CN108593125B - 一种热电偶防护套管 - Google Patents

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Abstract

本发明应用于热电偶安装和保护的防护套管。本套管包括对焊连接的钢管Ⅰ和钢管Ⅱ，在焊缝的底部为内置板；在钢管Ⅰ的另一端焊接有螺纹连接热电偶的接头，侧面焊接有吹扫接口；在钢管Ⅱ的另一端焊接带有末端透气孔的端板，侧部加工有均布长圆透孔。所述钢管Ⅱ的材质选用耐高温氧化的高温镍基合金，外表面有采用热喷涂工艺生产、原料为金属氧化物、厚度0.1‑0.5mm耐磨层。所述吹扫接口接入氮气或压缩空气。本防护套管有效保护了热电偶，使得热电偶工作在一个不受冲击和磨损的空间内，提高了热电偶的使用寿命，减少了热电偶的更换次数和用量。

Description

一种热电偶防护套管
技术领域
本发明应用于电气自动化领域，特别涉及一种方便测温热电偶或热电阻安装和保护的防护套管。
背景技术
各种工业炉窑在加热过程中，均需要进行温度控制，炉窑温度的测量多采用热电偶，少数采用热电阻的方式。通过热电偶温度的测量，控制炉窑的加热参数。在活性石灰等煅烧块状物料的炉窑中，煅烧温度的控制是一个重要的工艺参数，其热电偶的安装如附图1所示。热电偶3插入套管7中，在炉窑壳体1的外侧通过螺纹与套管7固定连接，套管7在耐火料层2中，用夹角为60°的两个支撑板6焊接支撑。热电偶3的测温点为深入炉窑内的端部，该测温点采用不锈钢管保护，成为测温热电偶3的一部分。为便于准确测量煅烧温度，热电偶3的安装位置为物料4下降、煅烧烟气5上升通过的位置，热电偶工作端部不锈钢保护管经常受到物料4的冲击碰撞和磨损、以及烟气5的腐蚀，使得不锈钢保护管被物料砸坏、或腐蚀磨损失效，测温不准确或测温失效。若将热电偶3刚刚伸出耐火料层2，以提高使用寿命，则严重影响热电偶测温的准确性。
发明内容
本发明解决的技术问题是：提供一种热电偶防护套管，在保证测温准确的前提下，避免物料对热电偶的冲击、减少热电偶的腐蚀磨损。
本发明的思路是：为了保护热电偶的工作端部，将端部采用钢管保护起来，为了保证测温的准确性，在其保护钢管的端部加工透孔，便于热电偶工作点感受到炉窑高温炉气。为防止物料颗粒堆积对热电偶工作端部不利影响，在防护套管内增加了吹扫气体，定期清除物料颗粒和粉尘，便于及时准确测温。为了提高防护钢管的耐高温和耐磨使用寿命，防护钢管采用耐高温镍基合金，并在其外表面喷涂0.1-0.5mm的抗磨损钴基金属氧化物涂层。防护套管的内置板提供对热电偶的支撑，减少热电偶测温端的悬伸长度以增强其刚性。
本发明采取的技术方案是：
本热电偶防护套管包括对焊连接的钢管Ⅰ和钢管Ⅱ，在钢管Ⅰ和钢管Ⅱ对焊焊缝的底部为内置板；所述内置板中心加工有与热电偶外径相匹配的圆孔，其圆周边加工有吹扫透气孔；在所述钢管Ⅰ的另一端焊接有螺纹连接热电偶的接头，在接头附近的侧面焊接有吹扫接口；在所述钢管Ⅱ的另一端焊接带有末端透气孔的端板，在热电偶偶头的位置，钢管Ⅱ（11）上加工有长圆透孔。为延长钢管Ⅱ的使用寿命，所述钢管Ⅱ的材质选用耐高温氧化的高温镍基合金，且在其外表面喷涂耐磨层；所述耐磨层采用热喷涂工艺涂覆，厚度0.1-0.5mm；所述耐磨层的热喷涂原料为钴基金属氧化物。为及时消除颗粒及粉尘对测温的影响，所述吹扫接口接入氮气或压缩空气；并周期式清扫，为保证吹扫气体畅通，所述吹扫透气孔、末端透气孔和长圆透孔均为6个，圆周均布。
本发明取得的技术进步是：
本发明热电偶防护套管有效保护了热电偶，使得热电偶工作在一个不受冲击和磨损的空间内，在测温准确性不变的前提下，提高了热电偶的使用寿命，减少了热电偶的更换用量和更换次数，节约了维护成本和时间。
附图说明
图1为现有热电偶安装示意图；
图2为本发明立体示意图；
图3为本发明结构示意图；
图4为图3A-A截面示意图；
图5为图3B-B截面示意图；
图6为图3C-C截面示意图；
图7为图3左视示意图；
图8为本发明安装结构示意图；
其中：1-壳体、2-耐火料层、3-热电偶、4-物料、5-烟气、6-支撑板、7-套管、8-接头、9-钢管Ⅰ、10-内置板、11-钢管Ⅱ、12-长圆透孔、13-端板、14-耐磨层、15-焊缝、16-吹扫接口、17-吹扫透气孔、18-防护套管、19-吹扫管、20-末端透气孔。
具体实施方式
为便于理解，附图2为本实施例立体刨切45°后形成的立体示意图，附图3为本实施例平面结构示意图，附图4、附图5、附图6分别为附图3的A-A、B-B、C-C的截面示意图，附图7为附图3的左视图。电偶防护套管包括对焊连接的钢管Ⅰ9和钢管Ⅱ11，在其对焊连接位置形成焊缝15，焊缝15的底部为内置板10。内置板10中间加工有放置热电偶的圆孔，圆周边加工有六个均布的吹扫透气孔17。在钢管Ⅰ9的另一端焊接有螺纹连接热电偶的接头8，侧面焊接有吹扫接口16。在钢管Ⅱ11的另一端焊接带有末端透气孔20的端板13，在热电偶偶头放置的位置，钢管Ⅱ11上加工有六个均匀圆周布置的长圆透孔12。
为提高钢管Ⅱ11的使用寿命，钢管Ⅱ11材质采用耐高温镍基合金制造，在其外表面采用热喷涂工艺，即高温迅速熔化、高速喷涂的方法喷涂一层抗磨钴基金属氧化物颗粒涂层，形成0.1-0.5mm的耐磨层14。
附图8为本实施例使用过程示意图，与普通套管7安装方式基本一样，防护套管18传过耐火料层2，用夹角为60°的两个支撑板6焊接支撑。热电偶3插入防护套管18中，通过螺纹固定连接。吹扫管19连接吹扫接口16，吹扫气体可按照工艺要求接入压缩空气或氮气，吹除防护套管内的积灰，保证测温准确。对于石灰煅烧炉窑来说，最好使用氮气进行吹扫，避免压缩空气高温下使得镍基合金钢管Ⅱ11产生氧化损失。
钢管Ⅰ9全部位于耐火料层2中，钢管Ⅱ11部分位于耐火料层2中，其包含有长圆透孔12的管段深入炉窑内，高温炉气可穿过长圆透孔12，将热量作用于热电偶工作端的偶头，保证热电偶测温的准确性。
耐磨层14与钢管Ⅱ11结合力较大，虽然与钢管Ⅱ11的热膨胀系数稍有差别，但钢管Ⅱ11的热胀冷缩不会造成耐磨层14的剥落，只会使耐磨层14产生细小裂纹，而这些裂纹不影响耐磨层14的抗磨性能。
由于钢管Ⅱ11采用耐高温的镍基合金制作，可以满足高温下烟气的腐蚀性能，提高防护套管18的高温使用寿命。
上述实施例为热电偶的防护套管，也适用于热电阻测温的防护。
上述实施例为热电偶倾斜安装工况，本防护套管也适用于热电阻炉壁水平及炉顶垂直安装工况。
本发明热电偶防护套管有效保护了热电偶，使得热电偶工作在一个不受冲击和磨损的空间内，同时，改善了热电偶的受力状况，在测温准确性不变的前提下，提高了热电偶的使用寿命，减少了热电偶的更换用量和更换次数，节约了维护成本和时间。

Claims (3)

1.一种热电偶防护套管，其特征在于：包括对焊连接的钢管Ⅰ（9）和钢管Ⅱ（11），在对焊焊缝（15）的底部为内置板（10）；所述内置板（10）中心加工有与热电偶外径相匹配的圆孔，内置板（10）圆周边加工有吹扫透气孔（17）；在所述钢管Ⅰ（9）的另一端焊接有螺纹连接热电偶的接头（8），钢管Ⅰ（9）的侧面焊接有吹扫接口（16）；在所述钢管Ⅱ（11）的另一端焊接带有末端透气孔（20）的端板（13），在热电偶偶头的位置，钢管Ⅱ（11）上加工有长圆透孔（12）；所述钢管Ⅱ（11）的材质选用高温镍基合金，外表面喷涂耐磨层（14）；所述吹扫接口（16）接入氮气或压缩空气。
2.根据权利要求1所述的热电偶防护套管，其特征在于：所述耐磨层（14）的原料为钴基金属氧化物，采用热喷涂工艺涂覆，厚度0.1-0.5mm。
3.根据权利要求1所述的热电偶防护套管，其特征在于：所述吹扫透气孔（17）、长圆透孔（12）和末端透气孔（20）均为6个，圆周均布。
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