RU188420U1

RU188420U1 - MICROTHERMAL PROBE FOR THREE-DIMENSIONAL MEASUREMENT OF FIELDS OF TEMPERATURE IN NON-ISOTHERMAL FLOWS OF LIQUID METALS

Info

Publication number: RU188420U1
Application number: RU2018138380U
Authority: RU
Inventors: Иван Александрович Беляев; Анатолий Иванович Карякин; Наталья Юрьевна Пятницкая; Никита Георгиевич Разуванов; Валентин Георгиевич Свиридов; Евгений Валентинович Свиридов
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2019-04-11

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к области измерительной техники и предназначена для использования при исследовании полей температуры в потоках различных сред при течении в каналах с разнообразной формой поперечного сечения под влиянием дополнительных условий (магнитное поле, тепловой поток и т.д.). Предложен микротермопарный зонд для трехмерных измерений полей температуры в неизотермических потоках жидких металлов, который содержит в себе шток, снабжен сальниковым уплотнением и фланцем, герметизирующим шток, а также ребрами жесткости, которые обеспечивают симметрию и устойчивость штока по отношению к каналу. Также зонд снабжен продольным и поперечным механизмами перемещения, установленными на одном конце штока, и державкой с закрепленными на ней термопарами с другой стороны. Технический результат – обеспечение поворота державки с термопарами вокруг оси штока и перемещение датчика по длине исследуемого канала. 1 ил.The proposed utility model relates to the field of measuring equipment and is intended for use in the study of temperature fields in streams of various media with flow in channels with various cross-sectional shapes under the influence of additional conditions (magnetic field, heat flux, etc.). A microthermopair probe is proposed for three-dimensional temperature field measurements in non-isothermal liquid metal streams, which contains a rod, is equipped with a gland seal and a flange that seals the rod, as well as stiffeners, which ensure symmetry and stability of the rod in relation to the channel. Also, the probe is equipped with longitudinal and transverse mechanisms of movement mounted on one end of the rod, and a holder with thermocouples attached to it on the other side. The technical result is the provision of rotation of the holder with thermocouples around the axis of the rod and moving the sensor along the length of the channel under study. 1 il.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области измерительной техники и предназначена для использования при исследовании полей температуры в потоках различных сред при течении в каналах с разнообразной формой поперечного сечения под влиянием дополнительных условий (магнитное поле, тепловой поток и т.д.).The proposed utility model relates to the field of measuring equipment and is intended for use in the study of temperature fields in streams of various media with flow in channels with various cross-sectional shapes under the influence of additional conditions (magnetic field, heat flux, etc.).

Ближайшим прототипом является зонд, представленный в работе «Шарнирный зонд для исследования полей температуры и скорости в потоках жидкометаллических теплоносителей», патент RU 157153 U1 от 20.11.2015. Этот зонд представляет собой шток с измерительным датчиком на конце вводимый в поток теплоносителя навстречу течению. Два суппорта установленные на другом конце механизма, перемещают датчик в двух взаимно перпендикулярных направлениях, позиционирую датчик в любую точку сечения потока за счет рычажного механизма. Зонд позволяет получать подробные поля температуры или скорости в зависимости от датчика.The closest prototype is a probe, presented in the work “Hinged probe for studying temperature and velocity fields in liquid metal coolant flows”, patent RU 157153 U1 of 11/20/2015. This probe is a rod with a measuring sensor at the end introduced into the flow of coolant against the flow. Two calipers installed at the other end of the mechanism move the sensor in two mutually perpendicular directions, positioning the sensor to any point of the flow cross section due to the lever mechanism. The probe allows obtaining detailed temperature or speed fields depending on the sensor.

Недостатком такой конструкции являются следующие ограничения: получение только одного значения измеряемой характеристики за одно измерение, возможность проводить измерения только в одном сечении. Таким образом, прототип не позволяет проводить измерения по всей длине исследуемых каналов.The disadvantage of this design is the following limitations: obtaining only one value of the measured characteristic for one measurement, the ability to measure only in one section. Thus, the prototype does not allow measurements across the entire length of the channels studied.

Техническая задача, решаемая полезной моделью - возможность позиционирования набора микротермопар распределенных по поперечному сечению на разном расстоянии по длине канала.The technical problem solved by the utility model is the possibility of positioning a set of microthermocouples distributed over a cross section at different distances along the length of the channel.

Технический результат достигается тем, что известный зонд, содержащий в себе шток, согласно полезной модели снабжен сальниковым уплотнением и фланцем герметизирующем шток, а также ребрами жесткости, которые обеспечивают симметрию и устойчивость штока по отношению к каналу, продольным и поперечным механизмами перемещения, установленными на одном конце штока и державкой с закрепленными на ней термопарами с другой стороны.The technical result is achieved by the fact that the well-known probe containing the stem, according to the utility model, is equipped with a gland seal and a flange sealing the stem, as well as stiffening ribs that ensure the symmetry and stability of the stem with respect to the channel, longitudinal and transverse displacement mechanisms mounted on the end of the rod and the holder with thermocouples attached to it on the other side.

Техническим результатом является обеспечение поворота державки с термопарами вокруг оси штока, и перемещения датчика по длине исследуемого канала. Следствием достижения технического результата является получение подробных результатов измерений по длине в каждом сечении исследуемого канала.The technical result is the provision of rotation of the holder with thermocouples around the axis of the rod, and moving the sensor along the length of the channel under study. The consequence of the achievement of the technical result is to obtain detailed measurement results along the length in each section of the channel under study.

Сущность полезной модели поясняется чертежом. Зонд представляет собой шток из нержавеющей стали 1, к которому приварена державка 2, на которой закреплены термопары 3 на одном конце, а на другом установлены механизмы продольного перемещения 4 и вращательного перемещения 5. Герметизация штока осуществляется с помощью сальникового уплотнения 6, фланца 7 и втулкой 9. Для центровки и устойчивости зонда в сечении используются ребра жесткости 8 установленные на штоке между державкой и фланцем. Шток фланец и основные детали механизмов изготавливаются из нержавеющей стали 12Х18Н10Т.The essence of the utility model is illustrated in the drawing. The probe is a stainless steel stem 1, to which a holder 2 is welded, on which thermocouples 3 are fixed at one end, and the other has longitudinal movement 4 and rotational movement 5 mechanisms. Sealing the stem is carried out using a gland seal 6, flange 7 and a bushing 9. For centering and stability of the probe in cross section, stiffening ribs 8 are used mounted on the rod between the holder and the flange. The rod flange and the main parts of the mechanisms are made of stainless steel 12X18H10T.

Шток с державкой и термопарами, вместе с ребрами жесткости вводится в поток теплоносителя навстречу течению так, чтобы термопары находились на оси симметрии в заданном сечении. Вращательный механизм, установленный на другой стороне канала, обеспечивает поворот державки вместе с термопарами вокруг оси штока, а продольный механизм перемещает державку по длине на заданное расстояние. Герметичность ввода зонда обеспечивается сальниковым уплотнением, которое зажато под давлением между втулкой и фланцем, тем самым исключая протекание теплоносителя.A stem with a holder and thermocouples, along with stiffening ribs, is introduced into the coolant flow against the flow so that the thermocouples are on the axis of symmetry in a given section. A rotational mechanism mounted on the other side of the channel rotates the holder with thermocouples around the stem axis, and the longitudinal mechanism moves the holder along the length of a specified distance. The tightness of the probe insertion is ensured by the gland seal, which is clamped under pressure between the sleeve and the flange, thereby eliminating the flow of coolant.

Перед экспериментом проводится тарировка зонда и определяется положение термопар относительно центра симметрии канала, а также проверяется контакт стенки и крайней термопары. Размеры микротермопарного зонда в пределах 150×15×15 см, его использование не требует никаких дополнительных подключений.Before the experiment, the probe is calibrated and the position of the thermocouples relative to the center of symmetry of the channel is determined, and the contact of the wall and the extreme thermocouple is checked. The dimensions of the microthermopair probe are within 150 × 15 × 15 cm; its use does not require any additional connections.

Claims

Microthermopair probe for three-dimensional measurement of temperature fields in non-isothermal liquid metal streams, containing a rod, characterized in that it is equipped with a holder with thermocouples attached to it, welded to the rod on one side, contains mechanisms for longitudinal and rotational movement fixed on the rod with the other The sides, stiffeners, mounted between the mechanisms, and the holder, are equipped with a gland seal, mounted on the stem between the flange and the sleeve.