístit více čidel na samostatný nosič, které však přináší řadu nevýhod zejména v přesnosti měření a složitosti vlastního nosiče.The easiest way of measuring is by so-called traversing, where the individual sensors are mounted on separate holders and gradually move in the measured cross-section. It is advantageous to place several sensors on a separate carrier, which, however, presents a number of disadvantages, in particular in the measurement accuracy and the complexity of the carrier itself.

Pro dosažení vysoké přesnosti a objektivních výsledků celkového měření je nutné, aby jednotlivé fyzikální veličiny byly vždy měřeny co nejblíže u sebe, z čehož vyplývá, že jednotlivá čidla v daném místě průřezu musí být od sebe co nejméně vzdálena.To achieve high accuracy and objective results of the overall measurement, it is necessary that the individual physical quantities are always measured as close to each other as possible, which means that the individual sensors at a given cross-sectional area must be as far apart as possible.

Tento úkol je řešen nosičem kombinované sondy podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je tvořen silnostěnnou trubkou kruhového, případně oválného průřezu, která má na své náběžné straně upraveny průchozí otvory, ve kterých jsou uložení komůrky termočlánků, jejichž dna jsou uložena v sedlech vytvořených proti průchozím otvorům ve vnitřní stěně trubky a každý průchozí otvor je rozšířen do průchozí drážky, ve které je uložen jeden konec průtokové trubky a její druhý konec je uložen v průchozím otvoru vytvořeném ve stěně trubky na odtokové straně, přičemž trubka je opatřena připevňovací částí prostřednictvím které je pevně spojena se skříní stroje.This object is solved by the carrier of the combined probe according to the invention, which consists of a thick-walled tube of circular or oval cross-section, which has through holes on its leading side, in which the thermocouple chambers are placed, formed against the through holes in the inner wall of the pipe, and each through hole extends into a through groove in which one end of the flow pipe is received and the other end is housed in a through hole formed in the pipe wall on the drain side; which is firmly connected to the machine housing.

Zvláště výhodné je uspořádání takové, že komůrka termočlánku je zhotovena z nekovového, tepelně izolačního materiálu a k teplému spoji termočlánku je připojen kotvící drátek mající na svém konci kuličku, která zapadá do zářezu upraveného v čele komůrky termočlánku.Particularly preferred is that the thermocouple chamber is made of a non-metallic, thermally insulating material and an anchoring wire having a ball at its end that fits into a notch provided at the head of the thermocouple chamber is attached to the thermocouple hot joint.

Nosič podle vynálezu umožňuje především aby tlaková a teplotní čidla byla umístěna co nejblíže vedle sebe a tím se zvyšuje přesnost měření oproti dosud známým provedením. Rozměry sondy jsou relativně malé a nosič umožňuje uložení všech vodičů termočlánků a trubiček vedených od tlakových čidel uvnitř trubky. Při případném poškození některého čidla, není třeba vy217715 měnit celou sondu, ale stačí vyměnit pouze poškozená čidla. Příklad provedení nosiče podle vynálezu je schematicky znázorněn na výkrese, kde na obr. 1 je pohled na náběžnou stranu nosiče, na obr. 2 je podélný řez nosičem, na obr. 3 je příčný řez trubkou v místě uchycení komůrky termočlánku a na obr. 4 je pohled na průchozí otvor s drážkou vytvořený na náběžné straně trubky.In particular, the carrier according to the invention allows the pressure and temperature sensors to be placed as close to each other as possible, thereby increasing the accuracy of the measurement compared to the prior art embodiments. The dimensions of the probe are relatively small and the carrier allows the placement of all thermocouple wires and tubes routed from the pressure sensors inside the tube. If any sensor is damaged, it is not necessary to replace the entire probe, but only replace the damaged sensors. An exemplary embodiment of a carrier according to the invention is shown schematically in the drawing, wherein in Fig. 1 is a view of the leading side of the carrier, Fig. 2 is a longitudinal section of the carrier, Fig. 3 is a cross section of the tube at the thermocouple chamber; is a view of a through hole with a groove formed on the leading side of the pipe.

Nosič kombinované sondy je vytvořen ze silnostěnné ocelové trubky 1, která má na jednom svém konci připevňovací část 2, kterou tvoří závitový spoj prostřednictvím kterého je nosič pevně připojen ke skříni stroje tak, že nosič je umístěn v průtočném průřezu, kde má být provedeno měření. Na náběžné straně nosiče jsou v trubce 1 upraveny průchozí otvory 3, ve kterých jsou uloženy komůrky 4 termočlánků 5. Dna komůrek 4 jsou uložena v sedlech 6 vytvořených ve vnitřní stěně trubky 1 nosiče proti průchozím otvorům 3. Každý z průchozích otvorů 3 je rozšířen do průchozí drážky 7 proti které je na odtokové straně nosiče vytvořen průchozí otvor 8. V průchozí drážce 7 a průchozím otvoru 8 je upravena průtoková trubka 9 tlakového čidla, do které kolmo ústí impulsní trubička 10. Komůrka 4 termočlánku 5 je zhotovena z nekovového, tepelně izolačního materiálu. K teplému spoji termočlánku 5 je připojen kotvicí drátek 11, který je na svém druhém konci opatřen kuličkou 12, která zapadá do zářezu 13 upraveného' v čele komůrky 4 termočlánku 5. Teplý spoj termočlánku 5 spojuje elektrické vodiče 14, které jsou dále vedeny jako. společný izolovaný kabel 15 uvnitř trubky 1 nosiče spolu s impulsními trubičkami 10.The carrier of the combination probe is formed from a thick-walled steel tube 1 having at its one end a fastening part 2, which forms a threaded connection by means of which the carrier is firmly attached to the machine housing so that the carrier is located in the flow cross section to be measured. On the leading side of the carrier, through holes 3 are provided in the tube 1, in which the thermocouple chambers 4 are housed. The bottom of the cells 4 are housed in seats 6 formed in the inner wall of the carrier tube 1 opposite the through holes 3. The passage groove 7 against which a through hole 8 is formed on the outlet side of the carrier. In the passage groove 7 and through hole 8 a pressure sensor flow pipe 9 is provided, into which a pulse tube 10 extends perpendicularly. The thermocouple chamber 4 is made of non-metallic, material. An anchoring wire 11 is connected to the thermocouple thermocouple 5 and is provided with a ball 12 at its other end which fits into a notch 13 provided at the front of the thermocouple chamber 4. The thermocouple thermocouple 5 connects the electrical conductors 14, which are further guided as. a common insulated cable 15 within the carrier tube 1 together with the impulse tubes 10.

V příkladu provedení je pro zjednodušení popsán pouze nosič pro dvě tepelná a dvě tlaková čidla. V praxi je však používán nosič, prostřednictvím kterého je možno¹ provádět měření zároveň v pěti, osmi i více místech průtočného průřezu.For the sake of simplicity, only a carrier for two temperature and two pressure sensors is described in the exemplary embodiment. In practice, however, a carrier is used by means of which ¹ measurements can be carried out simultaneously at five, eight or more locations of the flow cross section.

Měření tlaků a teploty u turbokompresoru, při použití nosiče kombinované sondy podle vynálezu, je provedeno takto:The measurement of the pressure and temperature of the turbocharger using the combination probe carrier according to the invention is performed as follows:

V místě průtočného průřezu, uvnitř turbokompresoru, ve kterém je požadovánoměření tlaků a teploty, je umístěn nosič kombinované sondy vytvořený ze silnostěnné ocelové trubky 1. V ocelové trubce 1 jsou upravena nejméně dvě tepelná čidla tvořená termočlánky 5 a nejméně dvě tlaková čidla tvořená zpravidla Pittotovými trubicemi. Nosič sondy je svojí připevňovací částí 2, kterou v daném příkladu provedení tvoří závitový spoj, upevněn ve stěně skříně turbkompresoru. Společné izolované kabely 15 od termočlánků 5 a impulsní trubičky 10 od tlakových čidel jsou vnitřkem silnostěnné trubky 1 nosiče kombinované sondy vyvedeny k registračním přístrojům.At the point of the flow cross section, inside the turbocharger, where the pressure and temperature measurement is required, a combination probe carrier made of thick-walled steel tube 1 is located. . The probe carrier 2 is fastened in the wall of the compressor casing by its fastening part 2, which in the present embodiment forms a threaded connection. Common insulated cables 15 from thermocouples 5 and impulse tubes 10 from pressure sensors are routed inside the thick-walled tube 1 of the combination probe carrier to the recording devices.

Claims (2)

1. Nosič kombinované sondy k současnému měření tlaku a teploty proudící vzdušiny ve více místech průtočného- průřezu lopatkového stroje, například turbokompresoru, u které tlaková čidla sestávají z průtokové trubky a do ní vložené impulsní trubičky a teplotní čidla z termočlánku, vyznačený tím, že je tvořen silnostěnnou trubkou (1) kruhového, případně oválného průřezu, která má na své náběžné straně upraveny průchozí otvory (3), ve kterých jsou uloženy komůrky (4) termočlánků (5), jejichž dna jsou uložena v sedlech (6) vytvořených proti průchozím otvorům (3) ve vnitřní stěně silnostěnné trubky (lj a každý průchozí otvor (3) je rozšířen do průchozí drážynAlezu ky (7j, ve které je uložen jeden konec průtokové trubky (9) tlakového čidla a její druhý konec je uložen v průchozím otvoru (8) vytvořeném ve stěně silnostěnné trubky (1) na odtokové straně, přičemž silnostěnná trubka (1) je opatřena připevňovací částí (2j, prostřednictvím které je pevně spojena se skříní stroje.Combination probe carrier for simultaneously measuring the pressure and temperature of a flowing air mass at multiple points in a cross-section of a turbomachine, for example a turbocompressor, in which the pressure sensors consist of a flow tube and pulse tubes and thermocouple temperature sensors inserted therein; formed by a thick-walled tube (1) of circular or oval cross-section, which has through holes (3) on its leading side, in which chambers (4) of thermocouples (5) are placed, the bottom of which are housed in seats (6) opposite apertures (3) in the inner wall of the thick-walled tube (1j) and each through hole (3) is extended into a through hole (7j) which houses one end of the pressure sensor flow tube (9) and its other end is received in the through hole (3). 8) formed in the wall of the thick-walled pipe (1) on the outlet side, the thick-walled pipe (1) is provided with a fastening part (2j) by means of which it is firmly connected to the machine housing. 2. Nosič kombinované sondy, podle bodu 1, vyznačený tím, že komůrka (4) termočlánku (5) je zhotovena z nekovového, tepelně izolačního materiálu a k teplému spoji termočlánku (5) je připojen kotvicí drátek (lij mající na svém konci kuličku (12], která zapadá do zářezu (13] upraveného v čele komůrky (4) termočlánku (5).Combination probe carrier according to Claim 1, characterized in that the thermocouple chamber (4) is made of a non-metallic, thermally insulating material and an anchoring wire (11i having a ball (12) at its end) is connected to the thermocouple (5) heat seal. ], which fits into a notch (13) provided at the front of the chamber (4) of the thermocouple (5).