CN112492784B - 一种振动传感器用冷却壳 - Google Patents

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Abstract

本发明属于能源动力行业技术领域，具体涉及一种振动传感器用冷却壳。本发明采用气冷开槽耳座、扩散冷却气的流场的工艺气喷嘴，在传感器底座与高温机匣支架之间增加带有特殊结构的冷却气道及一股冷却气管，冷却气管直接射流至传感器底座并沿槽道流出，进而对整个半开放腔室内进行对流冷却，并在传感器侧面布置冷却空气喷嘴，对其进行再次冷却。本发明采用多种冷却方式并行以提高冷却效果，经实际应用验证，本发明可大幅降低传感器表面温度，有效地避免了由于温度过高影响传感器测量精度的问题。本发明可用于冷却需要在高温区工作的传感器，如工业和船用燃气轮机外机匣等高温机械部件连接处。

Description

一种振动传感器用冷却壳
技术领域
本发明属于能源动力行业技术领域，具体涉及一种振动传感器用冷却壳。
背景技术
工业用燃气轮机在高速旋转同时，常伴随着振动的发生，为了全面监测机组的运行情况，需要在机组的机匣外侧各处布置振动传感器以进行测量。燃气轮机燃烧室及其后部涡轮外机匣的区域属于高温区，机匣表面的温度达到600℃以上，而传统传感器支架由于设计结构缺陷导致冷却效果不好，常常导致该区域的振动传感器因超温而失灵。
西气东输工程中，新疆烟墩站使用传统振动传感器支架的增压机组出现传感器超温过热问题，由此导致机体测量参数异常，严重影响了项目进度与相关工作的开展。
发明内容
本发明的目的在于解决传统工业用燃气轮机机匣处高温区存在的振动传感器超温失灵问题，提供一种振动传感器用冷却壳。
本发明的目的通过如下技术方案来实现：包括连接板和耳座；所述的连接板上开设有机匣安装孔；所述的耳座安装在连接板的一侧，在耳座下方和后方布置有热辐射阻挡版，在耳座外侧设有管接头，在耳座中央开设有传感器安装孔，在传感器安装孔四周设有冷却气道开槽，在传感器安装孔一侧布置有工艺气喷嘴。
本发明还可以包括：
所述的工艺气喷嘴整体为空心圆柱形状，在工艺气喷嘴的喷射端部均匀开设有槽道，使流入工艺气喷嘴的气流在喷射端部扩散。
所述的连接板采用厚壁板以增强连接稳定性；所述的热辐射阻挡版采用薄板以减弱热辐射。
本发明的有益效果在于：
本发明采用气冷开槽耳座、扩散冷却气的流场的工艺气喷嘴，对传感器进行全方位冷却，并且在传感器周围设置薄支板，削减热传导的同时大大减弱热辐射。较传统传感器底座相比，本发明采用多种冷却方式并行以提高冷却效果，经实际应用验证，本发明可大幅降低传感器表面温度，有效地避免了由于温度过高影响传感器测量精度的问题。
附图说明
图1(a)为本发明的一种振动传感器用冷却壳的正视图。
图1(b)为本发明的一种振动传感器用冷却壳的左视图。
图1(c)为本发明的一种振动传感器用冷却壳的右视图。
图1(d)为本发明的一种振动传感器用冷却壳的俯视图。
图2为本发明中耳座的示意图。
图3(a)为本发明中工艺气喷嘴的侧视图。
图3(b)为本发明中工艺气喷嘴的主视图。
图3(c)为本发明中工艺气喷嘴的扩散流场示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
本发明专利属于能源动力行业，具体涉及一种振动传感器用冷却壳。为解决传统传感器耳座设计缺陷、冷却效果差的问题，本发明新设计了一种带有多种冷却方式并行的冷却设计方案。经烟墩燃机实际应用试验验证，本发明中优化气道后耳座以及新增冷却气均能各自单独大幅减弱高温区，经本发明组合改进后，可使振动传感器所处区域温度完全降至其工作范围以内，完全解决其超温超限的问题。
本发明提供了一种带有强烈冷却效果的传感器冷却设计方案，可用于冷却需要在高温区工作的传感器，如工业和船用燃气轮机外机匣等高温机械部件连接处。在传感器底座与高温机匣支架之间增加带有特殊结构的冷却气道及一股冷却气管，冷却气管直接射流至传感器底座并沿槽道流出，进而对整个半开放腔室内进行对流冷却，并在传感器侧面布置冷却空气喷嘴，对其进行再次冷却。经试验测算，本发明可极大降低传感器表面温度，有效削弱传感器表面高温区，延长传感器使用寿命的同时提高了其测量的稳定性。
实施例1：
如图1(a)-图1(d)所示为本发明的一种振动传感器用冷却壳，包括连接板3和耳座2；所述的连接板3上开设有机匣安装孔；所述的耳座安装在连接板的一侧，在耳座下方布置有热辐射阻挡版5，在耳座后方布置有热辐射阻挡版4，在耳座外侧设有管接头1，在耳座中央开设有传感器安装孔，在传感器安装孔四周设有冷却气道开槽，在传感器安装孔一侧布置有工艺气喷嘴8。
与传感器探头直接接触的耳座进行了特殊设计，采用槽道气冷结构，耳座开孔通气冷却，接触传感器一侧开槽增强冷气与传感器换热。如图2所示，耳座中间开孔并设计了冷却气道的开槽结构，使得冷却气流冲击传感气底部后沿槽道发展，气体流经传感器外壁，最后在传感器腔室内参与二次换热。靠近高温区的槽道开大角度以增强换热系数，在保证传感器稳定固定在耳座的同时在其他表面拓宽气道。
实施例2：
本发明的一种振动传感器用冷却壳采用气冷开槽耳座、扩散冷却气的流场的工艺气喷嘴，对传感器进行全方位冷却，并且在传感器周围设置薄支板，削减热传导的同时大大减弱热辐射。较传统传感器底座相比，本发明采用多种冷却方式并行以提高冷却效果，经实际应用验证，本发明可大幅降低传感器表面温度，有效地避免了由于温度过高影响传感器测量精度的问题。
传感器左侧布置的工艺气喷嘴结构及其对流场的扩散如图3(a)、图3(b)和图3(c)所示，喷嘴的外径10mm，内径8mm，在其端部和侧面共开8个宽1mm的槽道，端部槽长2mm，侧面槽长3mm。工艺气喷嘴可将气流扩散，使冷却气的流场完整的覆盖整个传感器探头，同时对其仅有较小的冲击力，不影响其测量精度。
实施例3：
冷却壳包括连接板和耳座；所述的连接板上开设有机匣安装孔；所述的耳座安装在连接板的一侧，在耳座下方和后方布置有热辐射阻挡版，在耳座上中央开设有传感器安装孔，在传感器安装孔四周设有冷却气道开槽，在传感器安装孔一侧布置有工艺气喷嘴；所述的振动传感器通过传感器安装孔固定在耳座上，且振动传感器的探头布置在工艺气喷嘴的侧面；所述的耳座上设有管接头，冷却气流通过管接头冲击振动传感器底部后沿冷却气道开槽发展，冷却气流经振动传感器外壁，最后在振动传感器腔室内参与二次换热。
冷却壳由管接头、耳座，两块挡板，以及一块儿连接板焊接而成，再通过连接板上的螺纹孔连接到机匣本体上。振动传感器的探头通过4个螺钉把在支架上。
连接板采用厚壁板以增强连接稳定性，热辐射阻挡版采用薄板以减弱热辐射。连接板为10mm厚的钢板，在传感器探头的下侧和后侧采用1mm厚的钢板以阻挡机匣的热辐射。
与传感器探头相接触的耳座开孔、开槽，从低压压气机2级机匣引出一股冷却气，对探头进行冲击冷却，冷却气由槽道流出后对支架腔室内进行二次对流冷却。从箱装体外引入一股冷却气，经过扩散工艺气喷嘴，增大对流换区域，对传感器侧面进行再次冷却。
经实际测量，当燃气轮机实际运转时，测得高温区的机匣表面温度为500℃左右，该冷却壳可使传感器表面平均温度降低至100℃。同时，局部最高温度降低至160℃，温度降幅达到350℃左右，冷却效果良好。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种振动传感器用冷却壳，其特征在于：包括连接板和耳座；所述的连接板上开设有机匣安装孔；所述的耳座安装在连接板的一侧，在耳座下方和后方布置有热辐射阻挡版，在耳座外侧设有管接头，在耳座中央开设有传感器安装孔，在传感器安装孔四周设有冷却气道开槽，在传感器安装孔一侧布置有工艺气喷嘴；所述的冷却气道开槽整体为十字型槽，冷却气道开槽靠近连接板一侧的槽道比远离连接板一侧的槽道宽；所述的工艺气喷嘴整体为空心圆柱形状，在工艺气喷嘴的喷射端部均匀开设有槽道，使流入工艺气喷嘴的气流在喷射端部扩散。
2.根据权利要求1所述的一种振动传感器用冷却壳，其特征在于：所述的连接板采用厚壁板以增强连接稳定性；所述的热辐射阻挡版采用薄板以减弱热辐射。
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