一種雙層套管抽氣熱電偶結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種雙層套管抽氣熱電偶結構。為了解決現有的抽氣熱電偶由于輻射導致測量誤差大，且使用壽命不長的問題，所述雙層套管抽氣熱電偶結構，包括內套管和套裝在內套管外的外套管；所述內套管內設有沿其軸線方向布置的熱電偶；所述內套管與熱電偶的測量端之間設有屏蔽罩，且屏蔽罩與內套管之間具有間隙；所述內套管與一抽氣管連通。本實用新型的熱電偶測溫溫度高、測溫誤差低、使用壽命長、結構合理、操作相對方便及抽氣設備選用方便。
【專利說明】一種雙層套管抽氣熱電偶結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及抽氣熱電偶領域，具體為一種雙層套管抽氣熱電偶結構。
【背景技術】
[0002]傳統水冷套管式抽氣熱電偶質量大，使用時存在安全隱患，且不能實現長時間在線測量煙氣溫度。
[0003]中國專利CN2599552Y公開了一種耐火材料保護套管抽氣熱電偶，該抽氣熱電偶改進原有的水冷套管式抽氣熱電偶為耐火材料保護套管式抽氣熱電偶，其主要包括熱電偶、套管和不銹鋼管；然而這種熱電偶由于輻射導致測量誤差大，且熱電偶使用壽命不長。
實用新型內容
[0004]為了克服現有的抽氣熱電偶由于輻射導致測量誤差大，且使用壽命不長的不足，本實用新型旨在提供一種雙層套管抽氣熱電偶結構，該熱電偶測溫溫度高、測溫誤差低、使用壽命長、結構合理、操作相對方便及抽氣設備選用方便。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案是:
[0006]一種雙層套管抽氣熱電偶結構，包括內套管和套裝在內套管外的外套管；所述內套管內設有沿其軸線方向布置的熱電偶；其結構特點是，所述內套管與熱電偶的測量端之間設有屏蔽罩，且屏蔽罩與內套管之間具有間隙；所述內套管與一抽氣管連通。
[0007]以下為本實用新型的進一步改進的技術方案:
[0008]為了方便安裝屏蔽罩和固定熱電偶，所述屏蔽罩的外壁面設有與內套管保持接觸的外支架，該屏蔽罩的內壁面上設有固定熱電偶的內支架，進一步地，屏蔽罩的外壁面設有三角支架，該屏蔽罩的內壁面上設有三角支架。
[0009]進一步地,所述屏蔽罩沿其軸線方向的長度為60mnTl00mm,可有效減小因福射造
成的測量誤差。
[0010]所述內套管和外套管在熱電偶的測量端為內徑漸縮式結構，該內套管和外套管的漸縮段長度為400mnT600mm。由此，測量端采用漸縮式結構可起到節流作用，從而可在相同的抽氣量、層數和黑度條件下，提高高溫氣流對熱電偶的對流傳熱系數，進一步減小測溫誤差。
[0011]所述內套管和外套管之間設有容納粉體耐火材料的封閉腔，該內套管和外套管之間的間隙為3mnT5mm。其中粉體耐火材料為低導熱系數的粉體耐火材料，可以有效地提高熱電偶內套管的溫度，進一步減少測溫誤差。
[0012]所述外套管的測溫端上裝有管板。進一步地，所述管板上開有通氣孔，由此，既減少了進氣口的軸向熱輻射損失，提高了測溫精度，又因開孔減輕了管板的自重。
[0013]所述抽氣管外套裝有水冷套管，該水冷套管與所述外套管通過法蘭相連。由此，測溫時水冷套管處于常溫環境中，通過水冷套管冷卻，降低了所測氣體出口溫度，因而增加了抽氣方式選用的靈活性，既可采用抽氣機抽氣，又可采用噴射器抽氣。[0014]優選地，所述屏蔽罩與內套管之間的間隙為10mnTl5mm。
[0015]所述內套管和屏蔽罩均由輕質碳化硅材料制成，所述外套管由高溫強度性能好的氧化鋯陶瓷材料制成，既賦予了熱電偶較高的測溫靈敏性，又保證熱電偶測量端承重所需的較高強度性能。抽氣熱電偶可在1600°C的高溫環境下短期使用，在1400°C的高溫下可長期使用。由此，窯內部分均為耐高溫材料套管，窯外部分裝水冷卻套管，降低設備的投資和重量，減少水管泄露問題造成的窯體內部損害，便于更換，成本低。
[0016]以下以一種具體的例子對本實用新型做進一步的描述:
[0017]一種漸縮式雙層保護套管抽氣熱電偶結構，伸入窯內部分采用長2000mm的填充粉末狀耐火材料的漸縮式雙層耐火保護套管，窯外部分采用長2000mm水冷套管冷卻。窯內部分內套管采用碳化硅材料制成，該套管前段漸縮部分長500mm，入口段內徑90mm，后段直管部分內徑30mm,整個套管管壁厚度均為6mm。為進一步降低輻射誤差,在內套管的熱電偶測量端，另加有一層長80mm的有三角支架的屏蔽罩，三角支架有一定坡度用以固定其自身，屏蔽罩內設有三角支架用來擱置熱電偶，屏蔽罩由碳化硅材料制成，該屏蔽罩可進一步減小輻射誤差；熱電偶架空固定在屏蔽罩內。外套管采用一種耐高溫性能優良的氧化鋯陶瓷材料制成，其與內套管的間隙為4mm,管壁厚度IOmm,形狀與內套管一致。內層和外套管的間隙空間用來填充低導熱系數的粉體耐火材料，在填充粉體的套管兩端用管板加以密封來防止泄露，該處管板為帶通氣孔的管板。窯外部分的水冷套管采用耐熱不銹鋼材料制成，窯內外兩部分采用法蘭連接。
[0018]本實用新型漸縮式雙層保護套管抽氣熱電偶，在原有水冷套管抽氣熱電偶的基礎上，對伸入窯內的部分進行改進，將窯內的水冷卻套管改為雙層耐火材料保護套管，內套管及其熱電偶測量端內的屏蔽罩均采用碳化硅材料；外套管采用一種高溫性能優良的氧化鋯陶瓷材料制成。在內外套管之間的填充低導熱系數的粉體耐火材料以進一步減少熱電偶的熱損失，在填充粉體的套管兩端采用管板進行密封，該處管板為帶通氣孔的管板。前述的雙層套管的熱電偶，其內外套管的端部(長500mm)均設計為漸縮形式，形成節流效應，提高高溫氣流對熱電偶的對流換熱系數，進一步減小測溫誤差。
[0019]本實用新型的熱電偶，由于窯內部分均為耐高溫材料套管，窯外部分裝水冷卻套管，不僅降低了設備的投資和重量，且不必擔心水管泄露問題造成的窯體內部損害；當外套管發生破損時，重新套裝一個新耐火材料保護套管即可；同時由于外部水冷卻管的冷卻作用，其抽氣裝置選擇范圍廣，既可選擇風機抽氣、亦可選擇噴射器抽氣，增加了抽氣方式選擇的靈活性。
[0020]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0021]1、結構合理簡單，雙層套管均采用高性能耐高溫的耐火材料組成，可減小輻射誤差，使用壽命較長。
[0022]2、雙層套管測溫端采用漸縮形式，形成節流效應，減小測溫誤差。
[0023]3、測溫端加有一層屏蔽罩，可減小輻射誤差，且使熱電偶固定。
[0024]4、雙層套管間填充粉體耐火材料，提高了內套管溫度，減少了熱電偶的熱輻射損失，有利于進一步減少測溫誤差。
[0025]5、密封粉體耐火材料的管板帶通氣孔，減小了熱電偶軸向方向的熱損失，有利于減少熱電偶的測溫誤差。[0026]6、窯內部分均為耐高溫材料套管，窯外部分裝水冷卻套管，降低設備的投資和重量，減少水管泄露問題造成的窯體內部損害，便于更換，成本低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1是本實用新型一種實施例的結構原理圖；
[0028]圖2是圖1所示熱電偶置于窯體內的一段的結構示意圖；
[0029]圖3是圖1或圖2的左視圖；
[0030]圖4是本實用新型所述屏蔽罩的結構示意圖；
[0031]圖5是圖4的右視圖。
[0032]在圖中
[0033]1-屏蔽罩；2-內套管； 3-粉體耐火材料；4-外套管；5-熱電偶；
[0034]6-法蘭；7-水冷套管； 8-抽氣管； 9-帶孔管板； 10_通氣孔。
【具體實施方式】
[0035]結合附圖和實施例對本實用新型填充耐火材料的漸縮式雙層套管抽氣熱電偶結構進行進一步說明。
[0036]一種雙層套管抽氣熱電偶結構，如圖1和2所示，置于窯內部分的內套管采用碳化硅材料制成，該內套管2前段漸縮部分長500mm，入口段內徑90mm，后段直管部分內徑30mm ；整個內套管2管壁厚度為6mm，套管長2000mm ;在內套管2的熱電偶測量端，另加有長80mm的有三角支架的屏蔽罩I，三角支架有一定坡度用以固定其自身，屏蔽罩I內設有凸臺結構，用來固定熱電偶，屏蔽罩I由碳化硅材料制成；外套管4采用一種高溫性能優良的氧化鋯陶瓷材料制成，外套管4與內套管2的間隙為4mm，管壁厚度10mm，套管長2000mm，形狀與內套管2 —致；內套管2和外套管4的間隙用來填充低導熱系數的粉體耐火材料，能進一步減少熱電偶的熱損失，從而減小其測溫誤差。在填充粉體的套管兩端用管板加以密封來防止泄露，測量端管板9為帶通氣孔10的管板，由此，雙層套管測量端由帶通氣孔的管板密封，既可減小熱點偶軸向輻射帶來的測溫誤差，又因有通氣孔的存在而提高了抽氣速度。窯外部分的水冷套管7采用耐熱不銹鋼材料，套管長2000mm。
[0037]本實用新型抽氣熱電偶比全水冷套管抽氣熱電偶自重要輕，操作時亦較為輕松，可較快完成不同測溫點的溫度測試工作。本實用新型結構合理簡單，使用壽命長；雙層套管測溫端采用漸縮形式，形成節流效應，提高高溫氣流對熱電偶的對流傳熱系數；最內層測量端設置減小熱輻射損失的屏蔽罩1，可減小測溫誤差；窯內部分未用水冷套管7，可防止冷水泄露破壞窯體的問題發生。
[0038]本實用新型抽氣熱電偶可用于水泥爐窯、陶瓷隧道窯、梭式窯、冶金爐等高溫爐窯的煙氣或其它高溫氣體的溫度測量。
[0039]上述實施例闡明的內容應當理解為這些實施例僅用于更清楚地說明本實用新型，而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領域技術人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。
【權利要求】
1.一種雙層套管抽氣熱電偶結構，包括內套管(2)和套裝在內套管(2)外的外套管(4);所述內套管(2)內設有沿其軸線方向布置的熱電偶(5);其特征在于，所述內套管(2)與熱電偶(5)的測量端之間設有屏蔽罩(1)，且該屏蔽罩(I)與內套管(2)之間具有間隙；所述內套管(2)與一抽氣管(8)連通。
2.根據權利要求1所述的雙層套管抽氣熱電偶結構，其特征在于，所述屏蔽罩(I)的外壁面設有與內套管(2)保持接觸的外支架，該屏蔽罩(I)的內壁面上設有固定熱電偶(5)的內支架。
3.根據權利要求1所述的雙層套管抽氣熱電偶結構，其特征在于，所述屏蔽罩(I)沿其軸線方向的長度為60mnTl00mm。
4.根據權利要求1所述的雙層套管抽氣熱電偶結構，其特征在于，所述內套管(2)和外套管(4)在熱電偶(5)的測量端為內徑漸縮式結構，該內套管(2)和外套管(4)的漸縮段長度為400mm?600mm。
5.根據權利要求1所述的雙層套管抽氣熱電偶結構，其特征在于，所述內套管(2)和外套管(4)之間設有容納粉體耐火材料(3)的封閉腔，該內套管(2)和外套管(4)之間的間隙為3mm?5mm。
6.根據權利要求1所述的雙層套管抽氣熱電偶結構，其特征在于，所述外套管(4)的測溫端上裝有管板(9)。
7.根據權利要求6所述的雙層套管抽氣熱電偶結構，其特征在于，所述管板(9)上開有通氣孔(10)。
8.根據權利要求1所述的雙層套管抽氣熱電偶結構，其特征在于，所述抽氣管(8)外套裝有水冷套管(7)，該水冷套管(7)與所述外套管(4)通過法蘭相連。
9.根據權利要求4所述的雙層套管抽氣熱電偶結構，其特征在于，所述屏蔽罩(I)與內套管(2)之間的間隙為10mnTl5mm。
10.根據權利要求1-9之一所述的雙層套管抽氣熱電偶結構，其特征在于，所述內套管(2)和屏蔽罩(I)均由碳化硅材料制成，所述外套管(4)由氧化鋯陶瓷材料制成。
【文檔編號】G01K7/02GK203432703SQ201320572100
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年9月16日 優先權日:2013年9月16日
【發明者】徐順生, 張麗娜, 劉明偉, 石永彬, 陽材茂, 劉飛虹, 楊易霖, 武浩, 余建, 王超, 徐泉華, 袁耀玉, 劉炎桃, 唐聲飛, 楊林平, 文禮旭, 周進軍, 樊學農, 趙梅青, 羅瓊珍 申請人:湘潭大學