CN110017692B - 用于高温炉内测温记录仪的冷却水套以及冷却方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高温炉内测温记录仪的冷却水套以及冷却方法，冷却水套包括水套外壳和水套内壳，温度记录仪放置在水套内壳内，水套外壳与所述水套内壳由端板连接，水套外壳与水套内壳之间的空间内注满冷却水，在注水空间内设置一个与排气管连接的软排气管，所述软排气管的末端套设一个空心的浮球，浮球为排气软管的出气口始终处于水套冷却水面的最高处提供足够的浮力，软排气管与浮球配合改变水套内壳和水套外壳之间空腔的出气口位置，使其始终处于水套内冷却水面的最高处。本发明能够在各种工况条件下，保证其腔内的蒸汽可以排出水套，而冷却水不会泄露出来，为高温下移动式温度记录仪的安全提供一个可靠的屏障。

Description

用于高温炉内测温记录仪的冷却水套以及冷却方法

技术领域

本发明涉及到高温加热炉和热处理炉内连续生产的产品的温度在线测量，用于高温炉内与产品同步移动的温度记录仪的冷却水套和冷却方法。

背景技术

随着钢铁产品质量要求的不断提高升级，其热处理过程的温度精确测量越来越重要。对间歇式高温炉，被加热的物料温度分布可采用在物料上焊接多个热电偶进行全程测试。对连续式高温炉，其物料的温度测试较为困难。其温度数值无法在炉外记录，通常采用随物料一起在炉内移动的记录仪记录其全程的温度变化数据。这就要求记录仪的外壳设备能够有很好的耐热隔热功能以保证记录仪本身的安全性和所记录的温度数据的准确性。对记录仪而言，无论炉内温度有多高，记录数据的芯片温度不能高于60℃。为此，记录仪外壳设计成多层耐热隔热层。最外层为耐热层，其次为隔热层，随后是保温层，芯片周围是恒温层。保温层一般采用水冷套型的金属壳制作。水冷套设计有一个排气小孔，当外界温度高于100℃时，水套内的水蒸发吸热，产生的蒸汽从小孔排出，保证水冷套内的温度不会超过100℃，为恒温层创造出一个恒温的环境。保温层是保护记录仪安全的关键层。一旦水冷套内的水蒸发完了，则恒温层将很快遭到破坏，导致记录仪芯片损坏。

因此，为了保证恒温层的安全，水冷套内装的水量应尽可能多。受到炉内空间和物料载体本身空间的限制，记录仪外壳的体积不可能做的很大，同样水冷套的体积也非常有限。由于水冷套必须有排气的小孔，则其盛水的量又受到小孔限制，因为记录仪封装后移动时，超过排气小孔的水会从小孔内流出来。更有甚者，在热处理炉内对大规格钢管进行测温时，记录仪随钢管一起在炉内翻转，则水冷套内的水更难保持住。图１为常用的冷却水套结构。如何设计一个在任何情况下均能保证内部的水不会流出来的水冷套，对保证炉内移动式温度记录仪的安全是至关重要的。

发明内容

本发明给出一种能够在各种工况下保证温度记录仪安全冷却用的水冷套和冷却方法，本发明的水冷套在任意位置都保证冷却水套内的水为满箱，当水蒸发时只排出蒸汽，而水不会泄露出来。

本发明是根据以下技术方案实现的：

一种用于高温炉内测温记录仪的冷却水套，其特征在于：包括水套外壳和水套内壳，温度记录仪放置在水套内壳内，所述水套外壳与所述水套内壳由端板连接，所述水套外壳与所述水套内壳之间的空间内注满冷却水，在注水空间内设置一个与排气管连接的软排气管，所述软排气管的末端套设一个空心的浮球，所述浮球为排气软管的出气口始终处于水套冷却水面的最高处提供足够的浮力，所述软排气管与所述浮球配合改变水套内壳和水套外壳之间空腔的出气口位置，使其始终处于水套内冷却水面的最高处，其中，所述水套外壳作为骨架用于支撑和容水，所述水套内壳放置需要保护的设备。

优选地，还包括注水阀和拉环，其中所述注水阀和所述拉环安装在端板之上。

优选地，还包括硬排气管，所述硬排气管将蒸汽引导到水套内壳的出口处并排出水套，所述硬排气管的外出口也开设在端板之上，进口设置在水套内壳端部的中心部位，所述软排气管的一端与所述硬排气管的进口相连，所述软排气管的另一端与所述浮球相连。

优选地，还包括软管支架，所述软管支架位于所述浮球和所述水套内壳端部之间，通过所述软管支架将所述软排气管和所述浮球保持在正常位置。

本发明的一种利用上述的用于高温炉内测温记录仪的冷却水套的冷却方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：向冷却水套内注水：松开注水阀上的螺钉，螺钉上有一个密封用的O形圈，通过注水口向水套注水，如果在工作中，冷却水套是水平放置时，则注满水后将带有O形圈的螺钉拧紧在注水阀上；如果在工作中，冷却水套是竖直放置，则注满水后不用拧上螺钉，注水阀口是敞开的，用于排放水蒸气;

步骤S2：根据水套放置位置的不同决定冷却水套的排气方式，由注水口和浮球、软排气管配合实现冷却水套在任意位置工作；

步骤S3：水蒸气排放：工作中，当冷却水套受热后，冷却水套内的水开始蒸发，当冷却水套是竖直状态时，由于注水口是敞开的，产生的水蒸气从注水口处排放出来；当冷却水套是水平放置状态时，因对外排气口和软排气管、浮球分别在冷却水套的两端，在浮球的作用下，排气软管的开口都处于冷却水套内水面的最高处，蒸汽通过软排气管和硬排气管从对外排气口排放出来。

步骤S4：排水：当需要把冷却水套内的水排放出来时，首先去掉注水阀的螺钉，然后将冷却水套垂直倒立放置，从排气口向冷却水套内充气，此时水从冷却水套中流出。

优选地，步骤S2中的不同位置包括：

水平放置冷却水套，拧紧注水阀的螺钉，水套内的空气或水蒸气通过排气管排出；或者

垂直正放置冷却水套，水套口朝上，此时应去掉注水阀的螺钉，水套内的空气或水蒸气通过注水口排出；或者

垂直倒立放置冷却水套，水套口朝下，此时应拧紧注水阀的螺钉，水套内的空气或水蒸气通过排气管排出；或者

倾斜正放置冷却水套，水套口朝斜上方，此时应去掉注水阀的螺钉，水套内的空气或水蒸气通过注水口排出；或者

倾斜倒立放置冷却水套，水套口朝斜下方，此时应拧紧注水阀的螺钉，水套内的空气或水蒸气通过排气管排出。

优选地，在步骤S3中，将冷却水套内蒸发出的蒸汽引到冷却水套开口处，利用从冷却水套中排出的蒸汽把冷却水套开口处冷却水套外的热量带走，加强冷却水套开口处的冷却。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明能够在各种工况条件下，保证其腔内的冷却水不会泄露出来，为高温下移动式温度记录仪的安全提供一个可靠的屏障。

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它附图。

图1（a）为常用的冷却水套注入冷却水时的结构示意图；

图1（b）为常用的冷却水套温度测量时排放蒸汽的结构示意图；

图2（a）为本发明的用于高温炉内测温记录仪的冷却水套的示意图；

图2（b）为本发明的冷却水套的局部放大示意图；

图2（c）为本发明的冷却水套的一个端面示意图；

图2（d）为本发明的冷却水套的一个剖面示意图；

图3（a）为本发明的冷却水套的水平放置的位置示意图；

图3（b）为本发明的冷却水套的垂直正放置的位置示意图；

图3（c）为本发明的冷却水套的垂直倒立放置的位置示意图；

图3（d）为本发明的冷却水套的倾斜正放置的位置示意图；

图3（e）为本发明的冷却水套的倾斜倒立放置的位置示意图；

其中，1-水套外壳，2-水套内壳，3-注水阀，4-拉环，5-端板，6-硬排气管，7-软排气管，8-软管支架，9-浮球。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

对于常用的圆柱形冷却水套，无论其注水口开在什么位置，在没有辅助机构的情况下，只能保证几个特殊位置，即出气口位于最高位置的情况，而不能保证当水套位置改变时，例如从立式变为卧式，或绕水套轴线转动时，在任意位置情况下水箱内都有水。只有当排气口开在中心位置时可以保证水箱内最多有半箱水。本发明在圆柱形水套内设置一根带有浮球的软管，在浮球的作用下，软管的一端总是浮在水套内的水面上，可以保证在任意位置水箱内都可以充满水，且当水蒸发时，蒸汽可以顺利排出，而水不会泄露。

具体地，图2（a）为本发明的用于高温炉内测温记录仪的冷却水套的示意图；图2（b）为本发明的冷却水套的局部放大示意图；图2（c）为本发明的冷却水套的一个端面意图，图2（d）为本发明的冷却水套的一个剖面示意图；如图2（a）-图2（d）所示，本发明的一种用于高温炉内测温记录仪的冷却水套，其特征在于：包括水套外壳和水套内壳，温度记录仪放置在水套内壳内，在工作时，高温炉内测温记录仪冷却水套随被测物料在高温炉内同步移动。所述水套外壳与所述水套内壳由端板连接，所述水套外壳与所述水套内壳之间的空间内注满冷却水，在注水空间内设置一个与排气管连接的软排气管，所述软排气管的末端套设一个空心的浮球，保证了冷却水套无论处于什么位置，其对外排气口总是排放水蒸气而不会泄露冷却水。所述浮球为排气软管的出气口始终处于水套冷却水面的最高处提供足够的浮力，所述软排气管与所述浮球配合改变水套内壳和水套外壳之间空腔的出气口位置，使其始终处于水套内冷却水面的最高处，这样就可确保装满水的冷却水套在使用时，无论水套对外排气口处于什么位置，水套内的蒸汽可以排出水套，而水不会泄露出来，从而保证了记录仪的安全。其中，所述水套外壳作为骨架用于支撑和容水，所述水套内壳放置需要保护的设备。

参见图2，本发明还包括注水阀和拉环，其中所述注水阀和所述拉环安装在端板之上，注水阀用于注水，拉环用于搬运冷却水套。一般的水套注水口和排气口二者合一，由于本发明的排气管直径较小且长度较长，通过排气管注水比较困难，因此专设注水口，在特殊情况下注水阀还可以作为排气口使用。

本发明还包括硬排气管，所述硬排气管将蒸汽引导到水套内壳的出口处并排出水套，所述硬排气管的外出口也开设在端板之上，进口设置在水套内壳端部的中心部位，所述软排气管的一端与所述硬排气管的进口相连，所述软排气管的另一端与所述浮球相连。

本发明还包括软管支架，所述软管支架位于所述浮球和所述水套内壳端部之间，通过所述软管支架将所述软排气管和所述浮球保持在正常位置。

在排气软管较长，水套垂直放置时，为了防止软管在浮球的作用向上浮起，使排气软管弯曲，当再把水套水平放置时，排气软管和浮球无法恢复到正常工作状态而设。

本发明的一种利用上述的用于高温炉内测温记录仪的冷却水套的冷却方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：向冷却水套内注水：松开注水阀上的螺钉，螺钉上有一个密封用的O形圈，通过注水口向水套注水，如果在工作中，冷却水套是水平放置时，则注满水后将带有O形圈的螺钉拧紧在注水阀上；如果在工作中，冷却水套是竖直放置，则注满水后不用拧上螺钉，注水阀口是敞开的，用于排放水蒸气;

步骤S2：根据水套放置位置的不同决定冷却水套的排气方式，由注水口和浮球、软排气管配合实现冷却水套在任意位置工作；

步骤S3：水蒸气排放：工作中，当冷却水套受热后，冷却水套内的水开始蒸发，当冷却水套是竖直状态时，由于注水口是敞开的，产生的水蒸气从注水口处排放出来；当冷却水套是水平放置状态时，因对外排气口和软排气管、浮球分别在冷却水套的两端，在浮球的作用下，排气软管的开口都处于冷却水套内水面的最高处，蒸汽通过软排气管和硬排气管从对外排气口排放出来。

步骤S4：排水：当需要把冷却水套内的水排放出来时，首先去掉注水阀的螺钉，然后将冷却水套垂直倒立放置，从排气口向冷却水套内充气，此时水从冷却水套中流出。

其中，步骤S2中的不同位置分别如图3（a）-3（e）所示，包括：

水平放置冷却水套，拧紧注水阀的螺钉，水套内的空气或水蒸气通过排气管排出；或者

垂直正放置冷却水套，水套口朝上，此时应去掉注水阀的螺钉，水套内的空气或水蒸气通过注水口排出；或者

垂直倒立放置冷却水套，水套口朝下，此时应拧紧注水阀的螺钉，水套内的空气或水蒸气通过排气管排出；或者

倾斜正放置冷却水套，水套口朝斜上方，此时应去掉注水阀的螺钉，水套内的空气或水蒸气通过注水口排出；或者

倾斜倒立放置冷却水套，水套口朝斜下方，此时应拧紧注水阀的螺钉，水套内的空气或水蒸气通过排气管排出。

在步骤S3中，将冷却水套内蒸发出的蒸汽引到冷却水套开口处，利用从冷却水套中排出的蒸汽把冷却水套开口处冷却水套外的热量带走，加强冷却水套开口处的冷却。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (5)

1.一种用于高温炉内测温记录仪的冷却水套的冷却方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：向冷却水套内注水：松开注水阀上的螺钉，螺钉上有一个密封用的O形圈，通过注水口向水套注水，如果在工作中，冷却水套是水平放置时，则注满水后将带有O形圈的螺钉拧紧在注水阀上；如果在工作中，冷却水套是竖直放置，则注满水后不用拧上螺钉，注水阀口是敞开的，用于排放水蒸气；

步骤S2：根据水套放置位置的不同决定冷却水套的排气方式，由注水口和浮球、软排气管配合实现冷却水套在任意位置工作；

步骤S3：水蒸气排放：工作中，当冷却水套受热后，冷却水套内的水开始蒸发，当冷却水套是竖直状态时，由于注水口是敞开的，产生的水蒸气从注水口处排放出来；当冷却水套是水平放置状态时，因对外排气口和软排气管、浮球分别在冷却水套的两端，在浮球的作用下，排气软管的开口都处于冷却水套内水面的最高处，蒸汽通过软排气管和硬排气管从对外排气口排放出来；

步骤S4：排水：当需要把冷却水套内的水排放出来时，首先去掉注水阀的螺钉，然后将冷却水套垂直倒立放置，从排气口向冷却水套内充气，此时水从冷却水套中流出。

2.根据权利要求1所述的冷却方法，其特征在于，步骤S2中的不同位置包括：

水平放置冷却水套，拧紧注水阀的螺钉，水套内的空气或水蒸气通过排气管排出；或者

垂直正放置冷却水套，水套口朝上，此时应去掉注水阀的螺钉，水套内的空气或水蒸气通过注水口排出；或者

垂直倒立放置冷却水套，水套口朝下，此时应拧紧注水阀的螺钉，水套内的空气或水蒸气通过排气管排出；或者

倾斜正放置冷却水套，水套口朝斜上方，此时应去掉注水阀的螺钉，水套内的空气或水蒸气通过注水口排出；或者

倾斜倒立放置冷却水套，水套口朝斜下方，此时应拧紧注水阀的螺钉，水套内的空气或水蒸气通过排气管排出。

3.根据权利要求1所述的冷却方法，其特征在于，在步骤S3中，将冷却水套内蒸发出的蒸汽引到冷却水套开口处，利用从冷却水套中排出的蒸汽把冷却水套开口处冷却水套外的热量带走，加强冷却水套开口处的冷却。

4.一种用于高温炉内测温记录仪的冷却水套，其特征在于：采用权利要求1至3中任一项所述的冷却方法，包括水套外壳和水套内壳，温度记录仪放置在水套内壳内，在工作时，高温炉内测温记录仪冷却水套随被测物料在高温炉内同步移动；

所述水套外壳与所述水套内壳由端板连接，所述水套外壳与所述水套内壳之间的空间内注满冷却水，在注水空间内设置一个与排气管连接的软排气管，所述软排气管的末端套设一个空心的浮球，使冷却水套无论处于什么位置，冷却水套对外排气口总是排放水蒸气而不会泄漏冷却水；

所述浮球为排气软管的出气口始终处于水套冷却水面的最高处提供足够的浮力，所述软排气管与所述浮球配合改变水套内壳和水套外壳之间空腔的出气口位置，使其始终处于水套内冷却水面的最高处，使装满水的冷却水套在使用时，无论水套对外排气口处于什么位置，水套内的蒸汽都能够排出水套，而水不会泄漏出来，其中，所述水套外壳作为骨架用于支撑和容水，所述水套内壳放置需要保护的设备；

还包括注水阀和拉环，其中所述注水阀和所述拉环安装在端板之上；

还包括硬排气管，所述硬排气管将蒸汽引导到水套内壳的出口处并排出水套，所述硬排气管的外出口也开设在端板之上，进口设置在水套内壳端部的中心部位，所述软排气管的一端与所述硬排气管的进口相连，所述软排气管的另一端与所述浮球相连。

5.根据权利要求4所述的一种用于高温炉内测温记录仪的冷却水套，其特征在于：还包括软管支架，所述软管支架位于所述浮球和所述水套内壳端部之间，通过所述软管支架将所述软排气管和所述浮球保持在正常位置。

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