CN105043596A - 一种内置垫片的高温热流计 - Google Patents

Abstract

一种内置垫片的高温热流计，属于热工检测技术领域。该热流计包括导热部件、热端热电偶、冷端热电偶、热电偶保护管、冷却介质进口管、冷却介质出口管以及金属垫片；导热部件沿轴向分为至少两段，相邻两段之间通过金属垫片连接，导热部件中开有相互连通的轴向通孔及径向槽道，热电偶布置在径向槽道之中，热电偶引线由轴向通孔引出。本发明将导热部件沿轴向分为至少两段，方便在导热部件中布置热电偶；在导热部件之间采用金属垫片连接，避免了内部存在间隙对导热特性的影响；同时分块结构使导热部件中可布置多个热电偶，从而提高了测量精度。

Description

一种内置垫片的高温热流计

技术领域

本发明专利涉及一种高温热流计，特别涉及一种内置垫片的高温热流计，属于热工检测技术领域。

背景技术

在高温设备中，热流密度是设备运行状况的一个重要参数。包括设备的检修与改进、校验计算结果等方面都需要热流密度分析。在热流计的设计中，如何提高热流计测量精度，避免制作、使用时产生的误差是需要解决的重要问题。

目前已有热流计主要采用的是在导热部件中打孔，将热电偶埋入的设计方案。但在实际运行中，特别是细小孔径的热流测量中，类似的设计方案不适合布置多个热电偶，同时难以保证热电偶和导热部件的紧密接触，在热电偶和导热部件中间存在的空隙也导致了导热热阻增高以及热流计精确性、灵敏度下降等问题。

发明内容

为了解决多个热电偶布置困难，热电偶与导热部件之间存在间隙影响测量精度的问题，本发明提出一种内置垫片的高温热流计。

本发明的技术方案如下：

一种高温热流计设计方案，该热流计包括导热部件、金属垫片、至少两个热电偶、冷却介质进口管、出口管、热电偶保护管，其特征：导热部件沿轴向至少分为两段，相邻两段之间通过金属垫片紧密连接；前端导热部件和冷却介质流出管之间采用螺纹连接，后端导热部件与冷却介质流出管固定连接；前端导热部件和后端导热部件中间的每个导热部件在远离中心的位置开有轴向通孔，端面开有径向槽道；在后端导热部件的前后两端面上均开有径向槽道，远离中心位置开有轴向通孔，每个径向槽道均与各自的轴向通孔连通，且相互之间的轴向通孔相连通；每个径向槽道之中均布置有热电偶，热电偶的引线由轴向通孔引出。

优选地，所述中间导热部件及后端导热部件上轴向通孔到热流计中心轴线的距离至少等于导热部件半径的1/2。

优选地，本发明所述金属垫片采用导热系数λ>200W/(m℃)的高导热系数以及布氏硬度HB<50的软金属材料。

本发明具有以下优点及突出性的技术效果：①本发明将原有热流计的导热部件沿轴向分为至少两段，方便了热电偶的布置及引线，可实现多支热电偶的布置，有效提高了热流计的测量精度；②在分段导热部件之间采用金属垫片紧密连接，有效减小了导热部件之间的间隙所带来的测量误差；③中间导热部件及后端导热部件上开有轴向通孔，通孔到热流计中心轴线距离至少等于导热部件半径的1/2，避免了通孔对于导热部件中心导热特性的影响，减小了测量误差。

附图说明

图1为本发明提供的一种内置垫片高温热流计实施例的结构原理示意图。

图2为图1的A—A断面图。

图3为图1的B—B断面图。

图4为导热部件采用四段的实施例的布置结构示意图。

图中：1-导热部件；1a-前端导热部件；1b-第二段导热部件；1c-第三段导热部件；1d-后端导热部件；2-金属垫片；2a-第一金属垫片；2b-第二金属垫片；2c-第三金属垫片；3a-径向槽道；3b-轴向通孔；4-热电偶；4a-第一热电偶；4b-第二热电偶；4c-第三热电偶；4d-第四热电偶4；5-热电偶保护管；6-冷却介质出口；7-冷却介质进口；8-冷却介质进入管；9-冷却介质流出管。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的原理、具体结构及最佳实施方式。

图1为本发明提供的一种内置垫片的高温热流计实施例的结构示意图，以2段导热部件为例，该热流计包括前端导热部件1a、后端导热部件1d、第一热电偶4a、第二热电偶4b、热电偶保护管5、冷却介质进入管8和冷却介质流出管9；在冷却介质进入管8和冷却介质流出管9上分别设有冷却介质进口7和冷却介质出口6；热电偶设置在热电偶保护管5内；前端导热部件1a和后端导热部件1b之间通过金属垫片2紧密连接，金属垫片有效减小了导热部件之间的空隙所带来的误差。

如图2所示，前端导热部件1a外周加工有螺纹，前端导热部件1a和冷却介质流出管9之间采用螺纹连接；后端导热部件1b与冷却介质流出管9固定连接。如图3所示，后端导热部件1b在远离中心的位置开有轴向通孔3b，前端面和后端面开有径向槽道3a，径向槽道之中布置有热电偶4a，热电偶4a的引线由轴向通孔引出。通孔到热流计中心轴线距离至少等于导热部件半径的1/2，避免了通孔对于导热部件中心导热特性的影响，减小了测量误差。

在导热部件之间的金属垫片2优选采用导热系数λ>200W/(m℃)的高导热系数以及布氏硬度HB<50的软金属材料。

图4为本发明的另一实施例，以四段导热部件为例，该实施例中导热部件分为前端导热部件1a，第二段导热部件1b，第三段导热部件1c和后端导热部件1d；相邻导热部件之间均由金属垫片连接，共有3片金属垫片，分别为第一金属垫片2a、第二金属垫片2b、第三金属垫片2c；第二段导热部件1b和第三段导热部件1c前端面槽道中布置有第一热电偶4a和第一热电偶4b，后端导热部件1d前后端面槽道中分别布置有第三热电偶4c和第四热电偶4d；第二段导热部件1b，第三段导热部件1c和后端导热部件1d中的轴向通孔相连通，热电偶导线由其中引出，解决了多个热电偶布置困难的问题，在实际测量中可以将导热部件分为更多段，布置更多的热电偶以提高测量精度。

本发明将原有热流计的导热部件沿轴向分为至少两段，方便了热电偶的布置及引线，可实现多支热电偶的布置，有效提高了热流计的测量精度；同时在分段导热部件之间采用金属垫片紧密连接，有效减小了导热部件之间的间隙所带来的测量误差。

Claims (3)

1.一种内置垫片的高温热流计，该热流计包括导热部件(1)、至少两个热电偶(4)、热电偶保护管(5)、冷却介质进入管(8)和冷却介质流出管(9)；在冷却介质进入管(8)和冷却介质流出管(9)上分别设有冷却介质进口(7)和冷却介质出口(6)；所述热电偶设置在热电偶保护管(5)内；其特征在于：导热部件(1)沿轴向至少分为两段，相邻两段之间通过金属垫片(2)紧密连接；前端导热部件(1a)和冷却介质流出管(9)之间采用螺纹连接，后端导热部件与冷却介质流出管固定连接；前端导热部件和后端导热部件中间的每个导热部件在远离中心的位置开有轴向通孔(3b)，端面开有径向槽道(3a)；在后端导热部件(1d)的前后两端面上均开有径向槽道，远离中心位置开有轴向通孔；每个径向槽道均与各自的轴向通孔连通，且相互之间的轴向通孔相连通；每个径向槽道中均布置有热电偶，热电偶的引线由轴向通孔引出。

2.如权利要求1所述的一种内置垫片的高温热流计，其特征在于：轴向通孔(3b)到热流计中心轴线的距离至少等于导热部件半径的1/2。

3.按权利要求1或2所述的一种内置垫片的高温热流计，其特征在于：金属垫片(2)材质采用导热系数λ>200W/(m℃)的软金属，布氏硬度HB<50。