CN204461672U - 一种管路总压测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种管路总压测试装置，包括：安装座和测试探头，安装座固定在管路上，且内部设有供测试探头伸入管路内的空腔；测试探头包括测试部分，测试部分具有中空结构，测试部分位于管路内的壁上开设有测压孔，测压孔与管路内的气流方向相对，测试部分位于管路外的部分连接压力传感器；且安装座的内壁上和测试探头的外壁上设有安装定位结构，能够对测试探头进行安装定位。此种管路总压测试装置能够保证结构的紧凑性，重量较轻；同时安装起来比较简单，不需其它辅助工具，节省了安装时间，还能够保证安装方向的准确性，便于安装和定位的优点能够提高管路总压测试装置测量数据的准确性。

Description

一种管路总压测试装置

技术领域

本实用新型涉及测试技术领域，尤其涉及一种管路总压测试装置。

背景技术

气流的总压测量是一种比较常见的流体性能参数收集手段，在飞机、航空发动机和气体动力学等有关的学科领域的设计和试验中是重要的参数之一。在发动机研制过程中，常需要收集气流的总压数据，为其性能分析和验证提供依据。

引气管路测量总压时，为了保证测量结果的准确性，必须使测试探头上的小孔对准气流方向。常见的总压测量方式为在气流中放一根管子，其孔口轴线对准气流方向，并在密封的情况下，用另外的管路将管子末端与压力显示仪表接通，就可以使气流进入孔口后不能再流动而被滞止下来，从而测出孔口处局部的总压。

具体地，现有技术中测量航空发动机管路上相关参数时，大多采用在管路上焊接一个测试安装座，测量总压的安装座为了保证测试方向的准确性，一般采用法兰形式，但由于法兰结构外形和重量较大，对于管路密集处不太适用。而且在安装时还需要另外采用螺栓螺母进行安装，使得安装工作较为繁琐，不容易保证定位精度，这样形成的安装误差可能会导致测量数据不准确的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种管路总压测试装置，能够在保证结构紧凑性的同时，降低安装难度，并且提高测量数据的准确性。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种管路总压测试装置，包括:安装座和测试探头，

所述安装座固定在管路上，且内部设有供所述测试探头伸入所述管路内的空腔；

所述测试探头包括测试部分，所述测试部分具有中空结构，所述测试部分位于所述管路内的壁上开设有测压孔，所述测压孔与所述管路内的气流方向相对，所述测试部分位于所述管路外的部分连接压力传感器；

且所述安装座的内壁上和所述测试探头的外壁上设有安装定位结构，能够对所述测试探头进行安装定位。

进一步地，所述安装定位结构包括：设置在所述安装座和所述测试探头之间的沿着中心线的定位凹槽和定位凸台的配合结构。

进一步地，所述安装定位结构包括：设置在所述安装座和所述测试探头之间的沿着中心线的花键配合结构。

进一步地，所述测试探头还包括固定部分，所述固定部分同轴设置在所述测试部分位于所述管路外的一侧，所述固定部分能够在所述测试探头安装到位后与所述安装座相固定。

进一步地，所述固定部分为设置在所述测试部分远离所述管路一侧的外螺纹结构，所述管路总压测试装置还包括固定螺母，所述固定螺母的内孔分为光孔和螺纹孔两段，所述光孔套设在所述安装座的外壁上，所述螺纹孔与所述外螺纹结构相配合；

且所述固定螺母和所述安装座之间设有锁定结构，能够将所述测试探头固定在所述安装座上。

进一步地，所述锁定结构包括：挡销、设置在所述固定螺母的所述光孔上的环槽和设置在所述安装座的外壁上的所述环槽，所述挡销从所述固定螺母外部穿设在两个所述环槽之间的区域内，能够将所述固定螺母固定在所述安装座上；设置在所述固定螺母上的环槽的纵向截面为半圆形，设置在所述安装座上的所述环槽的纵向截面为半圆形或者半长圆形。

进一步地，所述测试探头还包括锁死部分，所述锁死部分包括：同轴设置在所述固定部分远离所述管路一端的六方结构，所述六方结构上开设有第一锁丝孔，所述固定螺母上开设有第二锁丝孔，能够通过铅封丝穿设在所述第一锁丝孔和所述第二锁丝孔内将所述测试探头锁死。

进一步地，所述测试探头还包括密封部分，所述密封部分设置在所述测试部分与所述固定部分之间，能够阻止所述管路内的气体外泄。

进一步地，所述密封部分为球面结构，能够与设置在所述安装座内壁上远离所述管路一端的第一锥面形成线接触进行密封。

进一步地，所述安装座还包括：设置在所述第一锥面顶端的第二锥面，所述第二锥面上开设有所述定位凹槽。

进一步地，所述测压孔的轴线与所述管路的轴线相重合。

进一步地，所述安装座为三通安装座，所述三通安装座同轴焊接在第一导管和第二导管之间，所述三通安装座位于两个相对接头之间的部分、第一导管和第二导管形成一根完整的所述管路。

基于上述技术方案，本实用新型实施例的管路总压测试装置通过采用接头连接形式，能够保证安装结构的紧凑性，整体占用空间较小，重量较轻。同时，由于采用了带有安装定位结构的装配形式，不仅安装起来比较简单，不需要其它的辅助工具，节省了安装时间，还能够保证安装方向的准确性，便于安装和定位的优点能够提高管路总压测试装置测量数据的准确性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型管路总压测试装置的第一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型管路总压测试装置的第一实施例的安装座结构示意图；

图3为本实用新型管路总压测试装置的第一实施例的测试探头结构示意图；

图4为本实用新型管路总压测试装置的第二实施例的结构示意图。

附图标记说明

1－安装座；2－挡销；3－固定螺母；4－测试探头；5－管路；6－定位凹槽；7－第一锥面；8－第二锥面；9－球面结构；10－定位凸台；11－环槽；12－第一锁丝孔；13－第二锁丝孔；14－测压孔；15－六方结构；16－三通安装座；17－第一导管；18－第二导管；19－外螺纹结构；A－气流方向；B－中心线。

具体实施方式

以下详细说明本实用新型。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征。

本实用新型中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

由于现有技术中的管路总压测试装置采用法兰安装形式，因而不太适用于管路密集的场合，而且采用螺栓螺母进行固定安装的方式不容易保证定位精度，可能会导致测量数据不准确。针对现有技术中的方案存在的这些缺点，本实用新型需要设计一种改进的测试装置，在保证结构紧凑的同时，也要便于安装和定位，能够避免由于安装方向偏差造成的测量数据不准确等问题。

本实用新型提出了一种改进的管路总压测试装置，如图1至图3所示，包括：安装座1和测试探头4，安装座1固定在管路5上，且内部设有供测试探头4伸入管路5内的空腔；测试探头4包括测试部分，测试部分具有中空结构，测试部分位于管路5内的壁上开设有测压孔14，测压孔14与管路5内的气流方向A相对，测试部分位于管路5外的部分连接压力传感器；且安装座1的内壁上和测试探头4的外壁上设有安装定位结构，能够对测试探头4进行安装定位。

本实用新型实施例的管路总压测试装置通过采用接头连接形式，能够保证结构的紧凑性，整体占用空间较小，重量较轻，可以适用于管路比较密集的场合。

同时，由于采用了带有安装定位结构的装配形式，不仅安装起来比较简单，不需要其它的辅助工具，不仅节省了安装时间，还能够保证安装方向的准确性，避免出现安装差错。这些便于安装和定位的优点能够保证管路内气体流动的方向正对测压孔，进而提高管路总压测试装置测量数据的准确性。总压是指气流绝能等熵滞止下来的压力，为动压和静压之和，根据总压的测定值可以用来分析管道的压力分布和压力损失，也可以确定气体的流速等参数。

下面将结合具体实施例给出安装定位结构的两种实现形式。在一种实施例中，安装定位结构包括：设置在安装座1和测试探头4之间的沿着中心线B的定位凹槽6和定位凸台10的配合结构。安装定位结构能够对测试探头4进行周向限位，而且，定位凹槽6和定位凸台10的配合结构可以设计一个或者多个。

在具体设计中，设计人员可以选择如图1所示的结构，在安装座1的内壁上设置定位凹槽6，在测试探头4的外壁上设置定位凸台10。或者在安装座1的内壁上设置定位凸台10，而在测试探头4上设置定位凹槽6，为了满足装配的可实现性，设置在测试探头4上的定位凹槽6为沿着中心线B延伸的通槽，也可将测试探头4设计为前端直径小，定位凹槽6对应的部分直径较大的结构。

图1所示的这种配合结构的设计主要是通过将测试探头4的定位凸台10插入到安装座1的定位凹槽6中，从而实现定位设计，但同时也要考虑测压孔14与定位凸台10的位置关系，只有这三方面综合设计，才能保证测压孔14与气流方向A的关系，从而使测试结果不会因为安装方向错误而对测试结果造成影响。在安装时只需将定位凸台10对准定位凹槽6即能保证安装方向的准确性，然后直接进行固定即可，操作简便。

优选地，定位凹槽6与定位凸台10之间为间隙配合，以便能够轻松地实现安装。为了使装配过程更为容易，通常在管路5上开设测量孔时，孔径比测试探头4的测试部分的直径稍大，可以使测试探头4轻松地伸入管路5的内部。

在另一种实施例中，安装定位结构包括：设置在安装座1和测试探头4之间的沿着中心线B的花键配合结构。由于花键配合结构本身并不具备周向防差错的功能，因而在工程实际中，本领域技术人员可以使花键配合结构中内花键和外花键配合的齿中，至少有一个齿与其它齿的形状不同，这样将只能对应一种安装方式。另外，也可以在保证测压孔14的安装方向的前提下，在内外花键相对应的其中一个齿附近给出配对标记，这样也可提示操作人员按照正确的方向安装。

下面将对测试探头4的结构进行具体描述。在上述的实施例中，测试探头4还包括固定部分，固定部分同轴设置在测试部分位于管路5外的一侧，固定部分能够在测试探头4安装到位后与安装座1相固定，只要是可以方便地实现固定功能的结构都可以采用。

在一种实施方式中，固定部分为设置在测试部分远离管路5一侧的外螺纹结构19，管路总压测试装置还包括固定螺母3，固定螺母3的内孔分为光孔和螺纹孔两段，光孔套设在安装座1的外壁上，螺纹孔与外螺纹结构19相配合；且固定螺母3和安装座1之间设有锁定结构，能够将测试探头4固定在安装座1上。采用固定螺母3这种接头式的安装方式的优点在于，固定螺母3预先拧合在测试探头4固定部分的外螺纹结构19上，在安装定位结构的引导下，可以直接将测试探头4推入，而不需要对其进行旋转调整，推动过程中安装座1的内腔对测试探头4，以及安装座1的外壁对固定螺母3的光孔段起到支撑作用，推入到位后通过锁定结构将固定螺母3与安装座1固定，进而将测试探头4固定在安装座1上。

在其中一种结构形式中，如图1所示，锁定结构包括：挡销2、设置在固定螺母3的光孔上的环槽11和设置在安装座1的外壁上的环槽11，挡销2从固定螺母3外部穿设在两个环槽11之间的区域内，能够将固定螺母3固定在安装座1上。挡销2能够起到限制固定螺母3及测试探头4进行轴向运动的作用。

优选地，设置在固定螺母3上的环槽11的纵向截面为半圆形，设置在安装座1上的环槽11的纵向截面为半圆形或者半长圆形。另外半长圆形的槽也可以设置在固定螺母3的孔壁上。在安装座1上的环槽11为半长圆形的实施例中，半长圆形槽和半圆形槽的配合在轴向可以允许小距离的调节，避免由于安装槽错位造成的安装困难。

在另一种结构形式中，锁定结构包括：挡销2、设置在安装座1的外壁上的环槽11和沿固定螺母3径向开设的孔，挡销2穿设在孔内并顶靠在环槽11的底面，能够将固定螺母3固定在安装座1上。挡销2穿设在孔内并顶靠在环槽11的底面，这种方式也能像图1一样限制固定螺母3及测试探头4进行轴向运动。

更加优选地，测试探头4还包括锁死部分，锁死部分包括：同轴设置在固定部分远离管路5一端的六方结构15，六方结构15上开设有第一锁丝孔13，固定螺母3上开设有第二锁丝孔12，能够通过铅封丝穿设在第一锁丝孔13和第二锁丝孔12内将测试探头4锁死。

在一种更为推荐的实施例中，测试探头4还包括密封部分，密封部分设置在测试部分与固定部分之间，能够阻止管路5内的气体外泄。

在密封部分的一种实现形式中，密封部分包括：设置在测试探头4的测试部分和固定部分之间的第一锥面7，能够与设置在安装座1内壁上远离管路5一端的第一锥面7形成面接触进行密封。

为了实现更好的密封效果，在另一种实现形式中，如图1所示，密封部分为球面结构9，能够与设置在安装座1内壁上远离管路5一端的第一锥面7形成线接触进行密封。这种线密封的方式更容易保证可靠得接触，比锥面对锥面的密封效果更好。而且该第一锥面7和球面结构9作为密封面，还有对测试探头4进行轴向限位的作用，一旦第一锥面7和球面结构9相接触，则测试探头不能向管路5内部进一步伸入。

进一步地，在上一个实施例中，安装座1还包括：设置在第一锥面7顶端的第二锥面8，第二锥面8上开设有定位凹槽6。这种实施例为了保证密封性，没有在接头密封面上直接加工定位凹槽6，而是又设计了一个锥面，即在安装座1上采用了双锥面的设计，第一锥面7用于实现安装座1与测试探头4之间的密封，第二锥面8上用于设置定位凹槽6，这种结构使得密封面和定位面分离，加工起来更加方便，同时又能保证不会影响接头密封面的加工精度。

在一种优选的角度设计中，第一锥面7的角度为74°，第二锥面8的角度小于74°，例如优选为50°,从而保证内径的平滑过渡，同时角度也不能太小，必须保证定位凹槽6加工后切不到第一锥面7，保证第一锥面7的完整性。由于第一锥面7主要用来密封，因此其表面粗糙度要求和密接度较高，如果第一锥面7上留有凹槽的痕迹，加工后需进行修边等处理，处理过程中可能就会影响到第一锥面7，造成在进行密接度检查时达不到设计要求。

在本实用新型的一个推荐的实施例中，测压孔14的轴线与管路5的轴线相重合。这可以通过调整安装座1的高度或者测试探头4的测试部分的长度来进行调整，只需保证测试探头4插入后测压孔14位于管路中部即可。管路5轴线处的总压更具有代表性，或者也可以采用不同长度的测试探头4测量管路5同一横截面积上不同点的总压，然后取其平均值。

在上述实施例中，为了使本领域技术人员更清楚地明白测试探头4各个部分所代表的结构，以图1和图3为例进行说明，测试探头4包括沿着中心线B依次连接的测试部分(对应C区域内的结构)、密封部分(对应D区域内的结构)、固定部分(对应E区域内的结构)和锁死部分(对应F区域内的结构)。其中，测试部分包括伸入管路5内的柱体段和设有定位凸台10的柱体段，固定部分为设置在测试部分远离管路5的一侧的外螺纹结构19，密封部分为设置在定位凸台10和外螺纹结构19之间的球面结构9，锁死部分为开设有第一锁丝孔13的六方结构15。

在详细介绍了测压探头4的结构之后，再对安装座1的结构给出具体的实施例。在一种结构中，对于管径较大的管路，如图1和图2所示，安装座1分为底座和柱体部分，底座为与管路5相适配的圆弧形板状结构，通过焊接固定在管路5的外壁上；柱体部分内开设有空腔。

在上述提到的采用固定螺母3的结构形式中，只需要保证安装座1与固定螺母3的光孔段配合部分和测试探头4与固定螺母的螺纹孔段配合部分为圆柱体即可，对其它部分的形状没有特殊的要求。

在具体实现过程中，需要在导管5上打孔，然后将安装座1通过焊接方式安装到导管5上，焊接时需注意安装座1中的定位凹槽6与气流方向A的位置关系，对于图3所示的实施例，由于测试探头4的定位凸台10与测压孔14位置相反，即相差180°，为了保证安装后测压孔14能正对气流方向A，在焊接安装座1时要保证定位凹槽6的方向与测压孔14位置相反，否则无法保证测量的准确性。当然在设计时，也可以改变测试探头4的定位凸台10与测压孔14的角度，但同时也要修改安装座1上的定位凹槽6的角度，保证安装后测试孔14能正对气流方向A。

在另一种结构中，对于管径较小的管路，如图4所示，本实用新型中的安装座1可用三通安装座16代替，三通安装座16同轴焊接在第一导管17和第二导管18之间，三通安装座16位于两个相对接头之间的部分、第一导管17和第二导管18形成一根完整的管路5。这种实施例巧妙地利用了三通安装座16来实现同样的功能，布局安装较为方便。然而本领域技术人员应该明白，如果可以获得通径较大的三通安装座，对于管径较大的管路，也可以采用这种实施例的结构形式。

为了更好地说明本实用新型管路总压测试装置的安装和工作原理，下面将结合图1所示的实施例进行详细的阐述。假设管路5需要测压的部分已经焊接有安装座1，其固定方式已经在介绍安装座1的结构时做了说明，这里将不再重复。需要测量时，将固定螺母3预先拧在测试探头4的固定部分的外螺纹上，将测试探头4上的定位凸台10对准安装座1上的定位凹槽6插入管路5内，直到受到安装座1上的第一锥面7的限制，这时，测试探头4的周向被定位凹槽6和定位凸台10进行了定位，使得测试孔14恰好对准管路5内的气流方向A，而测试探头4的轴向被密封面进行了限位，这时再将挡销2从固定螺母3的外部穿入两个环槽11之间的区域内，从而将固定螺母3固定在安装座1上。为了达到更进一步的锁紧效果，将铅封丝交替穿过第一锁丝孔13和第二锁丝孔12内。此时当管路5内有气体通过时，就可以通过压力传感器读出管路5内的总压。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (12)

1.一种管路总压测试装置，其特征在于，包括：安装座(1)和测试探头(4)，

所述安装座(1)固定在管路(5)上，且内部设有供所述测试探头(4)伸入所述管路(5)内的空腔；

所述测试探头(4)包括测试部分，所述测试部分具有中空结构，所述测试部分位于所述管路(5)内的壁上开设有测压孔(14)，所述测压孔(14)与所述管路(5)内的气流方向(A)相对，所述测试部分位于所述管路(5)外的部分连接压力传感器；

且所述安装座(1)的内壁上和所述测试探头(4)的外壁上设有安装定位结构，能够对所述测试探头(4)进行安装定位。

2.根据权利要求1所述的管路总压测试装置，其特征在于，所述安装定位结构包括：设置在所述安装座(1)和所述测试探头(4)之间的沿着中心线(B)的定位凹槽(6)和定位凸台(10)的配合结构。

3.根据权利要求1所述的管路总压测试装置，其特征在于，所述安装定位结构包括：设置在所述安装座(1)和所述测试探头(4)之间的沿着中心线(B)的花键配合结构。

4.根据权利要求2所述的管路总压测试装置，其特征在于，所述测试探头(4)还包括固定部分，所述固定部分同轴设置在所述测试部分位于所述管路(5)外的一侧，所述固定部分能够在所述测试探头(4)安装到位后与所述安装座(1)相固定。

5.根据权利要求4所述的管路总压测试装置，其特征在于，所述固定部分为设置在所述测试部分远离所述管路(5)一侧的外螺纹结构(19)，所述管路总压测试装置还包括固定螺母(3)，所述固定螺母(3)的内孔分为光孔和螺纹孔两段，所述光孔套设在所述安装座(1)的外壁上，所述螺纹孔与所述外螺纹(19)结构相配合；

且所述固定螺母(3)和所述安装座(1)之间设有锁定结构，能够将所述测试探头(4)固定在所述安装座(1)上。

6.根据权利要求5所述的管路总压测试装置，其特征在于，所述锁定结构包括：挡销(2)、设置在所述固定螺母(3)的所述光孔上的环槽(11)和设置在所述安装座(1)的外壁上的所述环槽(11)，所述挡销(2)从所述固定螺母(3)外部穿设在两个所述环槽(11)之间的区域内，能够将所述固定螺母(3)固定在所述安装座(1)上；设置在所述固定螺母(3)上的环槽(11)的纵向截面为半圆形，设置在所述安装座(1)上的所述环槽(11)的纵向截面为半圆形或者半长圆形。

7.根据权利要求5或6所述的管路总压测试装置，其特征在于，所述测试探头(4)还包括锁死部分，所述锁死部分包括：同轴设置在所述固定部分远离所述管路(5)一端的六方结构(15)，所述六方结构(15)上开设有第一锁丝孔(13)，所述固定螺母(3)上开设有第二锁丝孔(12)，能够通过铅封丝穿设在所述第一锁丝孔(13)和所述第二锁丝孔(12)内将所述测试探头(4)锁死。

8.根据权利要求4所述的管路总压测试装置，其特征在于，所述测试探头(4)还包括密封部分，所述密封部分设置在所述测试部分与所述固定部分之间，能够阻止所述管路(5)内的气体外泄。

9.根据权利要求8所述的管路总压测试装置，其特征在于，所述密封部分为球面结构(9)，能够与设置在所述安装座(1)内壁上远离所述管路(5)一端的第一锥面(7)形成线接触进行密封。

10.根据权利要求9所述的管路总压测试装置，其特征在于，所述安装座(1)还包括：设置在所述第一锥面(7)顶端的第二锥面(8)，所述第二锥面(8)上开设有所述定位凹槽(6)。

11.根据权利要求1所述的管路总压测试装置，其特征在于，所述测压孔(14)的轴线与所述管路(5)的轴线相重合。

12.根据权利要求1所述的管路总压测试装置，其特征在于，所述安装座(1)为三通安装座(16)，所述三通安装座(16)同轴焊接在第一导管(17)和第二导管(18)之间，所述三通安装座(16)位于两个相对接头之间的部分、第一导管(17)和第二导管(18)形成一根完整的所述管路(5)。