CN107024295A - 一种用于实现电加热管内热电偶滑动和固定的驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于实现电加热管内热电偶滑动和固定的驱动装置，包括步进电机，步进电机的输出轴上安装传动齿轮，还包括一个与传动齿轮啮合的定位滑块，在定位滑块内设置有内螺纹，还包括一根内部为中空结构的丝杠，丝杠外设置有与定位滑块相匹配的外螺纹，在丝杠内设置有一根同轴的铰链支架，在铰链支架上固定连接有热电偶，热电偶穿过设置在丝杠侧壁上的孔并延伸至丝杠外侧。本发明可以连续测量电加热管内壁的温度，理论上可以测量任何一点的温度，相对于现有技术中测温点固定的方式，大大增加了测温的数据点来源，同时，不需要焊接工序，对电加热管本身而言具有很好的保护作用。

Description

一种用于实现电加热管内热电偶滑动和固定的驱动装置
技术领域
本发明涉及燃料组件的堆外传热实验测量领域，具体涉及一种用于实现电加热管内热电偶滑动和固定的驱动装置。
背景技术
温度是核动力、电力、化工等工业技术领域普遍关注的热工参数，是控制工艺过程的重要监控参量。在燃料组件的堆外传热实验中，需要精确测量电加热管的沿程壁温分布，用于构建传热关系式，为核电站堆芯设计提供重要输入。现有技术中，温度的测量都是通过在测温点焊接布置热电偶的方式进行的，由于电加热管的内径尺寸很小，仅有几毫米，难以在一根管内同时布置足够数目的热电偶；而且由于操作空间受限，无法采用传统的点焊等方法固定热电偶，以保证热电偶与被测量面的充分接触。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于实现电加热管内热电偶滑动和固定的驱动装置，解决现有技术中电加热管内温度测量困难、无法固定热电偶的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种用于实现电加热管内热电偶滑动和固定的驱动装置，包括步进电机，步进电机的输出轴上安装传动齿轮，还包括一个与传动齿轮啮合的定位滑块，在定位滑块内设置有内螺纹，还包括一根内部为中空结构的丝杠，丝杠外设置有与定位滑块相匹配的外螺纹，在丝杠内设置有一根同轴的铰链支架，在铰链支架上固定连接有热电偶，热电偶穿过设置在丝杠侧壁上的孔并延伸至丝杠外侧。在电加热管内的温度测量领域中，现有技术一直都采用焊接的方式来安装电热偶，这样的话，实际上测量的点位是有限的，而且也难以焊接施工；针对这样的问题，本发明采用一个步进电机作为传动动力，经过传动齿轮、定位滑块的带动，可以实现丝杠在其轴线方向的移动。使用时，丝杠插入被测的电加热管，通过步进电机的带动，可以实现丝杠相对于被测电加热管轴线上的移动；通过采用内部空腔结构的在丝杠，同时在丝杠上开设通孔，并在丝杠内安装一根同轴的铰链支架，铰链支架上安装固定的热电偶，热电偶穿过通孔延伸至丝杠外部，如此，电加热管相对于丝杠移动，热电偶可以接触到被测电加热管的内壁，实现温度的测量。同时，由于不采用焊机的方式，其不是固定的，可以连续测量电加热管内壁的温度，理论上可以测量任何一点的温度，相对于现有技术中测温点固定的方式，大大增加了测温的数据点来源，使测量的数据更加准确，同时，不需要焊接工序，对电加热管本身而言具有很好的保护作用。
在所述丝杠的端部安装有一个调整螺母，调整螺母与丝杠通过螺纹配合连接，调整螺母的端面封闭形成整体并在其圆心上设置有一个螺纹孔，铰链支架与该螺纹匹配连接。进一步讲，为了能够使热电偶与电加热管内壁紧密接触，通过在丝杠的端部设置一个调整螺母，调整螺母与丝杠通过螺纹配合连接，同时，调整螺母的端部形成封闭面，并设置同轴的螺孔，铰链支架与螺孔配合连接。使用时，通过调整螺母的旋转，就可以带动铰链支架在其轴线上移动，带动绞链的主臂轴向运动，减小绞链主臂与侧臂的角度差，将主臂的轴向运动转变为侧臂的径向运动，使得热电偶端部继续向外伸出，进一步增加热电偶与被加热表面的接触面积，保证热电偶与被加热面的有效接触。
还包括一个工作台，步进电机通过固定支座固定安装在工作台上。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种用于实现电加热管内热电偶滑动和固定的驱动装置，采用一个步进电机作为传动动力，经过传动齿轮、定位滑块的带动，可以实现丝杠在其轴线方向的移动，使用时，丝杠插入被测的电加热管，通过步进电机的带动，可以实现丝杠相对于被测电加热管轴线上的移动，通过采用内部空腔结构的丝杠，同时在丝杠上开设通孔，并在丝杠内安装一根同轴的铰链支架，铰链支架上安装固定的热电偶，热电偶穿过通孔延伸至丝杠外部，如此，电加热管相对于丝杠移动，热电偶可以接触到被测电加热管的内壁，实现温度的测量。同时，由于不采用焊机的方式，接触不是固定的，可以连续测量电加热管内壁的温度，理论上可以测量任何一点的温度，相对于现有技术中测温点固定的方式，大大增加了测温的数据点来源，使测量数据更加准确，同时，不需要焊接工序，对电加热管本身而言具有很好的保护作用；
2、本发明一种用于实现电加热管内热电偶滑动和固定的驱动装置，通过在丝杠的端部设置一个调整螺母，调整螺母与丝杠通过螺纹配合连接，同时，调整螺母的端部形成封闭面，并设置同轴的螺孔，铰链支架与螺孔配合连接。使用时，通过调整螺母的旋转，就可以带动铰链支架在其轴线上移动，通过旋转调整螺母，带动绞链的主臂轴向运动，减小绞链主臂与侧臂的角度差，将主臂的轴向运动转变为侧臂的径向运动，使得热电偶端部继续向外伸出，进一步增加热电偶与被加热表面的接触面积，保证热电偶与被加热面的有效接触；
3、本发明一种用于实现电加热管内热电偶滑动和固定的驱动装置，可通过步进电机和精密丝杠驱动热电偶轴向运动，从而能够对管道内壁面的轴向壁温分布进行测量，获得的壁温实验数据对于燃料组件的传热规律分析和热工设计具有重要意义。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-热电偶，2-铰链支架，3-丝杠，4-定位滑块，5-调整螺母，6-传动齿轮，7-固定支座，8-步进电机。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1所示，本发明一种用于实现电加热管内热电偶滑动和固定的驱动装置，包括步进电机8，步进电机8通过固定支座7固定安装在工作台上，步进电机8的输出轴上安装传动齿轮6，还包括一个与传动齿轮6啮合的定位滑块4，在定位滑块4内设置有内螺纹，还包括一根内部为中空结构的丝杠3，丝杠3外设置有与定位滑块4相匹配的外螺纹，在丝杠3内设置有一根同轴的铰链支架2，在铰链支架2上固定连接有热电偶1，热电偶1穿过设置在丝杠3侧壁上的孔并延伸至丝杠3外侧；在丝杠3的端部通过安装有一个调整螺母5，调整螺母5与丝杠3通过螺纹配合连接，调整螺母5的端面封闭形成整体并在其圆心上设置有一个螺纹孔，铰链支架2与该该螺纹匹配连接。实际使用时，步进电机8的电机轴旋转，通过传动齿轮6，带动定位滑块4产生周向旋转运动，定位滑块4与精密丝杠为螺纹配合，定位滑块4的旋转，使得精密丝杠随之旋转，并产生轴向运动，由于热电偶通过绞链与丝杠产生同一位移，因此实现热电偶的轴向移动，通过旋转调整螺母5，带动绞链2的主臂轴向运动，减小绞链主臂与侧臂的角度差，将主臂的轴向运动转变为侧臂的径向运动，使得热电偶端部继续向外伸出，进一步增加热电偶1与被加热表面的接触面积，保证热电偶与被加热面的有效接触。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于实现电加热管内热电偶滑动和固定的驱动装置，其特征在于：包括步进电机(8)，步进电机(8)的输出轴上安装传动齿轮(6)，还包括一个与传动齿轮(6)啮合的定位滑块(4)，在定位滑块(4)内设置有内螺纹，还包括一根内部为中空结构的丝杠(3)，丝杠(3)外设置有与定位滑块(4)相匹配的外螺纹，在丝杠(3)内设置有一根同轴的铰链支架(2)，在铰链支架(2)上固定连接有热电偶(1)，热电偶(1)穿过设置在丝杠(3)侧壁上的孔并延伸至丝杠(3)外侧。
2.根据权利要求1所述的一种用于实现电加热管内热电偶滑动和固定的驱动装置，其特征在于：在所述丝杠(3)的端部安装有一个调整螺母(5)，调整螺母(5)与丝杠(3)通过螺纹配合连接，调整螺母(5)的端面封闭形成整体并在其圆心上设置有一个螺纹孔，铰链支架(2)与该螺纹匹配连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于实现电加热管内热电偶滑动和固定的驱动装置，其特征在于：还包括一个工作台，步进电机(8)通过固定支座(7)固定安装在工作台上。
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