CN102818649A - 拱顶热电偶及热风炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种拱顶热电偶，电偶套管接线端的外部套装在保护管的一端，保护管的另一端密封；保护管的侧壁上绝缘连接有连通其内部和外部的第一接线柱和第二接线柱，同时第一接线柱和第二接线柱与电偶套管内的接线电偶丝对应连接，接线柱处于保护管外部的两个悬置端与外部设备电连接，电偶套管伸入至热风炉内预埋管中，保护管与电偶套管的连接端与热风炉的外壁连接，在电偶套管发生破损时，热风炉内的热风吹入至保护管的内部时，由于其一端为密封结构，热风不会由接线柱的位置跑出，从而避免了跑风现象的出现。本发明还提供了一种热风炉，其上设置有具有上述结构的拱顶热电偶。

Description

拱顶热电偶及热风炉

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼设备技术领域，更具体地说，涉及一种拱顶热电偶及热风炉。

背景技术

钢铁行业的热风炉主要用于给高炉冶炼过程提供热风，热风温度通过拱顶测温热电偶测量，高温的热风使热电偶长期运行于1200~1250℃的高温环境，最高温度可达1280℃；且热风传输过程中会产生很强振动并作用于热电偶；同时，由于各企业所使用的煤质不同，生产的煤气洁净度也不一样，因此导致热风炉在燃烧过程中往往存在硫、磷等化合物，因此又要求热电偶的保护套管能够具有耐高温气流冲刷、颗粒磨损及高温气体腐蚀等功能。

传统的热电偶保护套管由如钢玉、二硅化钼、普通碳化硅等材料制备，由于材料自身的气孔率、高温强度、高温脆性的原因容易导致保护套管产生脆断、偶丝污染、腐蚀等问题，使得热电偶出现使用寿命较短，没有可靠的运行周期等问题。

普通的固定法兰式拱顶热电偶，套管、法兰为钢制一体式，套管穿过法兰，一端密封、一端为内部热电偶的接线端，但其伸入炉内的钢制套管由于高温及热风气流的原因，其硬度随着燃烧的时间而不断降低，钢制套管发生前段下坠、管径弯曲的现象。因为刚玉管易碎，套管内部封装电偶丝的刚玉细管在套管的挤压下发生断裂，电偶丝在震动的情况下会发生接触或者缠绕等现象，影响测量的准确性。热电偶烧蚀情况严重时，套管前段会产生破损，由于套管与法兰为一体，而且炉内压力较大，热风会从热电偶破损处露出，直接将热电偶设备烧毁，甚至烧毁热风炉送风管道。此时，只能停止热风炉的燃烧，进行焖炉处理。热电偶本身由于变形弯曲，在进行更换时也不能顺利的从热电偶预埋管中抽出，更换很困难。

而后续改进后的法兰式拱顶热电偶，其套管部分使用了刚玉或者碳化硅等材质，法兰仍然为钢制，由于刚玉与碳化硅材质在高温下不易变形，在更换电偶芯时，套管不会因为变形卡在热风炉内部。改进后的拱顶热电偶虽解决了热电偶耐热性不好及内管变形不好更换的问题，但在使用过程中，套管前段一旦破裂，还是会产生热风跑风的问题。如果此热电偶安装在混风管道上，热风炉只能停止向高炉送风，必须将跑风处热电偶堵死，此时热风炉才能再次向高炉送风，直到高炉休风检修时再重新开孔安装新的热电偶，由于热风炉主要用于给高炉冶炼过程提供热风，进而严重影响高炉顺行。

因此，如何避免热风炉送风过程中出现在拱顶热电偶损坏后其法兰连接位置的跑风问题，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种拱顶热电偶，以实现避免热风炉送风过程中出现在拱顶热电偶损坏后其法兰连接位置的跑风问题；本发明还提供了一种热风炉，以保证热风炉的正常送风工作。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种拱顶热电偶，包括电偶套管，其内设置有电偶芯，还包括保护管，其一端套装在所述电偶套管的接线端上，另一端密封；

所述保护管的侧壁上绝缘连接有贯通其内部和外部的第一接线柱和第二接线柱，且所述第一接线柱和所述第二接线柱与所述电偶套管内的接线电偶丝对应相连。

优选地，在上述拱顶热电偶中，所述第一接线柱为双头螺栓式接线柱，所述双头螺栓式接线柱和所述保护管之间设置有密封垫片。

优选地，在上述拱顶热电偶中，所述密封垫片为四氟乙烯材质的密封垫片。

优选地，在上述拱顶热电偶中，所述双头螺栓式接线柱穿过所述保护管的内外两侧均连接有密封螺母。

优选地，在上述拱顶热电偶中，所述保护管的外壁上焊接设置有平面安装板，所述双头螺栓式接线柱连通所述平面安装板至所述保护管的内部。

优选地，在上述拱顶热电偶中，所述密封垫片包括分别设置在所述保护管内部和外部的第一垫片和第二垫片，所述第一垫片为T型垫片。

优选地，在上述拱顶热电偶中，所述第二接线柱和所述第一接线柱的结构相同。

优选地，在上述拱顶热电偶中，所述保护管的密封端包括与所述保护管一体设置的密封法兰座和与所述密封法兰座螺栓连接的法兰密封盖。

优选地，在上述拱顶热电偶中，所述密封法兰座和所述法兰密封盖之间设置有密封垫。

一种热风炉，其送风管道内设置有电偶预埋管，所述电偶预埋管内安装有拱顶热电偶，所述拱顶热电偶为如上任意一项所述的拱顶热电偶，所述拱顶热电偶的保护管开口端与所述电偶预埋管的管口相对且焊接设置在所述送风管道上。

本发明提供的拱顶热电偶，电偶套管接线端的外部套装有保护管，保护管的一端密封，并将其另一端与热风炉的预埋管相连接；保护管的侧壁上绝缘连接有贯通其内部和外部的第一接线柱和第二接线柱，同时第一接线柱和第二接线柱与电偶套管内的接线电偶丝对应连接。可知的是，第一接线柱和第二接线柱与电偶芯连接后实现电连接，此时可通过第一接线柱和第二接线柱处于保护管外部的两个悬置端与外部设备相连，即可获得电偶芯的测量数据。同时，通过第一接线柱和第二接线柱进行电连接的连接方式，在电偶套管发生破损时，热风炉内的热风吹入至保护管的内部时，由于其一端为密封结构，因此避免了跑风现象的出现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的拱顶热电偶的结构示意图；

图2为图1中保护管的外部的结构示意图；

图3为图1中保护管的内部的结构示意图；

图4为图2中密封垫片的结构示意图；

图5为图1中密封法兰盖的结构示意图；

图6为本发明提供的拱顶热电偶的安装结构示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种拱顶热电偶，实现了避免热风炉送风过程中出现在拱顶热电偶损坏后其法兰连接位置的跑风问题；本发明还提供了一种热风炉，保证了热风炉在送风过程中的正常工作。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图3所示，图1为本发明提供的拱顶热电偶的结构示意图；图2为图1中保护管的外部的结构示意图；图3为图1中保护管的内部的结构示意图。

本发明提供了一种拱顶热电偶，包括内部设置有电偶芯的电偶套管3，电偶套管3的一端密封，另一端为与外部检测仪表相连电偶芯的接头；电偶套管3的接线端与保护管2的开口的一端相连，保护管2的另一端密封；保护管2的侧壁上设置有第一接线柱23和第二接线柱28，第一接线柱23和第二接线柱28贯通保护管2的内部和外部，并与保护管2之间绝缘，同时第一接线柱23和第二接线柱28与电偶芯的接线端相连，电偶芯具有两个接线电偶丝，此处所指的电偶丝，为电偶套管3内偶丝的接线引出端，接线电偶丝与接线柱对应连接。

本发明提供的拱顶热电偶的工作过程如下：

第一接线柱23和第二接线柱28与电偶芯连接后，电偶芯的电连接端通过第一接线柱23和第二接线柱28由保护管2的内部引出到其外部，此时可通过第一接线柱23和第二接线柱28处于保护管2外部的两个悬置端与外部设备相连，通过将拱顶热电偶的电偶芯的检测数据通过第一接线柱23和第二接线柱28引出，并传输到外部的测量设备，即可获得电偶芯的测量数据。同时，通过第一接线柱23和第二接线柱28进行电连接的连接方式，当电偶套管在热风炉内工作时发生破损后，热风炉内的热风由电偶套管3的破损处吹入至保护管2的内部，由于保护管2的一端为密封结构，另一端为与热风炉连通的结构设计，使得吹入此处的热风由保护管2进行隔断，而不会由电偶芯的电连接位置跑出，进而避免了拱顶电偶内跑风现象的出现。

本发明提供的拱顶热电偶，通过利用第一接线柱23和第二接线柱28的电连接方式实现对电偶芯和外部设备的电连接，实现了对热风数据的检测，同时利用电连接的方式使得套管密封盖内形成了密封的结构，从而避免了在电偶套管破损后的跑风现象，保证了热风炉工作的正常进行。

在本发明一具体实施例中，第一接线柱23和第二接线柱28具有相同的结构，以便于对二者连接方式的选择和连接结构的加工，此处只对第一接线柱23的结构进行具体说明，第二接线柱28请参考第一接线柱23的结构描述。

第一接线柱23为双头螺栓式接线柱，双头螺栓式接线柱和保护管2之间设置有密封垫片。通过双头螺栓式接线柱实现保护管2内部和外部的电导通，同时在双头螺栓式接线柱与保护管2之间设置密封垫片，密封垫片在这里主要可以起到两个作用，在双头螺栓式接线柱和保护管2之间本身不能实现绝缘连接时，设置密封垫片于二者之间以起到实现双头螺栓式接线柱和保护管2绝缘的功能；同时，为保证双头螺栓接线柱位置的密封性，避免热风从接线柱处跑出，密封垫片同时起到对保护管2内部和外部的密封作用。通过密封垫片既起到实现双头螺栓式接线柱与保护管41之间的绝缘，又起到密封的作用。当然，本实施例中还可以选择如塑料绝缘的接线柱，由接线柱的本身连接结构达到上述的两方面作用，同时减少了安装部件。

在本发明一优选地方案中，双头式接线柱穿过保护管2的内外两侧均连接有密封螺母（包括内侧的密封螺母25和外侧的密封螺母27）。采用双头螺栓式接线柱安装在保护管2上时，需要保证保护管2和双头螺栓式接线柱连接的稳定性和密封性，二者单独连接时虽能起到一定的密封效果，但长时间使用后不可避免出现二者的连接处松动的问题，通过在双头螺栓式接线柱上设置密封螺母，密封螺母为分别设置在保护管内外两侧的一组，包括保护管2的内部的密封螺母25和外部的密封螺母27，可以为两个，也可设置为一组多个，通过密封螺母使双头螺栓式接线柱连接稳固，进一步保证了密封性。

如图4所示，图4为图2中密封垫片的结构示意图。

密封垫片在保证双头螺栓式接线柱与保护管之间的绝缘的同时，由于密封螺母直接套装在双头螺栓式接线柱上，也要保证密封螺母与保护管2之间的密封性。具体地，密封垫片包括分别设置在保护管2内部和外部的第一垫片24和第二垫片26，其中第二垫片26为T型垫片，第一垫片24为平垫片。第二垫片26的T形伸出端伸入至保护管2上的接线柱安装孔中，并穿过该安装孔与第一垫片24相接，同时经过密封螺母在锁紧过程中对密封垫片的压紧作用，加强了密封垫片的密封紧密性，因而进一步保证了密封垫片的绝缘作用。当然第一垫片24和第二垫片26可根据保护管的厚度或双头螺栓式接线柱的具体安装选择合适的垫片结构，如可将第一垫片24和第二垫片26均设置为T型垫片，通过T型垫片的伸出端的重叠安装进一步保证绝缘垫片位置密封的紧密型。

同时第一垫片24和第二垫片26隔离于密封螺母和保护管之间，进而保证了密封螺母和保护管之间的绝缘性能。具体地，密封垫片的外径较内部的密封螺母25或外部的密封螺母27的外径均大，以完全实现密封垫片的绝缘隔离作用。

具体地，密封垫片为四氟乙烯材质的密封垫片。密封垫片设置在保护管中，受到热风炉中高温热风的影响，因此需要密封垫片具有良好的耐高温性能，四氟乙烯材质的密封垫片，其具有耐高温、耐腐蚀和具有良好的绝缘性能，因此满足密封垫片的使用要求，能够起到较好的密封和绝缘的作用。

保护管2的选择应使其材料易于获得，且易于加工，从而降低拱顶热电偶的加工成本，选择保护管2为圆管时满足上述要求，同时具有足够的结构强度。

保护管2为圆管，因此当使用密封螺母进行对双头螺栓式接线柱和密封垫片的压紧时，密封螺母和保护管2的连接位置产生缝隙，当保护管2内部进入热风时，高温热风容易由该缝隙处泄漏，从而产生跑风问题。

在本发明一优选的实施例中，保护管2的外壁上焊接设置有平面安装板6，双头螺栓式接线柱连通平面安装板6至保护管2的内部。焊接设置平面安装板6后，使得保护管2上形成平面的安装台，因此当进行外部的密封螺母22的压紧动作时，密封螺母22易于在保护管2的外壁上进行紧密贴合，避免了弧形的外壁结构使得螺母在进行压紧动作时，难以实现对密封垫片的环形边缘的雅静，进而更有效的实现了对接线柱安装孔处的紧密密封，进一步避免了跑风现象的发生。

由于第一接线柱1和第二接线柱10的结构相同，因此可设置第一接线柱1和第二接线柱10在保护管2的外部设置为一块平面安装板29，并将平面安装板29焊接设置在保护管2的外壁上，从而降低保护管2的加工难度，降低产品的制作成本。

如图5所示，图5为图1中密封法兰盖的结构示意图。

在本发明一优选的实施例中，保护管2的密封端包括与保护管2一体设置的密封法兰座22和与密封法兰座螺栓连接的法兰密封盖1，保护管2自身包括密封法兰座22部分和用于安装接线柱等部件的保护管2管体21部分。通过设置接线柱进行电连接的拱顶热电偶避免了当电偶套管损坏后拱顶热电偶的跑风问题，然而为了保证拱顶热电偶的正常工作，需要对损坏后的拱顶热电偶进行更换，以保证拱顶热电偶的正常工作。

本实施例中拱顶热电偶的保护管2与热风炉相连，同时要保证二者之间的连接的稳固性和密封性，在拱顶热电偶损坏后将保护管2多次由热风炉上拆卸不可避免的会造成二者连接处的破损而不利于实现密封功能，通过在保护管2的密封端设置密封法兰盖1和密封法兰座22的连接方式，使得保护管2和热风炉之间可以通过固定连接，从而避免二者之间的频繁拆卸，避免该位置的跑风问题。

具体地，套管密封管2和热风炉之间通过焊接相连，同时使保护管2与热风炉内的电偶预埋管相对，通过将电偶套管内的电偶芯与第一接线柱23和第二接线柱28电连接，实现将电偶芯测得的热风炉内的数据引出。

具体地，密封法兰盖1和密封法兰座22之间设置有密封垫，进一步保证二者密封的紧密性。具体地，密封垫为金属缠绕垫片，回弹性优良的金属缠绕垫片能够对管道系统的压力热循环和振动进行自动调整，特别适用于负荷不均匀、接合力易松弛，温度与压力周期性变化、有冲击或震动的场合，因此，在密封法兰盖和密封法兰座之间设置金属缠绕垫片满足二者之间的密封要求。当然，密封垫可以设置为橡胶材质，以保证该连接处的密封性能。

密封法兰座22和保护管2的管体21设置为一体式结构，共同构成拱顶热电偶的法兰安装座22，一体式的结构的法兰安装座22使得拱顶热电偶的结构稳固，具有较好的抗冲击能力，保证了其在热风炉内高温热风环境下良好的密封性能。

如图6所示，图6为本发明提供的拱顶热电偶的接线示意图。

基于上述实施例中提供的拱顶热电偶，本发明还提供了一种热风炉，其送风管道4内设置有电偶预埋管5，电偶预埋管5内安装有拱顶热电偶，该热风炉上设置的拱顶热电偶为上述实施例中提供的拱顶热电偶。

可知的是，拱顶热电偶的电偶套管3伸入至电偶预埋管5内，保护管2的开口端与电偶预埋管5的开口相对，并密封安装在送分管道4的外侧壁上。

拱顶热电偶的保护管2的开口端与电偶预埋管5的管口相对，同时保护管2焊接设置在热风炉的送风管道4上，实现拱顶热电偶与送风管道的连接。焊接连接的方式使得保护管2与送风管道4连接为一体，并实现二者连接处的完全密封。在拱顶热电偶的电偶套管3内电偶丝的接线端分别与第一接线柱23和第二接线柱28连接后，将保护管3外部接线柱的接头与外部监测设备的导线相连，以将拱顶热电偶的测量数据导出，在连线确认无误后，连接密封法兰盖1和保护管2密封端的密封法兰座，实现对拱顶热电偶的密封。

由于该热风炉采用了上述实施例的拱顶热电偶，所以该热风炉由拱顶热电偶带来的有益效果请参考上述实施例。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种拱顶热电偶，包括电偶套管（3），其内设置有电偶芯，其特征在于，还包括保护管（2），其一端套装在所述电偶套管（3）的接线端上，另一端密封；

所述保护管（2）的侧壁上绝缘连接有贯通其内部和外部的第一接线柱（23）和第二接线柱（28），且所述第一接线柱（23）和所述第二接线柱（28）与所述电偶套管（3）内的接线电偶丝对应相连。

2.根据权利要求1所述的拱顶热电偶，其特征在于，所述第一接线柱（23）为双头螺栓式接线柱，所述双头螺栓式接线柱和所述保护管（2）之间设置有密封垫片。

3.根据权利要求2所述的拱顶热电偶，其特征在于，所述密封垫片为四氟乙烯材质的密封垫片。

4.根据权利要求2所述的拱顶热电偶，其特征在于，所述双头螺栓式接线柱穿过所述保护管（2）的内外两侧均连接有密封螺母。

5.根据权利要求4所述的拱顶热电偶，其特征在于，所述保护管（2）的外壁上焊接设置有平面安装板（29），所述双头螺栓式接线柱连通所述平面安装板（29）至所述保护管（2）的内部。

6.根据权利要求4所述的拱顶热电偶，其特征在于，所述密封垫片包括分别设置在所述保护管（2）内部和外部的第一垫片（24）和第二垫片（26），所述第二垫片（26）为T型垫片。

7.根据权利要求2所述的拱顶热电偶，其特征在于，所述第二接线柱（28）和所述第一接线柱（23）的结构相同。

8.根据权利要求1所述的拱顶热电偶，其特征在于，所述保护管（2）的密封端包括与所述保护管（2）一体设置的密封法兰座（22）和与所述密封法兰座（22）螺栓连接的法兰密封盖（1）。

9.根据权利要求8所述的拱顶热电偶，其特征在于，所述密封法兰座（22）和所述法兰密封盖（1）之间设置有密封垫。

10.一种热风炉，其送风管道（4）内设置有电偶预埋管（5），所述电偶预埋管（5）内安装有拱顶热电偶，其特征在于，所述拱顶热电偶为如权利1-9任意一项所述的拱顶热电偶，所述拱顶热电偶的保护管（2）开口端与所述电偶预埋管（5）的管口相对且焊接设置在所述送风管道（4）上。

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