CN105043574A - 一种炉内测温装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种炉内测温装置，用于解决现有的测温装置其寿命短、精度低、容易损坏的问题，包括：接线盒，分别与热电偶和温度补偿线连接，用于将热电偶在受热情况下的电动势通过温度补偿线传送至温度变送器；法兰盘，与热电偶活动连接，用于调整热电偶插入炉内的深度；保护管，嵌套在热电偶外周并与热电偶螺纹连接，用于保护热电偶免于损伤；穿墙管，置于保护管外部，保护管与穿墙管之间设置有一体成型的耐高温隔热层。本发明设有双层保护管，能有效地增加测温装置的强度以及耐高温性能，在双层保护管之间填充有一次成型的耐高温隔热层，可以解决由于负压产生的炉内外的空气对流情况，寿命长，精度高，大大提高了工作效率，同时节省了人力成本。

Description

一种炉内测温装置

技术领域

本发明专利涉及测量仪器领域，尤其涉及一种用于测量炉内温度以进行温度控制的炉内测温装置。

背景技术

目前，在石灰窑市场中，石灰窑内炉温的测量主要靠人工操作，即采用人工观火的方式，通过观察火焰颜色来判断炉温，由于火焰的温度较高，容易发生烫伤事件，安全保障不好，工人在操作时极易造成职业伤害。

此外，热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，目前存在一种测量方案即将热电偶通过穿墙管直接插入炉内，但由于温度过高、落料冲击大以及安装方式等原因，通常存在以下技术问题：

一、如图1所示，在测温时，热电偶2的有效测温部份3平行设置于炉壁1的炉内侧端面，由于有效测温部份3无法充分接触炉内，因此，测温读数必然会低于炉内实际温度。

二、如图2所示，若将热电偶2的有效测温部份3插入炉内，由于炉内高温，而现使用的热电偶套管为钢玉或碳化硅材质，该材质虽然硬度高但脆性同样高，其抗压能力较强，但其抗冲能力极差，因此在落料时极易使套管碎裂从而损坏热电偶2。

三、如图3所示，由于穿墙管4与热电偶2间存在空隙，现有方法是使用石棉进行人工填充，由于人工填充的密度无法保证，而炉内为负压，因此会形成热电偶四周的空气对流，从而对测温数据造成影响。

由于存在上述缺点，经实验证明，当目前炉内温度为1200℃时，热电偶显示温度仅为900℃，甚至达不到900℃，所以热电偶测量数据在此工况下几乎没有参考价值，由于炉温的精确控制关系到生产的效率及产品的质量，因此对于石灰窑内炉温的精确控制已成为众多设计师难以解决的问题。

发明内容

本发明针对上述问题不足之处，提供一种炉内测温装置，安全性和精准度高，使用寿命长。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种炉内测温装置，包括：接线盒，与热电偶和温度补偿线连接，用于将所述热电偶在受热情况下的电动势通过所述温度补偿线传送至温度变送器；法兰盘，与所述热电偶活动连接，用于调整所述热电偶插入炉内的深度；保护管，嵌套在所述热电偶外周并与所述热电偶螺纹连接，用于保护所述热电偶免于损伤；穿墙管，置于所述保护管外部，所述保护管与所述穿墙管之间填充有一体成型的耐高温隔热层。

优选的，还包括紧固件，所述法兰盘通过紧固件与所述热电偶连接。

优选的，所述紧固件为定位螺钉。

优选的，所述热电偶为铂铑热电偶，所述热电偶插入炉内的深度为392mm，所述法兰盘的调整量为0～200mm。

优选的，所述保护管包括圆柱状的保护管本体以及位于所述保护管本体底部的感温控头，所述热电偶的测量端部伸入到所述感温控头内部的空腔中并与空腔底面抵接，所述保护管本体的上端部与所述法兰盘下端面抵接。

优选的，所述感温控头包括球形感温面。

优选的，所述保护管为镍合金保护管。

优选的，所述耐高温隔热层中间设有通孔，所述保护管通过所述通孔插入所述耐高温隔热层中。

优选的，所述耐高温隔热层为陶瓷纤维层。

优选的，所述穿墙管包括：第一管体和第二管体，所述第一管体为为镍合金管体，所述第二管体为不锈钢管体。

本发明设有双层耐高温套管，能有效地增加测温装置的强度以及耐高温性能，有效地提高使用寿命；保护管的底部设置有感温控头，感温控头的底部为球形的感温面，可使热电偶充分接触炉内温度，从而使测量更为准确；由于各个石灰窑炉内砖墙的内孔深度不同，所以在安装时需要调节插入深度，本发明通过法兰盘和定位螺钉可以调节插入深度和安装位置；此外，在双层耐高温套管之间填充有一次成型的耐高温隔热层，可以解决由于负压产生的炉内外的空气对流情况，本发明可有效避免因为直接观察火焰造成工人安全事故、职业伤害以及测量装置损耗的问题，寿命长，精度高，大大提高了工作效率，同时节省了人力成本。

附图说明

图1-图3为现有技术中的炉内测温装置的结构示意图；

图4为本发明实施例中的炉内测温装置安装后的结构示意图；

图5为本发明实施例中的炉内测温装置的分解示意图；

图6为图5中的保护管的结构示意图；

图7为图5中的穿墙管的结构示意图。

附图标记：

1、炉壁；2、热电偶；3、有效测温部分；4、穿墙管；5、保护管；6、接线盒；7、法兰盘；8、耐高温隔热层；9、定位螺钉；41、第一管体；42、第二管体；51、保护管本体；52、感温控头。

具体实施方式

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、完整地描述，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

除非另作定义，本文使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。“连接”不限于具体的连接形式，可以是直接连接，也可以是通过其他部件间接连接，可以是不可拆卸的连接，也可以是可拆卸的连接，可以是电气或信号连接，也可以是机械或物理连接。

图4示出了本发明实施例提供的炉内测温装置安装后的结构示意图，图5示出了本发明实施例中的炉内测温装置的分解示意图，图6示出了图5中的保护管的结构示意图；图7示出了图5中的穿墙管的结构示意图，如图4-图7所示，本实施例的炉内测温装置，包括：热电偶2、保护管5、穿墙管4、接线盒6以及法兰盘7，其中，热电偶2与法兰盘7为螺纹连接，法兰盘7包括安装上法兰和安装下法兰，所述安装上法兰和安装下法兰通过螺栓、螺母连接，可以理解的是，热电偶2穿过法兰盘7并通过定位螺钉9固定在法兰盘7上，热电偶2的外壁设有外螺纹，法兰盘7内壁设有内螺纹，外螺纹的螺纹长度为200mm，因此，可以调节热电偶2插入炉内的深度，调整量为0～200mm，调整完毕后，旋紧定位螺钉9，将热电偶2固定。

本实施例中，热电偶2通过接线盒6与温度补偿线(未示出)连接，温度补偿线的另一端则与温度变送器连接，本实施例中的热电偶2为铂铑热电偶，即由铂铑丝制成，直径为0.5mm，理论插入炉内深度L1为392mm，接线盒6与法兰盘7中心距离L2为150mm。本实施例中的铂铑热电偶具有热电性能稳定、抗氧化性强的优点，具体地，接线盒6内部与热电偶2的铂铑丝相连接，外部通过温度补偿线与温度变送器连接，铂铑丝在受热情况下电动势会发生变化，通过接线盒6将电动势传送给温度变送器，通过计算可得出实际温度。

在具体应用中，保护管5套在热电偶2的外部，具体地，热电偶2置于保护管5中并螺纹连接，保护管5包括圆柱状的保护管本体51以及位于保护管本体51底部的感温控头52，所述感温控头52与保护管本体51一体成型，热电偶2的测量端部伸入到感温控头52内部的空腔中并与空腔底面抵接，保护管本体51的上端部与法兰盘下端面抵接，优选的，本实施例中的感温控头52的感温面为半球形，即将现有的热电偶2的感温点变为感温面，从而使热电偶2充分接触炉内温度，测量结果更为准确。

进一步地，为增加保护管5的硬度，保护管5可选用金属保护管，由于现有炉内测温装置为水平安装，且在炉内加料时为块状硬料，因此在落料时易将硬度低的材料砸变型或碎裂，本实施例中的保护管5为镍合金保护管，镍合金具有极佳的热传导性能，并在高温下仍可保持高硬度，由于镍合金保护管具有在高温下硬度高、抗氧化性强等特点，可用于保护热电偶2，防止损坏。应说明的是，本实施例不对保护管5的材质进行限定，任何能够在1200℃高温下保持其硬度，抗氧化性，热传导性、等特性的金属都可以应用，可根据生产需要自行设定。

保护管5置于穿墙管4中，并由设置在保护管5和穿墙管4之间的圆柱状的耐高温隔热层8密封固定，可以理解为，保护管5和穿墙管4之间设置有耐高温隔热层8，具体地，耐高温隔热层8中间设有通孔，保护管5通过通孔插入耐高温隔热层8中，优选的，本实施例中的耐高温隔热层8为陶瓷纤维层，耐高温隔热层8为一次成型材料，具有阻燃、隔热的良好特性，并具有一定的弹性，在穿墙管4发生形变的时候，可以保护内部的保护管5不受损伤，此外，陶瓷纤维层的密封性能好，可以防止由于炉内负压而产生的炉内外的空气对流。

更进一步地，穿墙管4用于保护热电偶2不受耐火材料高温变形后对其的挤压，穿墙管4包括：第一管体41和第二管体42，第一管体41为靠近炉内端的管体，第一管体41为镍合金管体，镍合金具有在1200℃的高温下长期工作，并具有高温环境下硬度高，形变小等特点；第二管体42为不锈钢管体，可以采用规格为3039的不锈钢材质，本实施例中，第一管体41的长度为150-200mm，应说明的是，本发明实施例不对第一管体41的长度进行限定，可以根据生产需要自行设定。

本实施例的安d装方法，具体包括：

步骤1：先将保护管5插入到圆柱状的耐高温隔热材料层8的通孔中，使耐高温隔热材料层8紧密地嵌套在保护管外周。

其中，保护管5外径等于或略小于耐高温隔热材料层8中的通孔的内径，以使保护管5可以插入通孔中，并保持过盈配合，耐高温隔热材料层8的下端面抵靠在感温控头52的上端面上，应说明的是，感温控头52的上端面的外径大于通孔的内径，以使保护管5与耐高温隔热材料层8配合而不滑落。

本实施例中，感温控头52的上端面的外径D1为55mm，耐高温隔热材料层8的外径D2为63mm。

步骤2：将热电偶2插入保护管5内，其中，热电偶2与保护管5为螺纹连接，通过旋紧螺纹使热电偶2与保护管5固定。

具体地，将热电偶2的测量端部伸入到保护管5底部的感温控头52内部的空腔中并与空腔底面抵接，使保护管5本体的上端部与法兰盘7下端面抵接。

步骤3：将步骤2处理后的整体插入穿墙管4，穿墙管4的上端面与法兰盘7的下端面抵接，保护管5的感温控头52的球形感温面穿过穿墙管4的空腔并从底部延伸出。

在使用的过程中，由于球形感温面是从穿墙管4内一直延伸到炉内，加大感温面积，从而使热电偶2充分接触炉内温度，使测量更为准确，保护管5与穿墙管4之间的密封是通过一体成型的耐高温隔热材料层8来实现的，密封效果较好，其大大地延长了热电偶2的使用寿命。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种炉内测温装置，其特征在于，包括：

接线盒，与热电偶和温度补偿线连接，用于将所述热电偶在受热情况下的电动势通过所述温度补偿线传送至温度变送器；

法兰盘，与所述热电偶活动连接，用于调整所述热电偶插入炉内的深度；

保护管，嵌套在所述热电偶外周并与所述热电偶螺纹连接，用于保护所述热电偶免于损伤；

穿墙管，置于所述保护管外部，所述保护管与所述穿墙管之间填充有一体成型的耐高温隔热层。

2.根据权利要求1所述的炉内测温装置，其特征在于，还包括紧固件，所述法兰盘通过紧固件与所述热电偶连接。

3.根据权利要求2所述的炉内测温装置，其特征在于，所述紧固件为定位螺钉。

4.根据权利要求1所述的炉内测温装置，其特征在于，所述热电偶为铂铑热电偶，所述热电偶插入炉内的深度为392mm，所述法兰盘的调整量为0～200mm。

5.根据权利要求1所述的炉内测温装置，其特征在于，所述保护管包括圆柱状的保护管本体以及位于所述保护管本体底部的感温控头，所述热电偶的测量端部伸入到所述感温控头内部的空腔中并与空腔底面抵接，所述保护管本体的上端部与所述法兰盘下端面抵接。

6.根据权利要求6所述的炉内测温装置，其特征在于，所述感温控头包括球形感温面。

7.根据权利要求1-6任一所述的炉内测温装置，其特征在于，所述保护管为镍合金保护管。

8.根据权利要求1所述的炉内测温装置，其特征在于，所述耐高温隔热层中间设有通孔，所述保护管通过所述通孔插入所述耐高温隔热层中。

9.根据权利要求8所述的炉内测温装置，其特征在于，所述耐高温隔热层为陶瓷纤维层。

10.根据权利要求1所述的炉内测温装置，其特征在于，所述穿墙管包括：第一管体和第二管体，所述第一管体为为镍合金管体，所述第二管体为不锈钢管体。