帶冷卻功能的傳感器安裝座的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高溫?zé)犭娕紓鞲衅鞯陌惭b座，特別涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)中可用于與機(jī)匣安裝固定的傳感器安裝座。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)溫度的不斷提高，對(duì)傳感器的高溫工作性能也提出了更高的要求。例如某型大推重比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)其渦輪后燃?xì)鉁囟雀哌_(dá)1600K，機(jī)匣傳感器安裝面溫度達(dá)750K。用于測(cè)量該溫度的熱電偶傳感器其安裝座應(yīng)具備以下特點(diǎn):一、為滿足熱電偶與機(jī)匣之間的安裝配合關(guān)系，熱電偶安裝座插入機(jī)匣內(nèi)接觸燃?xì)獾牟课辉诟邷叵聭?yīng)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。二、因熱電偶安裝面溫度高，容易造成熱電偶安裝面以上部位使用的補(bǔ)償導(dǎo)線(使用溫度一般為450K?600K)超出其規(guī)定的使用溫度范圍，因此必須對(duì)其進(jìn)行降溫處理。綜合上述考慮，對(duì)傳感器安裝座的冷卻功能研宄便成為當(dāng)前迫切需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種帶冷卻功能的傳感器安裝座，解決對(duì)應(yīng)其上所接設(shè)的熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線部位的冷卻問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明的上述目的，將通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn):帶冷卻功能的傳感器安裝座，其特征在于:由平臺(tái)、圓柱狀凸臺(tái)和密封環(huán)一體同軸組裝構(gòu)成，其中所述圓柱狀凸臺(tái)中空且壁面內(nèi)設(shè)有至少兩條豎直方向的通氣道，所述密封環(huán)相接于圓柱狀凸臺(tái)底部且形成有導(dǎo)通全部通氣槽的水平環(huán)狀凹槽；所述平臺(tái)設(shè)有水平方向的出氣孔和外聯(lián)航空冷氣的進(jìn)氣孔，且進(jìn)氣孔、出氣孔與通氣道逐一相交導(dǎo)通，所述進(jìn)氣孔、通氣道、水平環(huán)狀凹槽、出氣孔構(gòu)成傳感器安裝座內(nèi)部的氣流通道空間。
[0005]進(jìn)一步地，所述進(jìn)氣孔和出氣孔的數(shù)量相同且呈對(duì)稱(chēng)狀分布于平臺(tái)之中，所述通氣道的數(shù)量對(duì)應(yīng)進(jìn)氣孔和出氣孔的數(shù)量總和。
[0006]進(jìn)一步地，所述進(jìn)氣孔和出氣孔的數(shù)量為各五個(gè)，對(duì)應(yīng)通氣道十條，通過(guò)水平環(huán)狀凹槽構(gòu)成傳感器安裝座內(nèi)部的多氣流復(fù)合通道空間。
[0007]進(jìn)一步地，所述平臺(tái)、圓柱狀凸臺(tái)和密封環(huán)均為鎳基高溫合金材質(zhì)且一體焊連。
[0008]本發(fā)明技術(shù)方案應(yīng)用實(shí)施后的顯著效果為:通過(guò)自身冷卻結(jié)構(gòu)改進(jìn)及冷卻處理，使得安裝座采用普通的鎳基合金制造即可滿足1600K左右高溫燃?xì)猸h(huán)境下使用的機(jī)械強(qiáng)度要求，且可有效降低其表面溫度，減弱了熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線部位因溫度超限導(dǎo)致的測(cè)量精度超差，同時(shí)降低了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重量負(fù)擔(dān)及該安裝座的研發(fā)、安裝、維護(hù)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明帶冷卻功能的傳感器安裝座的正向外觀示意圖。
[0010]圖2是圖1所示安裝座的軸剖結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3是圖1所示安裝座的俯視結(jié)構(gòu)透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下便結(jié)合實(shí)施例附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳述，以使本發(fā)明技術(shù)方案更易于理解、掌握。
[0013]本發(fā)明創(chuàng)新提出了一種帶冷卻功能的安裝座，即對(duì)其自身插入機(jī)匣內(nèi)的部位進(jìn)行冷卻，使其在高溫下保持一定的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)又對(duì)其上方的熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線部位進(jìn)行冷卻。
[0014]如圖1至圖3所示的本發(fā)明帶冷卻功能的傳感器安裝座，概括來(lái)看:由鎳基高溫合金材質(zhì)的平臺(tái)1、圓柱狀凸臺(tái)3和密封環(huán)(未標(biāo)識(shí))一體同軸組裝焊連構(gòu)成，其中圓柱狀凸臺(tái)3中空(用于裝配熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線等傳感器結(jié)構(gòu))且壁面內(nèi)設(shè)有至少兩條豎直方向的通氣道，密封環(huán)相接于圓柱狀凸臺(tái)底部且形成有導(dǎo)通全部通氣槽的水平環(huán)狀凹槽。這里兩條豎直方向的通氣道成組主要用于各一條進(jìn)氣、出氣通道，缺一不可。而密封圈采用分離式裝接設(shè)計(jì)主要緣于在密閉容器中開(kāi)設(shè)豎向通氣道簡(jiǎn)單，但要進(jìn)一步在內(nèi)部形成橫向?qū)ǖ乃江h(huán)狀凹槽，工藝上難度十分巨大，故而采用分體加工再組裝焊連的結(jié)構(gòu)，能輕易實(shí)現(xiàn)上述導(dǎo)通要求。
[0015]同時(shí)平臺(tái)設(shè)有水平方向的出氣孔4和外聯(lián)航空冷氣的進(jìn)氣孔2，且進(jìn)氣孔2、出氣孔4與通氣道5、7逐一相交導(dǎo)通(其中通氣道5位于近出氣孔4處，而通氣孔7位于近進(jìn)氣孔2處)，該進(jìn)氣孔2、通氣道5、水平環(huán)狀凹槽6、通氣道7、出氣孔4構(gòu)成傳感器安裝座內(nèi)部的氣流通道空間。通過(guò)利用冷氣流流經(jīng)其內(nèi)部設(shè)置的通氣道5、7，可有效降低安裝座內(nèi)外側(cè)的表面溫度，保證了其插入機(jī)匣內(nèi)的圓柱狀凸臺(tái)3在高溫燃?xì)猸h(huán)境下的機(jī)械強(qiáng)度。同時(shí)減少了機(jī)匣壁面通過(guò)安裝座的平臺(tái)I向熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線部位的傳熱，避免了補(bǔ)償導(dǎo)線因溫度過(guò)高導(dǎo)致精度超差。該冷卻措施在航空發(fā)動(dòng)機(jī)高空工作時(shí)，尤為簡(jiǎn)單易行，利用高空冷氣流便可對(duì)安裝座進(jìn)行冷卻降溫。
[0016]需要說(shuō)明的是，上述冷氣流在水平環(huán)型凹槽6內(nèi)環(huán)繞有利于冷氣流與安裝座之間充分的熱量交換。
[0017]作為進(jìn)一步的技術(shù)限定，如圖3所示上述進(jìn)氣孔和出氣孔的數(shù)量相同且呈對(duì)稱(chēng)狀分布于平臺(tái)之中，而通氣道的數(shù)量對(duì)應(yīng)進(jìn)氣孔和出氣孔的數(shù)量總和。為保證較好的冷卻效果，安裝座內(nèi)部對(duì)稱(chēng)地開(kāi)設(shè)有五個(gè)進(jìn)氣孔2和五個(gè)出氣孔4，對(duì)應(yīng)通氣道十條，通過(guò)水平環(huán)狀凹槽構(gòu)成傳感器安裝座內(nèi)部的多氣流復(fù)合通道空間。該結(jié)構(gòu)保證了同一時(shí)間有較大量的冷氣流進(jìn)入安裝座，與安裝座充分熱交換后可順暢地從出氣孔流出，確保安裝座內(nèi)冷氣流的不斷更新。將安裝座的熱量有效攜帶出去。
[0018]本創(chuàng)作帶冷卻功能的傳感器安裝座的一種實(shí)施方式平臺(tái)I和圓柱狀凸臺(tái)3采用的材料均為鎳基高溫合金。從使用的環(huán)境溫度考慮，安裝座可采用鈮合金制造，該材料的熔化點(diǎn)達(dá)到2741K，在1600K的高溫下仍具有很高的機(jī)械強(qiáng)度。但該材料在600°C以上的空氣中會(huì)發(fā)生劇烈氧化，生成對(duì)基體無(wú)保護(hù)作用的氧化物。因此，高溫氧化環(huán)境下使用時(shí)須對(duì)其表面涂覆一層抗氧化涂層，工藝較為復(fù)雜。目前，國(guó)內(nèi)廠商提供的鈮合金材料價(jià)格昂貴，涂覆抗氧化涂層后價(jià)格更是不菲。因此，本專(zhuān)利安裝座的設(shè)計(jì)采用價(jià)格低廉的鎳基高溫合金制造，雖然該材料的熔化點(diǎn)僅為1650K，但通過(guò)使用過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行冷卻處理，且安裝座插入機(jī)匣內(nèi)部的圓柱狀凸臺(tái)3長(zhǎng)度很短，可有效降低其表面溫度，保證安裝座在使用過(guò)程中的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)降低了安裝座的研制成本。
[0019]應(yīng)用本發(fā)明的傳感器安裝座，用于大推重比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪后燃?xì)鉁囟葌鞲衅?R型鎧裝熱電偶與機(jī)匣的安裝固定，通過(guò)自身冷卻結(jié)構(gòu)改進(jìn)及冷卻處理，有效減少了機(jī)匣通過(guò)安裝座向熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線部位的傳熱，使得安裝座采用普通的鎳基合金制造即可滿足1600K左右高溫燃?xì)猸h(huán)境下使用的機(jī)械強(qiáng)度要求，且可有效降低其表面溫度，減弱了熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線部位因溫度超限導(dǎo)致的測(cè)量精度超差，同時(shí)降低了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重量負(fù)擔(dān)及該安裝座的研發(fā)、安裝、維護(hù)成本。
[0020]除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其它實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.帶冷卻功能的傳感器安裝座，其特征在于:由平臺(tái)、圓柱狀凸臺(tái)和密封環(huán)一體同軸組裝構(gòu)成，其中所述圓柱狀凸臺(tái)中空且壁面內(nèi)設(shè)有至少兩條豎直方向的通氣道，所述密封環(huán)相接于圓柱狀凸臺(tái)底部且形成有導(dǎo)通全部通氣槽的水平環(huán)狀凹槽；所述平臺(tái)設(shè)有水平方向的出氣孔和外聯(lián)航空冷氣的進(jìn)氣孔，且進(jìn)氣孔、出氣孔與通氣道逐一相交導(dǎo)通，所述進(jìn)氣孔、通氣道、水平環(huán)狀凹槽、出氣孔構(gòu)成傳感器安裝座內(nèi)部的氣流通道空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶冷卻功能的傳感器安裝座，其特征在于:所述進(jìn)氣孔和出氣孔的數(shù)量相同且呈對(duì)稱(chēng)狀分布于平臺(tái)之中，所述通氣道的數(shù)量對(duì)應(yīng)進(jìn)氣孔和出氣孔的數(shù)量總和。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶冷卻功能的傳感器安裝座，其特征在于:所述進(jìn)氣孔和出氣孔的數(shù)量為各五個(gè)，對(duì)應(yīng)通氣道十條，通過(guò)水平環(huán)狀凹槽構(gòu)成傳感器安裝座內(nèi)部的多氣流復(fù)合通道空間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述帶冷卻功能的傳感器安裝座，其特征在于:所述平臺(tái)、圓柱狀凸臺(tái)和密封環(huán)均為鎳基高溫合金材質(zhì)且一體焊連。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明揭示了一種帶冷卻功能的傳感器安裝座，由平臺(tái)、圓柱狀凸臺(tái)和密封環(huán)一體同軸組裝構(gòu)成，其中圓柱狀凸臺(tái)中空且壁面內(nèi)設(shè)有至少兩條豎直方向的通氣道，密封環(huán)相接于圓柱狀凸臺(tái)底部且形成有導(dǎo)通全部通氣槽的水平環(huán)狀凹槽；平臺(tái)設(shè)有水平方向的出氣孔和外聯(lián)航空冷氣的進(jìn)氣孔，且進(jìn)氣孔、出氣孔與通氣道逐一相交導(dǎo)通，結(jié)合水平環(huán)狀凹槽構(gòu)成傳感器安裝座內(nèi)部的氣流通道空間。應(yīng)用實(shí)施本發(fā)明技術(shù)方案后，通過(guò)自身冷卻結(jié)構(gòu)改進(jìn)及冷卻處理，使得安裝座采用普通的鎳基合金制造即可滿足1600K左右高溫燃?xì)猸h(huán)境下使用的機(jī)械強(qiáng)度要求，有效降低其表面溫度，減弱了熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線部位因溫度超限導(dǎo)致的測(cè)量精度超差，降低了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重量負(fù)擔(dān)及成本。
【IPC分類(lèi)】G01K7-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104535208
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410713816
【發(fā)明人】彭春增, 蔣偉剛, 徐琪
【申請(qǐng)人】蘇州長(zhǎng)風(fēng)航空電子有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月2日