專利名稱:熱電偶溫度計套管組裝的制作方法
本發明有關流體的溫度測量。具體而言，本發明有關溫度測量初級檢測元件的安裝器件。
對從管道中流過的流體，在感測它的溫度時，標準的措施是在管道上穿孔，安裝溫度感測初級元件，使之盡可能輩近管道內的流體。為了在感測元件和管道中流體之間，做出一道壓力保護邊界，都把熱電偶溫度計套管安裝在穿透管道壁的一根管頭里，形成袋狀或套筒，把感測元件放在里面。長期以來，熱電偶溫度計套管都被視為感測元件和被測溫度的流體之間的一道簡單的隔壁。當然管壁越薄感測元件的反應越快。
在核反應堆的環境里，管道壁的厚度和通過管道流動的流體的力，都要求管頭熱電偶溫度計套管和初級檢測元件有特別的安排和量度。在管頭中安裝的熱電偶套管決不能作有破壞性的震動或發生破壞性應力。假使震動和應力能造成故障，那么熱電偶溫度計套管的規格就需要有改變。
在目前采用的措施中，在作設備的熱功能測驗時，ANPPI單元熱電偶溫度計套管便失靈了。ANPPI單元熱電偶溫度計套管的原型和管頭組件，在管頭下端和熱電偶溫度計套管之間的最后2.13英寸的地方，有一個徑向小間隙(.001-.006英寸)。由于管流引起的震動，并且因為熱電偶溫度計套筒的自然頻率接近渦流消散頻率，熱電偶溫度計套管和管頭之間的相對運動造成了管頭和熱電偶溫度計套管的損耗，結果熱電偶溫度計套管在靠近管道內壁的截面處發生斷裂。熱電偶溫度計套管的高頻震動，還能使它的狹窄的部份和上端擴大部份之間的交界處損壞。
在制造感測流體溫度的初級元件安裝結構時，現今技術或已有技藝領域中，都習慣于把熱電偶溫度計套管固定在一個管頭結構里，管頭結構固定在流體通過的管道上的一個孔里。如果熱電偶溫度計套管沒有足夠的硬度，就會使套管和感測元件都損壞。
需要有一種熱電偶溫度計套管管頭結構，既能減低熱電偶溫度計套管的破壞性震動，而同時保持所需要的初級元件溫度感測時間。
本發明考慮提高熱電偶溫度計套管的自然頻率，使之離開潛在的渦流消散頻率范圍。
本發明還考慮消除間隙，從而消除管頭和熱電偶溫度計套管之間支撐件的運動。
本發明還考慮到一種安排，藉以降低渦流消散的可能性。
本發明還考慮在管頭的端部設置第一個圓錐，并在熱電偶溫度計套管上設置第二個圓錐。兩個圓錐通過熱電偶溫度計套管和管頭頂部上的螺紋接頭互相鎖定。
本發明的其它目的，優點和特點，凡熟悉本行技藝的人，在研究了本書面說明書，權利要求
和附圖后，是可以看清楚的。
附圖里是實現本發明的一個熱電偶溫度計套管的截面正視圖。
附圖揭示一個鉆了孔的管道或器皿2的壁1，和一個初級檢測元件3或一個溫度感測結構，安裝在和管道中通過的流體很接近的地方。為把初級檢測元件在有保護條件下安裝、感測溫度，把一個管頭結構5，伸進管道壁上的一個孔6中。管頭結構5有一個圓柱形部份7，在孔6中定位，焊在管道壁上，它的一個上部結構8留在管道的外部。其次，必須看到的是在管道外面的上部結構形成管頭的部份，供一個熱電偶溫度計套管9插入。套管9穿過管頭伸進管道中流過的流體中。管頭結構和熱電偶溫度計套管怎樣互相固定，在下文里有所揭示。在目前，把管頭(包括它的上部結構)當作安裝熱電偶溫度計套管和它的溫度感測初級元件3的主要基礎。過去，對管頭和熱電偶溫度計套管所進行的熱試驗揭露出來的弱點，用本發明就可以將其消除。
管道壁2的厚度假設為3英寸到4英寸。熱電偶溫度計套管的基本直徑為。375，伸入流體的部份從管道內壁計為2 1/2 英寸。對這些量度作改變時需要按本發明的指導進行。
增大熱電偶溫度計套管的直徑就能提高它的硬度，相應提高其自然頻率。按照本發明的經驗，熱電偶溫度計套管的直徑在管道壁以上處，需要從.375增加到.700英寸，而不增加管頭的外徑。熱電偶溫度計套管在試驗時損壞，它的直徑在損壞發生附近的管道內壁處，也從.375增加到.500英寸，在管道壁中增大直徑的長度預先有所規定。熱電偶溫度計套管的外徑逐漸收小，達到其端部原來直徑的大小。要求熱電偶溫度計套管端部有較小的直徑，是為了保持初級檢測元件3的溫度反應時間。
為了消除熱電偶溫度計套管和管頭之間支撐件處的間隙，在熱電偶溫度計套管的設計中要求把它在管頭中鎖定。有一個預加載的力，受到熱電偶溫度計套管上的圓錐10，和與這圓錐配合的管頭圓柱形部份7上的圓錐11的限制。這預加載的力由熱電偶溫度計套管頂端的螺紋12，和與之嚙合的管頭上的螺紋13保持。
早先作試驗的一些熱電偶溫度計套管，在它們和管道內壁交叉處，發現過疲勞現象。暴露在流動流體中的部份熱電偶溫度計套管，在管道內徑彎曲度最大的地方，有與懸臂梁相似的特性。在本發明中，這里截面中的應力，由于把熱電偶溫度計套管的截面積增大2.4倍，故可所降低。這使剖面模量增大2.6倍。剖面模量是決定梁臂抗彎強度的參數。所以，對于相似的彎折負荷，相關的應力也下降2.6倍。熱電偶溫度計套管插入流動流體中的長度，也從2.5減少到2.125英寸。這也有助于降低熱電偶溫度計套管上的彎折負荷。熱電偶溫度計套管頂端直徑擴大部份和管體交接處的應力，由于截面積增大了5.5倍而有所下降。并且由于增加了大內腔15而減小了應力集中的作用。
熱電偶溫度計套管插入流動部份上的過渡圓錐16，減小了渦流消散的作用。圓錐部份由于它沿熱電偶溫度計套管的長度方向改變其直徑，故可防止有規律的渦流消散現象的出現。按理想熱電偶溫度計套筒的錐形，最好一直達到尖端部上，但這是不實際的，因為大直徑部份會對溫度感測元件的迅速感測溫度變化的能力，有不利的影響。
在熱電偶溫度計頂端和管頭上有焊接密封17，對流體的壓力進行密封。支撐圓錐上的鉻鍍層和熱電偶溫度計套管上的螺紋，提供了一個硬表面，減小了安裝時熱電偶套管的摩擦和擦傷。
根據以上所述，可以看出本發明非常適合取得上文所定的一切目的和目標，以及本器械顯然具備的其他內在優點。
應理解到有些特點和因素的派生組合也是可利用的，并且可以不必指明與其它特點和派生組合的關系而予以應用。這在本發明中已經考慮到，應屬于本發明的范圍。
由于有許多可以用以實現本發明的實施方案，而不脫離本發明的范圍，應該理解到本文所提出的，或在附圖中所表達的一切事項，都屬于解說性質而無作局限的意義。
權利要求
1.一種對溫度響應的初級檢測元件的安裝器件，其中包括一個容納一種流體的周壁，對流體的溫度通過壁上的一個孔口進行感測，一個通過孔口在壁上安裝的管頭結構，在壁上密封，一個裝定的熱電偶溫度計套管，通過管頭伸入流體中，其直徑和管頭的內徑密閉，以增高熱電偶溫度計套管的自然頻率，并使之離開潛在渦流消散頻率的范圍，一個溫度初級檢測元件，沿熱電偶溫度計套管長度方向伸展，用以感測經過熱電偶溫度計套管壁的流體的溫度，一個在管頭內表面上形成的第一圓錐，一個在熱電偶溫度計套管外表面上形成的第二圓錐，和第一圓錐接合，以限制軸向預加載力，熱電偶溫度計套管和管頭之間的螺紋接合，藉以保持預加載力，熱電偶溫度計套管S部份上的圓錐體，向流體內伸入，以防渦流消散，熱電偶溫度計套管上端和管頭的密封焊接，用以對流體壓力作密封。
2.如權利要求
第1項中之安裝器件，但是有熱電偶溫度計套管伸入流體的伸長部份，用以降低同壁內徑上的彎折應力。
專利摘要
一個通過同壁上的孔口、作永久性安裝的管頭結構，其中容放一個熱電偶溫度計套管、套管中的溫度感測初級元件，可以和在同壁另側流動的流體密切接觸，以感測這流體的溫度。
文檔編號G01K1/14GK85104109SQ85104109
公開日1986年12月10日 申請日期1985年5月30日
發明者菲茨帕特里克, 馬吉蒂, 梅杰斯 申請人:燃燒工程有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan