[发明专利]超声速燃气采样探针

权利要求书

1.一种超声速燃气采样探针，其特征在于：包括采样耙上壳（1）、采样耙下壳（2）、探针流道（3）、采样耙左板（4）、采样耙右板（28）、采样管（5）、探针间水冷通道（13）和附属采样系统（27）；所述采样耙上壳（1）和采样耙下壳（2）外观构型相同，采样耙上壳（1）和采样耙下壳（2）焊接后，两端再焊接采样耙左板（4）和采样耙右板（28）；所述探针流道（3）均布在采样耙上壳（1）内，探针流道（3）之间均布探针间水冷通道（13）；所述探针流道（3）沿轴向分为三个部分：扩张一段（9）、扩张二段（10）和平直段（11）；所述采样管（5）一端焊接在探针流道（3）出口，另一端与附属采样系统（27）螺纹连接；燃气从探针流道（3）入口处被抽入，沿探针流道（3）在其中的扩张一段（9）和扩张二段（10）膨胀冷却，从而使静温急剧降低至燃气反应温度之下；冷却水由采样耙左板（4）上的水冷入口（8）流入，流经下壳水冷通道（7），探针间水冷通道（13），上壳水冷通道（6），并从位于另一端的采样耙右板（28）上的水冷出口（12）流出；燃气在平直段中（11）与探针间水冷通道（13）进一步充分换热，从而降低了总温，并在探针尾部与采样管（5）连接处突扩，速度降至亚音速，防止发生堵塞；燃气从采样管（5）流出被送至后端附属采样系统（27）；采样管（5）在离开采样耙后合为一个管路，管路上装有给样气保温的电加热带（15）和一号电磁阀（16），管路在一号电磁阀（16）之后分为两路，一路上装有二号电磁阀（17）、真空泵（20）和二号手动阀（19），另一路上装有一号手动阀（18），在一号手动阀（18）和二号手动阀（19）之间的集气瓶（21）用于收集从超声速燃烧室尾部采到的样气；集气瓶的外表面装有保温的电加热器（22）；一个可移动的密封活塞（23）位于集气瓶（21）中，从集气瓶（21）收集到的样气将送至燃气分析仪（24）用于分析样气成分。

2.根据权利要求1所述的一种超声速燃气采样探针，其特征在于：所述探针流道（3）的个数为1～30，沿轴向分为三个部分中的扩张一段（9）为矩形入口，边长为0.3～10mm，轴向长度为1～30mm，朝上有第一扩张角（25），范围为0°～30°；扩张二段（10）的轴向长度为1～30mm，有三侧扩张，矩形截面，朝上第二扩张角（26）范围为30°～80°，两侧扩张角角度相同，范围为30°～80°；平直段（11）流道无角度变化，轴向长度为20～100mm，出口为矩形截面，边长为2～10mm。

3.根据权利要求1所述的一种超声速燃气采样探针，其特征在于：所述采样耙上壳（1）和采样耙下壳（2）前端有楔形角，夹角范围为30°～80°，采样耙轴向长度由探针流道（3）轴向长度决定，采样耙宽度由探针数目和应用需求决定；采样耙总体高度为20～80mm。

4.根据权利要求1所述的一种超声速燃气采样探针，其特征在于：所述探针流道（3）完全在采样耙上壳（1）上加工而成，采样耙上壳（1）再和采样耙下壳（2）对齐焊接，降低了焊接误差对探针流道（3）的影响。

5.根据权利要求1所述的一种超声速燃气采样探针，其特征在于：所述水冷入口（8）位于左板（4）下部，冷却水从水冷入口（8）流入后，进入位于采样耙下壳（2）的下壳水冷通道（7），又经过探针间水冷通道（13）流入位于采样耙上壳（1）的上壳水冷通道（6），之后由位于采样耙右板（28）上部的水冷出口（12）流出。

6.根据权利要求1所述的一种超声速燃气采样探针，其特征在于：所述水冷通道（13）依附于壳体的外形，同样有一个楔形角，并在不破坏采样耙强度的情况下尽量靠近探针流道（3）前端。