CN114321551A - 适用于高温排气系统的节流孔板 - Google Patents
适用于高温排气系统的节流孔板 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114321551A CN114321551A CN202111507757.6A CN202111507757A CN114321551A CN 114321551 A CN114321551 A CN 114321551A CN 202111507757 A CN202111507757 A CN 202111507757A CN 114321551 A CN114321551 A CN 114321551A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- orifice plate
- temperature exhaust
- cooling
- throttling
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Details Of Valves (AREA)
Abstract
本发明涉及适用于高温排气系统的节流孔板，所述节流孔板具有中心节流孔，所述节流孔板具有环形冷却腔，所述环形冷却腔与所述中心节流孔同心设置，所述节流孔板连接有第一循环冷却管，所述第一循环冷却管与所述环形冷却腔连通；所述冷却腔和所述第一循环冷却管内充有冷却介质；在所述低温排气管道内设置有喷淋环，所述喷淋环为环形管，所述环形管上开有多个喷孔，所述多个喷孔的喷射方向面向节流孔板背面，用于为节流孔板降温；冷却水管从所述低温排气管道外部穿入所述低温排气管道内部，并连通到所述环形管。本发明采用水冷型孔板作为节流元件，由于采用水作为孔板的冷却介质，可以保证孔板能够承受极高的排气温度。
Description
技术领域
本发明涉及试验设备技术领域，尤其涉及航空发动机、燃气轮机地面试验高温排气的节流孔板。
背景技术
当前在航空发动机及燃气轮机的研制过程中，地面试验设备有着不可替代的作用，通过在地面试验设备上模拟航空发动机及燃气轮机部件的真实环境工况或模化工况，可以快速、低成本的获取部件的性能参数，用于设计方案的调整、优化。
用于燃烧室、涡轮叶片等部件的试验设备，其排气具有高温的特点，排气温度可达1700℃甚至更高。在开展燃烧室、涡轮叶片等部件的试验研究时，需要试验设备能够建立一定的压力，达到模拟工作压力的目的，燃烧室、涡轮叶片等部件的工作压力范围从常压到5MPa甚至更高。为了更真实的模拟部件的工作工况，要求试验设备具备背压调节精度优于1％的能力；考虑到试验成本，要求背压调节时间尽可能短；且在高温的排气环境中，背压调节装置易损坏，要求背压调节装置容易更换及造价低。因此该类试验设备中需要配置一套可靠、快速、精确的背压调节系统，实现高温排气环境下的背压调节。
常规的背压调节系统，采用高温合金材质的阀门或采用阀前喷水降温+普通材质阀门，为达到背压调节精度优于1％的目的，需要采用多路并联的方案。高温合金材质的阀门受材质自身使用温度限制及密封件使用温度限制，一般用于排气温度不超过1000℃的环境；阀前喷水降温+普通材质阀门的方案，需要配置高压喷淋水系统及喷水装置，且在使用过程中调节量较多以及受喷淋水相变过程的影响，导致背压调节、稳定时间较长。上述两种背压调节方案，受高温排气的影响，易损坏的设备为阀门，背压调节型阀门造价较高，损坏后更换费用较高。
发明内容
本发明的目的是：使得节流孔板适用于在高温的排气环境并建立背压；实现背压的快速、精确调节；且节流孔板更换方便。
本发明的技术方案是：
提供适用于高温排气系统的节流孔板，所述节流孔板安装在高温排气管道出口与低温排气管道进口之间，高温排气受到所述节流孔板的节流作用；
所述节流孔板具有中心节流孔，所述节流孔板具有环形冷却腔，所述环形冷却腔与所述中心节流孔同心设置，所述节流孔板连接有第一循环冷却管，所述第一循环冷却管与所述环形冷却腔连通；所述冷却腔和所述第一循环冷却管内充有冷却介质；
在所述低温排气管道内设置有喷淋环，所述喷淋环为环形管，所述环形管上开有多个喷孔，所述多个喷孔的喷射方向面向节流孔板背面，用于为节流孔板降温；冷却水管从所述低温排气管道外部穿入所述低温排气管道内部，并连通到所述环形管。
进一步的，所述冷却介质为冷却水。优选地，通过调节阀调节冷却水量，达到冷却孔板的目的。
进一步的，所述节流孔板的中心节流孔为锥孔，对应高温排气管道出口为锥孔大端，对应低温排气管道出口为锥孔小端。
进一步的，所述多个喷孔在环形管上均匀环状分布。更进一步的，所述多个喷孔形成高速水射流。更进一步的，喷孔为圆形孔、矩形孔、三角形孔、扇形孔或椭圆形孔。
进一步的，所述第一循环冷却管为多条，且均匀环状分布。
进一步的，所述节流孔板为金属材质。更进一步的，为不锈钢、碳素钢、合金钢。
进一步的，节流孔板设置有温度传感器，对节流板的温度进行实时监测，通过调节冷却水量，确保温度在安全的范围内。
进一步的，所述节流孔板采用螺纹连接或法兰连接安装在高温排气管道出口与低温排气管道进口之间，更换简单。
本发明的优点是：1、本发明采用水冷型孔板作为节流元件，由于采用水作为孔板的冷却介质，可以保证孔板能够承受极高的排气温度，在高温环境中可靠的建立背压；
2、本发明采用的孔板可以采用碳钢或普通不锈钢材质，水介质采用内部循环或外部喷淋的方式对孔板进行冷却，孔板结构简单，材料常规，造价便宜；
附图说明
图1是本发明的结构剖视示意图；
图2是喷淋环侧向示意图；
其中：1－高温排气管道、2－低温排气管道、3－节流孔板、31－中心节流孔、32－环形冷却腔、4－喷淋环、41－喷孔、5－第一循环冷却管、6－冷却水管。
具体实施方式
将参照附图更充分地描述所公开的示例，在附图中示出了所公开示例中的一些(但并非全部)。事实上，可描述许多不同的示例并且这些示例不应该被解释为限于本文中阐述的示例。相反，描述这些示例，使得本公开将是彻底和完全的，并且将把本公开的范围充分传达给本领域的技术人员。
具体实施例为：提供适用于高温排气系统的节流孔板，所述节流孔板安装在高温排气管道出口与低温排气管道进口之间，高温排气受到所述节流孔板的节流作用；
所述节流孔板具有中心节流孔，所述节流孔板具有环形冷却腔，所述环形冷却腔与所述中心节流孔同心设置，所述节流孔板连接有第一循环冷却管，所述第一循环冷却管与所述环形冷却腔连通；所述冷却腔和所述第一循环冷却管内充有冷却介质；
在所述低温排气管道内设置有喷淋环，所述喷淋环为环形管，所述环形管上开有多个喷孔，所述多个喷孔的喷射方向面向节流孔板背面，用于为节流孔板降温；冷却水管从所述低温排气管道外部穿入所述低温排气管道内部，并连通到所述环形管。
所述冷却介质为冷却水。通过调节阀调节冷却水量，达到冷却水冷型孔板的目的。
所述节流孔板的中心节流孔为锥孔，对应高温排气管道出口为锥孔大端，对应低温排气管道出口为锥孔小端。
所述多个喷孔在环形管上均匀环状分布，所述多个喷孔形成高速水射流，喷孔为圆形孔。
所述第一循环冷却管为多条，且均匀环状分布。冷却水管为两条，且对称分布。
所述节流孔板为不锈钢。
所述节流孔板采用法兰连接安装在高温排气管道出口与低温排气管道进口之间，更换简单。
已出于例示和描述的目的展示了对不同有利布置的描述，但是该描述并不旨在是排他性的或限于所公开形式的示例。许多修改形式和变化形式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。另外，不同的有利示例可描述与其他有利示例相比不同的优点。选择和描述所选择的一个示例或多个示例，以便最佳地说明示例的原理、实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开有进行了适于所料想特定使用的各种修改的各种示例。
Claims (10)
1.适用于高温排气系统的节流孔板，其特征在于：所述节流孔板安装在高温排气管道出口与低温排气管道进口之间，高温排气受到所述节流孔板的节流作用；
所述节流孔板具有中心节流孔，所述节流孔板具有环形冷却腔，所述环形冷却腔与所述中心节流孔同心设置，所述节流孔板连接有第一循环冷却管，所述第一循环冷却管与所述环形冷却腔连通；所述冷却腔和所述第一循环冷却管内充有冷却介质；
在所述低温排气管道内设置有喷淋环，所述喷淋环为环形管，所述环形管上开有多个喷孔，所述多个喷孔的喷射方向面向节流孔板背面，用于为节流孔板降温；冷却水管从所述低温排气管道外部穿入所述低温排气管道内部，并连通到所述环形管。
2.如权利要求1所述的适用于高温排气系统的节流孔板，其特征在于：所述冷却介质为冷却水。
3.如权利要求3所述的适用于高温排气系统的节流孔板，其特征在于：通过调节阀调节冷却水量。
4.如权利要求1所述的适用于高温排气系统的节流孔板，其特征在于：所述节流孔板的中心节流孔为锥孔，对应高温排气管道出口为锥孔大端，对应低温排气管道出口为锥孔小端。
5.如权利要求1所述的适用于高温排气系统的节流孔板，其特征在于：所述多个喷孔在环形管上均匀环状分布。
6.如权利要求5所述的适用于高温排气系统的节流孔板，其特征在于：喷孔为圆形孔、矩形孔、三角形孔、扇形孔或椭圆形孔。
7.如权利要求1所述的适用于高温排气系统的节流孔板，其特征在于：所述第一循环冷却管为多条，且均匀环状分布。
8.如权利要求1所述的适用于高温排气系统的节流孔板，其特征在于：所述冷却水管为两条，且对称分布。
9.如权利要求1所述的适用于高温排气系统的节流孔板，其特征在于：所述节流孔板为金属材质。
10.如权利要求9所述的适用于高温排气系统的节流孔板，其特征在于：所述节流孔板材质为不锈钢、碳素钢或合金钢。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111507757.6A CN114321551A (zh) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | 适用于高温排气系统的节流孔板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111507757.6A CN114321551A (zh) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | 适用于高温排气系统的节流孔板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114321551A true CN114321551A (zh) | 2022-04-12 |
Family
ID=81050979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111507757.6A Pending CN114321551A (zh) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | 适用于高温排气系统的节流孔板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114321551A (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB753588A (en) * | 1953-10-19 | 1956-07-25 | Thomas Fairley | A method and apparatus for reducing the temperature and pressure of superheated steam |
| US3981946A (en) * | 1974-02-12 | 1976-09-21 | Tokico Ltd. | Perforated plate of steam reforming valve |
| SU775510A1 (ru) * | 1977-12-01 | 1980-10-30 | Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола | Впрыскивающий парохладитель |
| JPH06213406A (ja) * | 1992-05-26 | 1994-08-02 | Maruzen Petrochem Co Ltd | 過熱蒸気の減温器 |
| JPH08312909A (ja) * | 1995-05-23 | 1996-11-26 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ボイラ蒸気管のスプレー装置 |
| RU2010116230A (ru) * | 2010-04-23 | 2011-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический универс | Циклон для разделения газовых смесей |
| RU185871U1 (ru) * | 2018-07-10 | 2018-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭМК" | Дроссельно-охладительная установка |
| CN110672297A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-10 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 一种高压水冷进气装置 |
-
2021
- 2021-12-10 CN CN202111507757.6A patent/CN114321551A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB753588A (en) * | 1953-10-19 | 1956-07-25 | Thomas Fairley | A method and apparatus for reducing the temperature and pressure of superheated steam |
| US3981946A (en) * | 1974-02-12 | 1976-09-21 | Tokico Ltd. | Perforated plate of steam reforming valve |
| SU775510A1 (ru) * | 1977-12-01 | 1980-10-30 | Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола | Впрыскивающий парохладитель |
| JPH06213406A (ja) * | 1992-05-26 | 1994-08-02 | Maruzen Petrochem Co Ltd | 過熱蒸気の減温器 |
| JPH08312909A (ja) * | 1995-05-23 | 1996-11-26 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ボイラ蒸気管のスプレー装置 |
| RU2010116230A (ru) * | 2010-04-23 | 2011-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический универс | Циклон для разделения газовых смесей |
| RU185871U1 (ru) * | 2018-07-10 | 2018-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭМК" | Дроссельно-охладительная установка |
| CN110672297A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-10 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 一种高压水冷进气装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7574904B1 (en) | Advanced hot section materials and coatings test rig | |
| US5961279A (en) | Turbine power plant having minimal-contact brush seal augmented labyrinth seal | |
| US6622490B2 (en) | Turbine power plant having an axially loaded floating brush seal | |
| US8453464B2 (en) | Air metering device for gas turbine engine | |
| JP2010276019A (ja) | クリアランスを制御するためのシステム及び方法 | |
| US4025227A (en) | Variable area turbine | |
| US20100263755A1 (en) | Fuel distributor valve | |
| CN109724789B (zh) | 航改型燃气轮机燃料喷嘴流量测试方法 | |
| CN114321551A (zh) | 适用于高温排气系统的节流孔板 | |
| CA2399667C (en) | Gas turbine combustor apparatus | |
| CN110043390B (zh) | 一种卫星双组元推进剂并联贮箱均衡排放同步阀及其应用 | |
| Schiewe et al. | How future propulsion systems influence future component testing: Latest results from Stuttgart University’s altitude test facility | |
| Anthony et al. | Phantom cooling effects on rotor blade surface heat flux in a transonic full scale 1+ 1/2 stage rotating turbine | |
| US2969925A (en) | Multiple variable area orifice injector | |
| US10697373B2 (en) | Active combustion control valve, system and method | |
| US20140096526A1 (en) | System for operating a combustor of a gas turbine | |
| GB2559857A (en) | Pressure responsive valve for a cooling flow in a gas turbine | |
| Hiller et al. | High pressure compressor stabilization by controlled pulsed injection | |
| Steinetz et al. | Preliminary evaluation of an active clearance control system concept | |
| US10184507B2 (en) | Centering bolt | |
| JP3205764B2 (ja) | 高温ガス流評価試験装置 | |
| CN115574348B (zh) | 燃气喷淋系统、热冲击疲劳试验器及燃气喷淋降温方法 | |
| CN106885683B (zh) | 一种测量三维复杂流场的半球头十二孔稳态压力探针 | |
| CN111238785B (zh) | 航改型燃机发动机透平动叶冷却流道的流量测试方法及系统 | |
| CN220505909U (zh) | 一种高温高压减压阀 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |